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1、 航天课程实验平台:基于 STK 的卫星总体任务分析与设计实验指导书 前言 实验背景 随着我国航天事业的蓬勃发展，为了培养高层次的专业化航天人才,本学科拟建成航天类课程实验平台，并准备为研究生开设相关实验课程。本平台是利用国际先进的STK软件进行二次开发而形成的，Satellite Tool Kit即卫星工具包，是航天工业领先的商品化分析软件，它可以快速方便地分析复杂的陆、海、空、天任务，并提供易于理解的图表和文本形式的分析结果，确定最佳解决方案。它支持航天任务周期的全过程，包括政策、概念、需求、设计、制造、测试、发射、运行和应用。实验目的及任务 该实验平台的建设目标是培养学生对飞行器设计理论
2、与实验方法的掌握，对仿真实验的理解与操作，提高动手能力，为将来毕业走上工作岗位打下扎实的基础。因此，本实验平台将成为航天类课程教学的一个重要内容。本实验平台集教学与实验为一体，充分发挥学生的创造性，培养学生实际应用能力。使学生能将所学的专业知识具体化、形象化、可视化，达到全方位立体化的教学效果。实验组成 实验平台主要由以下五个部分组成：1.太阳同步/回归轨道设计与分析 2.地面站测控方案设计与分析 3.地面目标覆盖特性分析 4.卫星太阳电池阵光照特性分析 5.卫星机动轨道的斯基与分析 实验设备 硬件：标配计算机一台，其它仿真设备若干 软件：Windows XP 操作系统，4.0 版本以上 ST
3、K 软件 实验 1:太阳同步/回归轨道设计与分析 1.1 实验目的 了解 STK 软件的一般功能 掌握 STK 软件的基本操作 学会如何建立新场景 学会如何创建设置新卫星 1.2 实验步骤 一建立与设置场景 在创建卫星之前，我们要学会如何建立基本场景(Scenario)。1.启动 STK，点击 Scenario 图标创建新场景，命名为 1Scenario。2.在对象浏览器窗口选中 1Scenario，然后从 Properties 菜单中选择 Basic 也可以右键点击场景 1Scenario，在弹出的快捷菜单中选择 Basic。3.如表 1-1 所列，设置 Time Period 属性页的参数
4、如下。表 1-1 示例场景 Basic 类 Time Period 属性设置 属性名称 属性值 Start Time 1 Jan 2000 00:00:00:00 Stop Time 2 Jan 2000 00:00:00:00 Epoch 1 Jan 2000 00:00:00:00 4.如表 1-2 所示，设置 Animation 属性页参数如下。表 1-2 示例场景 Basic 类 Animation 属性设置 属性名称 属性值 Start Time 1 Jan 2000 00:00:00:00 Loop At Time 2 Jan 2000 00:00:00:00 Time Step
5、60 sec Refresh Delta Change to High Speed 5.如表 1-3 所示，设置 Units 属性页参数如下。表 1-2 示例场景 Basic 类 Units 属性设置 属性名称 属性值 Distance Unit Kilometer(km)Time Unit Seconds(sec)Date Format Gregorian UTC(UTCG)Angle Unit Degrees(deg)Mass Unit Kilograms(kg)6.选择Description属性页，在Description的空栏里，填入My basics Scenario 7.全部完成后
6、，点击“确定”现在，已经建立了基本场景，下一步就是在场景中创建卫星，通过对卫星轨道的定义，来实现太阳同步轨道以及回归轨道的设计.二建立与设置卫星 首先，创建太阳同步轨道卫星，步骤如下。1.在浏览窗口，点击 Satellite 图标，创建一个新卫星，可以利用轨道向导Orbit Wizard 定义卫星轨道，如果 Orbit Wizard 没有自动出现，可以从 Tools 菜单选择。2.点击“下一步”到第二个界面，如图 1-1 所示，选择 Sun Synchronous，点击“下一步”。图 1-1 Orbit Wizard 第二界面 3.如图 1-2 所示，第三个界面，设置下项目参数，如表 1-4。
7、表 1-4 第三界面参数 属性名称 属性值 Altitude 400 km Local Time of Descending Node 12:00:00.0000 图 1-2 Orbit Wizard 第三界面 4.点击“下一步”，设置如下项目，如表 1-5，设置完成后如图 1-3 所示。表 1-5 第四界面参数 属性名称 属性值 Orbit Start 1 Jan 2000 00:00:00:00 Orbit Stop 2 Jan 2000 00:00:00:00 Time Step 60.00 sec 图 1-3 Orbit Wizard 第四界面 5.设置完毕后，点击“完成”，重命名该卫
