基于STK的卫星轨道预报
STK实验卫星轨道全参数仿真
实验一卫星轨道参数仿真一、实验目的1、了解STK的基本功能；2、掌握六个轨道参数的几何意义；3、掌握极地轨道、太阳同步轨道、地球同步轨道等典型轨道的特点。
二、实验环境卫星仿真工具包STK三、实验原理（1）卫星轨道参数六个轨道参数中，两个轨道参数确定轨道大小和形状，两个轨道参数确定轨道平面在空间中的位置，一个轨道参数确定轨道在轨道平面内的指向，一个参数确定卫星在轨道上的位置。
•轨道大小和形状参数：这两个参数是相互关联的，第一个参数定义之后第二个参数也被确定。
第一个参数第二个参数semimajor axis 半长轴 Eccentricity 偏心率apogee radius 远地点半径 perigee radius 近地点半径apogee altitude 远地点高度 perigee altitude 近地点高度Period 轨道周期 Eccentricity 偏心率mean motion平动 Eccentricity 偏心率图1 决定轨道大小和形状的参数•轨道位置参数：轨道倾角（Inclination）轨道平面与赤道平面夹角升交点赤经（RAAN）赤道平面春分点向右与升交点夹角近地点幅角（argument of perigee）升交点与近地点夹角•卫星位置参数：（2）星下点轨迹在不考虑地球自转时，航天器的星下点轨迹直接用赤经α、赤纬δ表示（如图2）。
直接由轨道根数求得航天器的赤经赤纬。
图2 航天器星下点的球面解法在球面直角三角形SND 中：⎪⎩⎪⎨⎧+==∆∆+Ω=+==)tan(cos tan cos tan )sin(sin sin sin sin f i u i f i u i ωαααωδ （1） 由于地球自转和摄动影响，相邻轨道周期的星下点轨迹不可能重合。
设地球自转角速度为E ω，t 0时刻格林尼治恒星时为0G S ，则任一时刻格林尼治恒星时G S 可表示成：)(00t t S S E G G -+=ω （2）在考虑地球自转时，星下点地心纬度ϕ 与航天器赤纬δ仍然相等，星下点经度（λ）与航天器赤经α的关系为：⎩⎨⎧=---=-=δϕωααλ)(00t t S S E G G （3） 将（1）代入上式，得到计算空间目标星下点地心经纬度()ϕλ,的公式，即空间目标的星下点轨迹方程为：⎩⎨⎧⋅=---⋅+Ω=)sin arcsin(sin )()tan arctan(cos 00u i t t S u i E G ϕωλ （4） 其中ϕ 为星下点的地理纬度，λ 为星下点的地理经度，u 是纬度幅角，ωE 为地球自转角速度。
基于STK的卫星轨道预报
《航天器操作与控制试验》综合作业卫星轨道预报姓名：王备学号：院系：宇航学院二〇一〇年十一月一、实验题目：卫星轨道预报二、实验目的1.学会STK（Satellite Tool Kit）软件的使用，掌握STK的基本操作；2.学会使用STK仿真，并实现卫星的轨道预报，重点掌握HPOP高精度轨道预报和LOP长期轨道预报。
三、实验内容（一）、HPOP高精度轨道预报1. 建立两颗卫星HPOP1与HPOP2；2. 设置HPOP1考虑大气阻力，而HPOP2不考虑，其他参数相同；3. 用HPOP高精度轨道预报器生成轨道；4. 动画显示，观察两颗卫星轨道的不同；5. 生成多种类型的卫星轨道数据；6. 计算卫星轨道寿命。
（二）、LOP长期轨道预报1. 建立两颗卫星LOP1与LOP2；2. 设置LOP1考虑大气阻力，而LOP2不考虑，其他参数相同；3. 用HPOP高精度轨道预报器生成轨道；4. 生成多种类型的卫星轨道数据，观察两颗卫星轨道的不同。
四、实验过程描述（一）、HPOP高精度轨道预报1.建立新的场景将其命名为BUAA_HPOP。
2.在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口3.在Time Period栏，输入如下设置：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00Epoch 1 Jan 2010 00:00:00.004.选择Animation栏输入如下内容：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00Time Step 60 secondsRefresh Delta Change to High Speed5.在Units栏输入如下设置：6.完成后，点击确定，从File菜单中选择Save As…，保存场景为BUAA_HPOP.sc。
基于STK_Matlab的测站跟踪预报
一
测站跟踪预报为调度
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这 些 数 据 显 示 了测 站 对 卫 星 的
、
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观 测 时 间段 内 的 时 间 窗 口
方位角
仰 角 和 距 离 等相 需要大量的预报
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关信 息
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在 调 度 软 件 的测 试 过程 中