8、星为 Sun_Sync 6.选中卫星，在其“VO”类“Vector”属性页中，选择列表框中的“Sun Vector”，选中左下方的“Show”复选框，设置完毕后，如图 1-4 所示。现在已经创建好了太阳同步轨道卫星，可以点击 VO 界面的“开始”按钮(Start Animate Forward)，观察卫星的运行。图 1-4 Sun_Sync 卫星 Basic 类 Vector 属性页 接着，创建回归轨道卫星，步骤如下。1点击 Satellite 图标，创建一个新卫星。2点击“下一步”，选择 Repeating Ground Trace，点击“下一步”。3在此界面中设置参数，如表 1-6。表 1
9、-6 参数设置 属性名称 属性值 Approximate Revs Per Day 4 Inclination 45 deg Number of Revs to Repeat 4 Longitude of First Ascending Node 5 deg 4点击“下一步”，设置参数如表 1-7。表 1-7 参数设置 属性名称 属性值 Orbit Start 1 Jan 2000 00:00:00:00 Orbit Stop 2 Jan 2000 00:00:00:00 Time Step 60.00 sec 5设置完毕后，点击“完成”，重命名该卫星为 Repeating_Ground_Tr
10、ace 1.3 实验结果 我们已经完成了太阳同步/回归轨道设计环境的建立,如图 1-5,1-6 所示，在图形窗口，点击“开始”按钮，观察两颗卫星的运行状态，结束后，点击“重置”(Reset)，观察，可以对太阳同步/回归轨道产生更加直观的理解。图 1-5 设置完成后的三维显示窗口 图 1-6 设置完成后的二维显示窗口 实验 2:地面站测控方案设计与分析 2.1 实验目的 练习使用 STK 软件 学会如何建立地面站 学会如何创建配置传感器 2.2 实验步骤 首先要创建新场景，改名为“2Scenario”，之后在创建好的场景下面进行地面测控站的设计。1 在浏览窗口，点击 Facility 图标，建立
11、新地面站，命名为 beijing.选择 Basic 属性。设置 Position 属性页中的参数，如表 2-1 所示，完成后点击“确定”。表 2-1 beijing 地面站 Basic 类 Position 属性设置 属性名称 属性值 Type Geodetic Latitiude 39.92 Longitude 116.46 Altitude 0 2选中 beijing，在浏览窗口点击 New Sensor 图标，创建新传感器，命名为cyan.选择 Basic 类，设置 Definition 属性页参数如表 2-2 所示。表 2-2 cyan 传感器 Basic 类 Definition 属
12、性设置 属性名称 属性值 Sensor Simple Conic Cone 1.0deg 3选择 Graphic 类，设置 Attributes 属性页参数如表 2-3 所示。表 2-3 cyan 传感器 Graphic 类Attributes属性设置 属性名称 属性值 Color cyan Line solid Line Width 1 4再创建一个传感器，命名为 white，设置 Basic 类 Definition 属性页参数如表 2-4 所示。表 2-4 white 传感器 Basic 类 Definition 属性设置 属性名称 属性值 Sensor Complex Conic Ha
13、lf Angles:inner 0 outer 90 Clock Angles:Minimun 260 Maximum 360 5选择 Graphics 类，设置 Attributes 属性页参数如表 2-5 所示。表 2-5 white 传感器 Graphic 类Attributes属性设置 属性名称 属性值 Color white Line solid Line Width 1 6创建新地面站，命名为 hainan。设置 Basic 类 Position 属性页参数如表2-6 所示。表 2-6 hainan 地面站 Basic 类 Position 属性设置 属性名称 属性值 Type G
14、eodetic Latitiude 20.02 Longitude 110.35 Altitude 0 7为新地面站配置三个传感器，分别命名为 blue，red，yellow。三个传感器的 Basic 类 Definition 属性页参数设置如表 2-7 所示。表 2-7 white 传感器 Basic 类 Definition 属性设置 Blue Red Yellow:Sensor Complex Conic Complex Conic Complex Conic Half Angles:inner 85 85 85 outer 90 90 90 Clock Angles:Minimun 0
15、 120 240 Maximum 120 240 360 8 之后对三个传感器的Graphics类Attributes 属性页参数设置如表2-8所示。表 2-8 white 传感器 Graphic 类 Attributes 属性设置 Blue Red Yellow:Color blue Red Yellow Line solid solid solid Line Width 1 1 1 9建立新地面站 bombay，设置 Basic 类 Position 属性页参数如表 2-9 所示。表 2-9 bombay 地面站 Basic 类 Position 属性设置 属性名称 属性值 Type Ge
16、odetic Latitiude 19.0453 Longitude 73.1723 Altitude 0 10为地面站配置传感器，命名为 magenta，设置其 Basic 类 Definition 属性页参数如表 2-10 所示。表 2-10 magenta 传感器 Basic 类 Definition 属性设置 属性名称 属性值 Sensor Simple Conic Cone 10.0deg 11.创建一个卫星，命名为 2Sat，设置其 Basic 类 Orbit 属性页参数如表 2-11所示。在创建过程中 STK 可能会打开卫星对象创建向导，这里直接取消向导对话框即可。表 2-11
17、2Sat 卫星 Basic 类 Orbit 属性设置 属性名称 属性值 Propagator J2Perturbation Start 1 Jan 2001 00:00:00.00 Stop 2 Jan 2001 00:00:00.00 Step 60.000 sec Orbit 1 Jan 2001 00:00:00.00 Coord Type Classical Coord J2000 Semimajor 8000.137000 km Eccentricity 0 Inclination 98.607934 deg Argument of Perigee 0 deg RAAN 100.70
18、2295 deg True Anomaly 100 deg 12建立卫星 2sat 与地面站 beijing 间的通讯，选中 beijing 地面站的 cyan传感器，设置其Basic类Pointing属性页参数，其中Pointing Type项选择Targeted.并在 Available Target 栏中选中卫星 2Sat，之后单击傍边蓝色右键头，在 Assigned Targets 栏中出现 Satellite/2Sat 后，点击“确定”，如图 2-1 所示。13设置 cyan 传感器 3D 显示属性，选中 cyan 传感器，右键点击在弹出的快捷菜单中，选 VO 属性类，点击 Puls
19、e 属性页，选中“Show”复选框，并设置各参数如表 2-12 所示。表 2-12 cyan 传感器 VO 类 Pulse 属性设置 属性名称 属性值 Amplitude 0.5 Pulse 200.0 km Style Sine Value Slow:0.0830 Hz 图 2-1 cyan 传感器 Basic 类 Pointing 属性页 2.3 实验结果 综上所述，我们建立了地面站测控方案设计与分析环境，如图 2-2 所示，通过该场景的建立，我们可以更加深入地了解地面站的组成，运行以及其与卫星间的通讯状况，为以后的总体分析打下基础。图 2-2 设置完毕后的三维显示窗口 实验 3:目标覆盖
20、特性分析 3.1 实验目的 练习场景与卫星的创建 学习掌握传感器的更多功能 学会如何创建设置覆盖定义对象 学会如何分析目标覆盖特性 3.2 实验步骤 一添加基本对象 1启动 STK，建立一个新的场景，命名为 3Scenario。设置场景 Basic 类TimePeriod 属性参数如表 3-1 所示。表 3-1 新场景 Basic 类 Time Period 属性设置 属性名称 属性值 Start Time 1 Sep 2000 00:00:00:00 Stop Time 2 Sep 2000 00:00:00:00 Epoch 1 Sep 2000 00:00:00:00 2在新场景中创建两
21、颗新卫星，分别命名为 3Sat1，3Sat2，其 Baisc 类 Orbit属性页参数设置如表 3-2 所示。表 3-2 卫星 Basic 类 Orbit 属性设置 属性名称 3Sat1 3Sat2 Propagator J2Perturbation J2Perturbation Start 1 Sep 2000 00:00:00.00 1 Sep 2000 00:00:00.00 Stop 2 Sep 2000 00:00:00.00 2 Sep 2000 00:00:00.00 Step 60.000 sec 60.000 sec Orbit 1 Sep 2000 00:00:00.00