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系 统仿真技术及 其 应 用
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基于STK轨道预报数据的北斗卫星导航系统频谱监测选址分析
Ｓｉｔｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒａｄｉｏ ｍ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｔｏ ＢＤＳ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＴＫ ｏｒｂｉｔａｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｄａｔａ
ＺＨＡＮＧ Ｑｉ，Ｌ１Ｎ Ｈｕｉ
Ｃｈｉｎａ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ＢＤＳ ｉｓ ａｂｌｅ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ，ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎ Ａ ｓｉａ—Ｐａｃｉｆ ｉｃ，ａｎｄ ｗ ｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｇｌｏｂａｌ ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎ ２０２０ ａｓ ｐｌａｎｎｅｄ．Ａｓ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｏｆｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｃｏｍｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔ ｈ ｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎｄ ｏｒｂｉｔｓ ｏｆ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｃｒｏｗｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ ｉｓ ｖｉｔａｌ ｔｏ ｐｅｒｆｏｒｍ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｏ ＢＤＳ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＳＴＫ ｏｒｂｉｔａｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｄａｔａ，ｔｈｅ ａｃｃｅｓｓ ｔｉｍ ｅ ｏｆ ｔｈ ｅ １４ ｎｏｎ·Ｇ ＥＯ ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ ｉｎ ＢＤ Ｓ ｔｏ ９ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃｉｔｉｅｓ ｉｎ １ ０ ｄａｙｓ ｗ ａｓ ｃｏｌ— ｌｅｃｔｅｄ．Ｇｒｏｕｐ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｉｔｉｅｓ，ａ ｎ ｄ ｓｉｍｉｌａｒ ｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｉｔｈｉｎ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｃｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｐｅｒ ｆｏｒ ｍ ｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｌａｎ ｇｕａｇｅ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ａｄｖｉｃｅｓ ｏｎ ｓｉｔｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａｃｃｏｒｄ— ｉｎｇ ｔｏ ｔ ｈｅ ｄａｔａ ａｎ ａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＢｅｉＤｏｕ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｓｙｓｔｅｍ，ＳＴＫ ｏｒｂｉｔａｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｍ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ ｓｉｔｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ
基于LabVIEW与STK的卫星轨道预报可视化仿真平台设计