22、1 Sep 2000 00:00:00.00 Coord Type Classical Classical Coord J2000 J2000 Semimajor 6800 km 7000 km Eccentricity 0 0 Inclination 97 deg 45 deg Argument of Perigee 0 deg 0 deg RAAN 350 deg 270 deg True Anomaly 35 deg 65 deg 3设置这两颗卫星的 Graphics 类 Pass 属性页参数，将“Leading/Trailing”（航线/轨迹）属性中“Ground Track”（地面轨
23、迹）选项组内的“Lead”（航线）选项设置为“None”（无），如图 3-1 所示 图 3-1 两颗卫星的 Graphics 类 Pass 属性页参数 4 接着，为两颗卫星添加传感器对象（雷达），分别命名为3Sensor1，3Sensor2。其属性设置如表 3-3 和表 3-4 所示。表 3-3 传感器3Sensor1属性设置 属性类属性页 属性名称 属性值 Basic 类 Definition Sensor Rectangular Vertical Half 20 deg Horizontal Half 5 deg Graphics 类 Attributes Color Cyan Line
24、Solid Line Width 1 表 3-4 传感器3Sensor2属性设置 属性类属性页 属性名称 属性值 Basic 类 Definition Sensor Simple Conic Cone 30 deg Graphics 类 Attributes Color white Line Solid Line Width 1 至此，本场景的基本对象建立完毕，建立好的对象浏览器内容如图3-2 所示。图 3-2 建立好的对象浏览器内容 二添加覆盖定义对象 向场景“3Scenario”中添加新的覆盖定义对象，并改名为“EuroCovDef”，下面主要对覆盖定义对象的 Basic 和 Graphi
25、cs 两类属性进行设置。1首先选中覆盖定义对象 EuroCovDef，右键点击在弹出的菜单中选择 “Basic”，进入“Grid”属性页，在“Grid Definition”（栅格定义）选项组的“Type”下拉列表框中选择“Custom Regions”（自定义区域），点击“Select Regions”按钮，打开如图 3-3 所示的“指定区域”对话框。图 3-3 “指定区域”对话框 2点击“Load Region File”按钮，打开如图 3-4 所示的“选择区域列表”对话框，选择“”文件，再点击“确定”按钮。图 3-4 “选择区域列表”对话框 3在“Grid Definition”选项组的
26、“Resoluion”（精度）下拉列表中选择“Lat/Lon”（经纬度），并设其值为 0.4 deg。4下面设置覆盖定义对象 Basic 类 Assets 资源属性页参数，本实验需要在“Assets”栏中选择与覆盖分析对象进行关联的对象，然后利用“Assign”（关联）按钮建立所选对象与覆盖分析对象的关联，并在“Status”（状态）下拉列表中选择“Active”（活动）。设置好的资源属性页如图 3-5 所示。图 3-5 设置好的覆盖定义对象资源属性页 5设置 Graphics 类属性。在 Attributes 属性页，选中“Static Graphics”选项组的“Show Regions”
27、复选框，取消“Show Region Label”和“Show Points”复选框，“Color”下拉列表选择“white”，完成后如图 3-6 所示。图 3-6 二维图形属性页 三添加覆盖品质参数对象 首先，在对象浏览器中选择覆盖定义对象“EuroCovDef”，然后向场景中添加新的覆盖品质参数对象，并改名为“EuroFOM”。添加完覆盖分析对象后的示例场景对象浏览器如图 3-7 所示。下面开始设置其属性。1覆盖品质参数 EuroFOM的 Basic 类 Define 属性页进行如下设置，“Definition”选项组的“Type”下拉列表选择“N Asset Coverage”，“Com
28、pute”下拉列表选择“Maximum”，选中“Satisfaction”（满足条件）选项组的“Enable”复选框，“Satisfied”下拉列表选择“At Least”，将“Threshold”属性值设为 2，如图 3-8 所示。图 3-8 EuroFOM 的 Basic 类 Define 属性页 2选择 Graphics 类 Attributes 属性页，将“Animation Graphics”选项组的“Accumulation”下拉列表设置为“Up To Current”，“Color”选为“Green”。图 3-9 EuroFOM 的 Graphics 类 Contours 属性页
29、 3点选 Contours 属性页，“Type”下拉列表选择“Animation”，选中“Show”复选框，在右下角的“Level Attributes”选项组的“Start”下拉列表中选择“cyan”颜色，“End”选择“blue”颜色，如图 3-9 所示。四计算访问数据和选择计算对象 在对象浏览器中，右键点击“EuroCovDef”，选择弹出菜单中的“Compute Accesses”（计算访问数据）命令，开始进行计算。这个计算需要一定的时间，具体情况视计算机的性能而定。从STK 的二维图形窗口和计算进度状态条，可以看出当前的计算进度。图 3-10 “CovDef 栅格检查器”窗口 计算完
30、成后，右键点击“EuroCovDef”，在弹出的菜单中选择“Grid Inspector”（栅格检查器）命令，打开如图 3-10 所示的“CovDef 栅格检查器”窗口，选择需要进行计算的区域或者点，可以得到所需的覆盖定义对象分析报告以及分析图表。3.3 实验结果 至此我们已经完成了地面目标覆盖特性模块的建立，建立好的图形界面如图311 所示。图 3-11 设置完成后的二维显示窗口 利用 STK 的覆盖分析模块，可以分析单个或星座对象的全局和区域覆盖问题。在进行覆盖分析时，STK 不仅可以提供详尽的分析报告和图表，能对覆盖的变化进行同步仿真，而且还会充分考虑所有对象的访问约束，避免计算误差。实
31、验 4:卫星太阳电池阵光照特性分析 4.1 实验目的 熟练 STK 基本对象的建立 学会对卫星模型进行操作 学会分析太阳电池阵光照特性 4.2 实验步骤 一基本对象建立 1启动 STK，建立一个新的场景，命名为 4Scenario。设置场景 Basic 类TimePeriod 属性参数如表 4-1 所示。表 4-1 新场景 Basic 类 Time Period 属性设置 属性名称 属性值 Start Time 1 Sep 2000 00:00:00:00 Stop Time 2 Sep 2000 00:00:00:00 Epoch 1 Sep 2000 00:00:00:00 2如表 4-2
32、 所示，设置 Basic 类 Animation 属性页参数。表 4-2 新场景 Basic 类 Time Period 属性设置 属性名称 属性值 Start Time 540 End Time 4250 Time Step 10 sec 3在新场景中创建一颗新卫星，命名为 4Sat，其 Baisc 类 Orbit 属性页参数设置如表 4-3 所示。表 4-3 卫星 Basic 类 Orbit 属性设置 属性名称 属性值 Propagator MSGP4 Start 0 Stop 86400 Step 60.000 sec Object Number 20580 Orbit Epoch 99
33、120 Mean Motion 14.8771 Eccentricity 0.0014 Inclination 28.4702 deg Argument of Perigee 83.1076 deg RAAN 3.3405 deg Mean Anomaly 277.1111 deg 4 设置卫星 4Sat 的 VO 类属性，首先设置 Pass 属性页，“Tracks”的“Ground Track”选项组“Lead”下拉列表选择“None”，“Orbit Track”选项组的“Lead”下拉列表也选择“None”，设置完成后如图 4-1 所示。图 4-1 设置完成后的“Pass”属性页 5进入
34、VO 类的 Vector 属性页，在列表中选择“Sun Vector”，选中坐下方的“Vector/Axes Options”选项组的“Show”复选框，“Color”下拉列表选择“yellow”。图 4-2 卫星模型选择界面 6之后选择 VO 类 Model 属性页，为卫星 4Sat 选择新模型在“Model”选项组下,点击“Modle File”后的图标，弹出如图 4-2 所示的选择界面，找到“”文件后选择并“打开”，返回 STKVO View 1 窗口，可以看到卫星模型变为哈勃 望远镜模型，如图 4-3 所示。图 4-3 三维显示窗口 7为 4Sat 卫星添加一个传感器，改名为“4Sen