基于LabVIEW与STK的卫星轨道预报可视化仿真平台设计何思捷;杨磊;陈小前【摘要】A method of designing a satellite orbit prediction visualization platform based on a hardware-in-loop validated simulation system of small satellite is introduced. Satellite Tool Kit is an analysis software widely used in simulating orbit system for satellite, but STK can' t accomplish the relevant function that acquired by the hardware-in-loop validated simulation system mentioned. Based on this requirement, a method of using ActiveX technology in LabVIEW and STK/Connect module to interact the two kinds software is introduced. Through calling STK and u-sing Connect module in STK to obtain the relevant data, finally all the datas in need within a window synchronously can be displaied, which realized the connection between LabVIEW and STK , also accomplished the relevant function and has a applied value.%介绍了在小卫星半实物仿真系统的背景下一个卫星轨道预报可视化仿真平台的设计方法.卫星工具软件(STK)一般用于卫星轨道的可视化仿真中,但仅用STK软件无法满足该小卫星半实物仿真系统关于轨道节点的要求.基于此点,利用LabVIEW的ActiveX模块以及STK的Connect模块实现两种软件交互的方法,通过LabVIEW的ActiveX功能连接STK,利用Connect模块中的指令驱动STK产生卫星的相关数据,最终将有关数据返回至LabVIEW中并显示出来,实现了LabVIEW与STK的无缝连接,完成了卫星半实物仿真系统的相关功能,具有一定的应用价值.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)023【总页数】6页(P5702-5706,5717)【关键词】卫星工具软件(SatelliteToolKit,STK);LabVIEW;ActiveX技术;Connect 模块【作者】何思捷;杨磊;陈小前【作者单位】国防科学与技术大学航天与材料工程学院,长沙410073;国防科学与技术大学航天与材料工程学院,长沙410073;国防科学与技术大学航天与材料工程学院,长沙410073【正文语种】中文【中图分类】TP391.9卫星的研制是一项复杂的系统工程，卫星本身的特殊性决定了从型号的可行性论证到最后正样的形成，开发过程必然要经历反复的分析调试、仿真验证。
基于STK软件的北斗导航卫星轨道模拟
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｂｅ ｉ ｄ ｏ ｕ ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ ｎ ａ ｖ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｓ ｅ ｅ ｎ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ Ｂｅ ｉ ｄ ｏ ｕ
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张 大 力
（ 黑龙江第一测绘工程院 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ５ ） 摘 要： 北 斗 卫 星 导航 系统 应 用 日趋 广 泛 ， 文 中 以北 斗 卫 星 导 航 系 统 为 主 要 研 究 对 象 ， 利用 Ｓ Ｔ Ｋ 模 拟 完 整 的北 斗 卫
星导航系统空间星座 ， 实现基 于 Ｓ Ｔ Ｋ的北斗系统的星座仿真 、 卫星轨 道仿真 ， 同时完成卫 星的可见性 分析与卫 星覆 盖分析 ， 实现北斗卫 星导航 系统 的仿 真应用 。 目前 ， 北斗卫 星导航 系统正处 于建设 阶段 ， 文 中结论 对北 斗卫星 导航
基于STK的航天器轨道仿真与设计