35、sor”，其 Basic 类 Definition属性页下参数设置如表 4-4 所示。表 4-4 传感器4Sensor属性设置 属性名称 属性值 Sensor Complex Conic Half Angles:inner 0 deg outer 8.0 deg Clock Angles:Minimun 0 deg Maximum 360 deg 8在浏览器窗口点击“New Planet”图标创建一个新星体，Basic 属性类Definition页的下拉列表中选择“Mars”。至此，卫星太阳电池阵光照特性分析环境的基本对象建立完毕。此时浏览器的内容如图 4-4 所示。图 4-4 设置完毕后的浏
36、览器窗口 二光照特性分析 1在浏览器窗口选中 5Sat 卫星，右键点击在弹出的快捷菜单中选择“Solar Panel”，打开如图 4-5 所示的太阳电池阵光照特性分析窗口。图 4-5 太阳电池阵光照特性分析窗口 2将“Solar Panel”选项组设置为“A”，“Data”选项组的“Start”参数设置为“540”，“Stop”参数为“4250”，“Time”为“10 sec”，设置完成后点击“Compute”按钮，观察“STK/VO View 1”窗口的变化，其中蓝色代表背景空间，黑色代表卫星除了太阳能帆板以外的部分，白色代表太阳能帆板。3在“Solar for Satellite-hubb
37、le”窗口，存在“Data Reporting”（数据报告）选项组，可以通过它来获得各种卫星太阳电池阵光照特性分析“Report”报告和“Graph”图表，“Type”包含三种类型“Power”，“Area”和“Angles”。4其中“Power”报告可以显示一天中任何时间太阳能电池帆板的功率和太阳光照强度状况；“Area”报告可以显示太阳能电池帆板受阳光直照的面积，有效产能面积和太阳光照强度；“Angles”报告可以显示选择时刻太阳高度角范围以及相应帆板面积和有效产能面积。4.3 实验结果 综上所述，我们建立太阳电池阵光照特性模块，并介绍了如何对光照特性进 行分析，建立完成后的场景界面如图
38、4-6，4-7 所示。图 4-6 设置完成后的三维显示窗口 图 4-7 设置完成后的二维显示窗口 实验 5:卫星轨道机动分析 5.1 实验目的 熟练掌握 STK 软件的各种操作 学习如何应用 Astrogator 模块 学会如何设计并分析卫星轨道机动 5.2 实验步骤 一建立与设置场景 利用 STK 进行轨道机动分析，首先需要建立一个适于进行轨道机动分析的场景。具体步骤如下：1利用 STK 创建新的场景“Scenario5”2在对象浏览器中，右键点击场景名称选择 Basic 属性，如表 5-1 所列，设置 Time Period 属性页中的参数。表 5-1 示例场景 Basic 类 Time
39、Period 属性设置 属性名称 属性值 Start 1 Jul 2003 12:00:00:00 Stop 1Aug 2003 12:00:00:00 Epoch 1 Jul 2003 12:00:00:00 3如表 5-2 所列，设置 Basic 类属性页中的参数。表 5-2 示例场景 Basic 类 Animation 属性设置 属性名称 属性值 Start 1 Jul 2003 12:00:00:00 4激活二维图形窗口，并打开其属性窗口。如表 5-3 所列，设置 Projection属性页的参数。设置完成后，Projection 属性页窗口，如图 5-1 所示。表 5-3 示例场景
40、属性名称 属性值 Type Orthographic Display Coordinate Frame ECF Display Height 40000km 图 5-1 示例场景的 Projection 属性页窗口 5激活三维图形窗口，并打开其属性窗口。首先设置 Grids 属性页中的内容，选中“ECI Coordinates”选项组中的“Show”复选框及其右侧的“Show Radial Line”复选框。6 接着设置 Vector 属性页，点击“Earth Inertial Axes”，并选中下方的“Show”复选框，选中“Options”选项组中的“Show Label”复选框，如图 5
41、-2 所示。图 5-2 示例场景的 Vector 属性页窗口 至此，卫星轨道机动场景的建立与设置就全部完成了。以上过程是进行轨道机动场景设置的基本步骤，在实际应用中可以直接采用。设置完成后，此示例场景的 STK 二维和三维窗口分别如图 5-3 和图 5-4 所示。图 5-3 卫星轨道机动示例场景二维窗口 图 5-4 卫星轨道机动示例场景三维窗口 二建立与设置卫星 场景完成后，接下来的工作是创建准备进行轨道机动分析的卫星对象。具体步骤如下。1向场景中添加一个卫星对象 5Sat。在创建过程中 STK 可能会打开卫星对象创建向导，这里直接取消向导对话框即可。2在对象浏览器中，右键点击 5Sat 卫星