《基于 STK 的航天器轨道仿真与设计》课程设计报告班级 ： 341511班组长 ：王楷组 员 ：邹希、赵俊杰、聂秋华日期 ： 2007年 12月 20日目录一、介绍STK的应用背景和主要功能................................- 1 -1. STK 应用背景............................................................................................. 1 2. STK 主要功能............................................................................................. 1 二、嫦娥奔月的设计过程.........................................- 2 -1．各国的探月计划............................................................................................ 2 2．设计要求....................................................................................................... 4 3. 设计思路..................................................................................................... 5 4. 设计中使用的参数...................................................................................... 5 5. 地球停泊轨道分析与设计.......................................................................... 5 6. 地月转移轨道分析与设计.......................................................................... 5 三、基于STK模型描述语言的航天器三维造型及动画制作.............. - 13 -1. STK/VO 模块简介.................................................................................... 13 2. STK/VO 设计要求.................................................................................... 13 3. STK/VO 设计模型选择............................................................................ 13 4. 中巴地球资源卫星简介............................................................................ 14 5. 中巴地球资源卫星模型设计.................................................................... 14 6. 动画制作................................................................................................... 16 四、收获与体会 ............................................... - 17 -五、参考文献 ................................................. - 17 -六、成员分工 ................................................. - 17 -一、介绍 STK 的应用背景和主要功能1. STK 应用背景STK 软件的全称是 Satellite Tool Kit （卫星仿真工具包）， 是由美国 AGI公司开发， 并在航天工业领先的商业化分析软件。
基于LabVIEW与STK的卫星轨道预报可视化仿真平台设计
了一种 卫星 轨道预 报 可 视 化仿 真 平 台 ， 平 台 依托 该 由美 国 国家 仪 器 公 司 推 出 的 一 种 虚 拟 仪 器 软 件 开
发工具 Ｌｂ Ｉ Ｗ（ ａ ｏａ ｒ Ｖ ｒ ａ Ｉｓ ｕ ｅ ｔ ｎｉ ａ Ｖ Ｅ Ｌ ｂｒｔ ｙ ｉｕ ｌｎｔ ｍ ｎ Ｅ ｇ ｏ ｔ ｒ —
决 策者 更直 观 、 更形 象 的理解 。
在 诸多 的可视 化 分 析软 件 中 ， 国 Ａ Ｉ 司 开 美 Ｇ公
发 的卫 星 工 具 软件 Ｓ Ｋ（ ａ ｌｔ ｔ ｌｋ ） 航 天工 Ｔ ｓｔ ｌｅ ｏ ｉ 是 ｅｉ ｏ ｔ 业 领先 的商业 化分 析 软 件 ， 可 提 供逼 真 的 二 维 和 它
研 究背 景 是 一 颗 工 程 小 卫 星 的半 实 物 仿 真 系 统 ， 系统囊 括 了卫 星 本 体 系统 、 该 星务 系统 、 以及 地 面站 系统 的半 实物 仿 真 。其 中 ， 面 站 系 统半 实 物 地
仿 真 的一 个 重 要 环 节 是 卫 星 的轨 道 预 报 可 视 化 仿
通信作 者简介 ： 陈小前 （９ ５ ） ， １７ 一 男 湖南双峰人 ， 教授 ， 方向 ： 研究
飞行器总体设计技术 。
２ ３期