42、弹出快捷菜单。3首先设置 Basic 类 Orbit 属性页。在“Propagator”下拉列表框中选择“Astrogator”其他参数不变，如图 5-5 所示。图 5-5 示例场景种卫星对象的 Basic Orbit 属性页窗口 4作后设置 Graphics 类的 Pass 属性页。在“Ground Track”选项组的“Lead Type”下拉列表中选择“None”，在 Orbit Track 选项组的“Lead Type”下拉列表框中选择“All”，如图 5-6 所示。图 5-6 示例场景中卫星对象的 2D Graphics Pass 属性页窗口 三建立轨道机动 所有准备工作完成后，即可
43、开始进行具体的轨道机动分析了。轨道机动分析主要通过卫星对象的 Basic Orbit 属性页完成，具体步骤如下。1首先返回卫星对象的 Basic Orbit 属性页。单击“MSC Option”按钮，打开如图 5-7 所示的“Mission Control Sequence Options”（任务控制序列选项）对话框，选中“Draw Trajectory as it is Calculated”复选框，取消“Propagate on Apply”复选框。图 5-7 “任务控制序列选项”对话框 2单击工具按钮下的“Initial State”选项，并如表 5-4 所列，设置相关参数。表 5-4
44、Initial State 参数设置 属性名称 属性值 Element Type Keplerian Orbit Epoch 1 Jul 2003 12:00:00:00 Semi-major Axis 12000.0 km Eccentricity 0.01 Inclination 12.0 deg Right Asc of Asc Node 0.0 deg Argument of Periapsis 180.0 True Anomaly 0.0 deg 3 单击“Satellite Properties”按钮，打开如图 5-8 所示的“Spacecraft Physical Values”
45、对话框，如表 5-5 所列，设置相关参数。表 5-1 Spacecraft Physical Values 参数设置 属性名称 属性值 Fuel Mass 750 kg Dry Mass 350 kg 图 5-8 “Spacecraft Physical Values”对话框 4单击工具按钮下的“Propagate”选项，添加“Stopping Condition”（停止条件）。STK 至少需要一个停止条件，所以这里之后首先添加了自己的停止条件后，才能删除 STK 的默认停止条件。图 5-9 “停止条件选择”对话框 5单击“Insert”按钮，打开如图 5-9 所示的“停止条件选择”对话框，选
46、择停止条件“Ascending Node”，再单击“OK”按钮。6建立新的停止条件“Ascending Node”后删除 STK 默认的停止条件“Duration”。然后，将“Repeat Count“参数设置为 2。7单击“Insert Segment”按钮，打开如图 5-10 所示的“断选择”对话框，新加入一个“Impulsive Maneuver”段。图 5-10 “段选择”对话框 8如表 5-6 所列，设置 Impulsive Maneuver 属性页的参数。表 5-6 Impulsive Maneuver 参数设置 属性名称 属性值 属性名称 属性值 Maneuver Directi
47、on Thrust Vector Y(Normal)1.0 km/s Thrust Axes VNC Z(Co-Normal)0.0 km/s Vector Type Cartesian Decrement Mass Based on Fuel Usage On X(Velocity)0.5 km/s 9再单击“Insert Segment”按钮，打开“断选择”对话框（见图 5-10），新加入一个“Propagate”段。右击此新加段，选择快捷菜单中的“属性”命令，打开如图 5-11 所示的“段属性”对话框，将其改名为“2Propagate”，并在“Color”下拉列表框中选择“Red”。图
48、5-11 “段属性”对话框 10将“2Propagate”的停止条件设置为“Periapsi”，将“Repeat Count”参数设置为 2。设置完成后的“2Propagate”属性页，如图 5-12 所示。图 5-12 设置完成后的“2Propagate”属性页 11保存所有设置，再单击“Run Sequence”按钮。5.3 实验结果 至此，一个完整的轨道机动场景就建立完毕了。单击“Summary”按钮可以查看 STK 对此次轨道机动的分析结果。运行 STK，查看 STK 的二维和三维显示窗口，可以进行可视化的分析，如图 5-13图 5-15 所示。图 4-13 二维轨道示意图 图 4-14 机动后三维轨道示意图 图 4-15 机动后三维轨道示意图