何 思 捷 ， ： 于 Ｌ ｂ ＩＷ 与 Ｓ Ｋ 的卫 星 轨 道 预 报 可 视 化 仿 真 平 台设 计 等 基 ａＶ Ｅ Ｔ
卫星工具软件（ ａｅｉ ｏｌ ｉ Ｓ Ｋ） Ｓｔ ｌｅＴ ｏ Ｋ ｔ Ｔ ｌｔ ，
Ｌ ｂ ＩＷ ａＶ Ｅ
Ａ ｔｅ ｃ ｖＸ技术 ｉ
Ｃ ｎｅｔ ｏｎｃ 模块
中 图法 分类号
Ｔ３ １ ； Ｐ９ ． ９
文献标志码
Ａ
卫 星 的研 制是一 项 复 杂 的系 统 工程 ， 星本 身 卫
基于STK的轨道设计与仿真指导书_修订版_2007
基于STK的航天器轨道仿真与设计课程设计指导书北京航空航天大学宇航学院二〇〇七年十月目 录1 教学目标 (1)2 教学内容 (1)3 课程设计的相关背景知识 (1)3.1STK软件简介 (1)3.2STK基本操作 (4)3.2.1STK操作示例1：生成卫星轨道 (4)3.2.2STK操作示例2：太阳同步轨道 (9)3.2.3STK操作示例3：使用遥感器 (13)3.2.4STK基本操作练习及要求 (17)3.3STK/Connect模块编写简单的轨道设计与仿真软件 (18)3.3.1Visual C++ (18)3.3.2STK/Connect模块 (19)3.3.3STK/Connect实例 (20)3.3.4STK/Connect练习及要求 (23)3.4基于STK/VO的三维建模 (23)3.4.1STK/VO模块简介 (23)3.4.2STK/VO实例 (24)3.4.3STK/VO练习及要求 (27)4 课程设计内容 (27)5 课程设计报告 (28)6 考核方式 (28)附：课程设计报告范例 (29)1教学目标本课程设计训练，要求学生学习基于Satellite Tool Kit（以下简称STK）软件的轨道动力学仿真与设计的基本理论与方法，学会根据设计要求开展设计工作，并能联系实际深入掌握本专业的理论知识，从而使学生具备从事科学技术研究的基本技能。
2教学内容STK软件是面向航空航天相关领域的任务分析与轨道设计与仿真可视化软件，是航天器总体设计与轨道动力学相关专业工作人员必须掌握的工具软件之一。
本教学环节要求学生了解基于STK软件的航天器轨道仿真与设计的基本过程，设计一个基于STK的轨道仿真与设计程序框架，完成相关的代码编写，并最终完成课程设计报告。
具体的任务包括：熟悉STK软件的基本功能，仿真一个著名的空间飞行任务；利用STK软件的Connect模块编写简单的轨道设计与仿真程序利用STK模型描述语言构建一个简单的航天器三维模型编写课程设计报告3课程设计的相关背景知识3.1STK软件简介STK的全称是Satellite Tool Kit（卫星工具箱），由美国Analytical Graphics 公司开发出品。
基于STK的北斗卫星飞行轨迹仿真分析
技术论坛TECHNOLOGY FORUM中国航班CHINA FLIGHTS85基于STK的北斗卫星飞行轨迹仿真分析王浩 王运兴|陆军航空兵学院摘要：本文主要对STK 的北斗卫星飞行轨迹仿真情况进行简要阐述，首先是对STK 及其模块和北斗系统进行简要介绍，其次对STK 应用的相关数据进行说明，以及通过STK 所产生的卫星轨道数据的具体步骤。
通过对数据的分析从而希望为北斗卫星导航的研究提供有力帮助。
关键词：北斗卫星；STK；飞行轨迹随着社会的不断进步，科技的不断发展，高科技软件在航空航天等领域不断凸显出其重要的作用。
世界上第一个成熟的定位导航系统也就是GPS 的应用与普及，为我国卫星定位系统的发展提供了方向，随着我国初步建成的北斗卫星导航系统的面世，我国也在不断加快关于卫星仿真分析的研究。
这主要是利用飞行可视化仿真技术，来观察飞行器的飞行轨迹以及其他的任务状态，从而帮助我们更好的选择实施方案。
1 STK 及其模块简介STK 的全称是Satellite Tool Kit（卫星工具箱），是由美国Analytical Graphics 公司开发研制一款在航天工业领域最为先进的商业化分析软件。
STK 具有强大的功能，在现阶段是美国航空领域主要应用的软件，它支持航天任务周期的全过程，包括概念、需求。
设计、制造、测试、通信等研究领域，成为了业界比较有影响力的软件。
它的主要功能有分析能力、生成轨道、卫星数据库、可见性分析、遥感器分析等。
分析能力主要是通过传感数据，来对所接收、所看到的信息进行及时处理，并对数据进行分析，这里数据包括轨道预算、坐标类型和系统；它还有动画视觉效果，海陆空等任务的行动轨迹可以通过4D 动画效果进行展示效果，并可视实时监控；对于卫星的轨道可以进行预测，也可以设计性的轨道路线；太空遥测主要是通过对伟星管轨道的设计，然后对传感器进行姿态控制，并随时可以有影像结合。
2北斗导航定位系统我国现阶段自主研发出了北斗卫星导航系统，主要是由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成的。
基于STK的全球卫星导航定位系统DOP值仿真
比较了武汉地区gpsgalileogps和galileo组合的卫星可见数和gdop值以及全球gdop值的分布
基于STK的全球卫星导航定位系统DOP值仿真
基于STK的全球卫星导航定位系统DOP值仿真
通过STK卫星教据库建立了GPS卫星星座;根据GALILEO卫星设计参数,利用轨道向导建立GALILEO卫星星座.比较了武汉地区GPS、GALILEO、GPS和GALILEO组合的卫星可见数和GDOP值,以及全球GDOP值的分布.
基于STK的小卫星轨道交会设计研究
第24卷 第2期2005年4月 飞行器测控学报Journal of Spacecraft TT&C TechnologyV o.l24 N o.2A pr.2005基于STK的小卫星轨道交会设计研究*吴 昊 刘建业 段 方 赵 伟(南京航空航天大学自动化学院导航研究中心 江苏南京 210016)摘 要 利用球面三角形的几何关系进行了基于S TK(卫星工具包)的小卫星轨道交会的规划和设计。
采用一种较为方便的轨道交会设计方法,并使用功能强大的专业S TK软件来仿真和演示,取得了良好的仿真效果,能够较好地满足航天器轨道交会设计的要求,对于其它类型的轨道规划有一定的借鉴作用,为各种航天器的仿真研究提供了一种新的方法。
关键词 轨道交会;球面三角形;星下点轨迹;小卫星;STK中图分类号:V526.1文献标识码:ADesigni ng S m all Satellite s Orbit al Re ndezvous w it h STKWU H ao LI U Ji a n ye DUAN Fang Z HAO W ei(Navigati on Research C enter,Nan ji ng Un ivers i ty of Aeronau tics&As tronau tics,Nan ji ng,Jiangsu Provi n ce210016) Abstrac t S m a ll sate llite orbita l rendezvous is designed usi ng t he g eom etr i c l og ic of spher ica l tr i ang le and the S TK(Sa te llite T ool K it)soft w are.T his paper uses a m ore conven i ent m ethod to desi gn s ma ll sa tellites orbita l rendezvous andsi m u l a tes t h ism e t hod w it h t he pow erf u l pro f essi onal soft w are STK.T he si m u lati on outcom e is good and has reached t he goa l of desi gn of spacecraft o rb ital rendezvous,wh ich w ill benefit p l ann i ng o f o ther orb its and provide a nove lway fo r re search on s i m u l a tion o f a ll types of spacecraft.K ey word s O rb ital R endezvous;Spher ica l T r i ang le;Subsate llite T rack;S m a ll Satellite;STK0 引 言由于小卫星在国防和国民经济中所起的作用越来越大,其执行的任务和功能也日益增多,根据不同的任务需求设计不同的轨道已经成为研制小卫星的关键内容之一。
基于STK的卫星轨道预报
《航天器操作与控制试验》综合作业卫星轨道预报姓名：王备学号：38151312院系：宇航学院二〇一〇年十一月一、实验题目：卫星轨道预报二、实验目的1.学会STK（Satellite Tool Kit）软件的使用，掌握STK的基本操作；2.学会使用STK仿真，并实现卫星的轨道预报，重点掌握HPOP高精度轨道预报和LOP长期轨道预报。
三、实验内容（一）、HPOP高精度轨道预报1. 建立两颗卫星HPOP1与HPOP2；2. 设置HPOP1考虑大气阻力，而HPOP2不考虑，其他参数相同；3. 用HPOP高精度轨道预报器生成轨道；4. 动画显示，观察两颗卫星轨道的不同；5. 生成多种类型的卫星轨道数据；6. 计算卫星轨道寿命。
（二）、LOP长期轨道预报1. 建立两颗卫星LOP1与LOP2；2. 设置LOP1考虑大气阻力，而LOP2不考虑，其他参数相同；3. 用HPOP高精度轨道预报器生成轨道；4. 生成多种类型的卫星轨道数据，观察两颗卫星轨道的不同。
四、实验过程描述（一）、HPOP高精度轨道预报1.建立新的场景将其命名为BUAA_HPOP。
2.在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口3.在Time Period栏，输入如下设置：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00 Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00 Epoch 1 Jan 2010 00:00:00.004.选择Animation栏输入如下内容：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00 Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00 Time Step60 secondsRefresh Delta Change to High Speed5.在Units栏输入如下设置：6.完成后，点击确定，从File菜单中选择Save As…，保存场景为BUAA_HPOP.sc。
基于STK的航天任务仿真方案分析_张占月
2006年2月第17卷第1期装备指挥技术学院学报Journal o f the Academy of Equipment Command &T echnolog y F ebr ua ry 2006V ol.17 N o 1收稿日期:2005-07-07 基金项目:部委级资助项目作者简介:张占月(1973-),男(汉族),河北吴桥人,高级工程师,博士研究生.基于STK 的航天任务仿真方案分析张占月, 徐艳丽, 曾国强(装备指挥技术学院,航天装备系,北京101417)摘 要:在对卫星工具箱软件(satellite too l kit,STK)进行全面分析基础上,提出了利用ST K 进行航天任务仿真的3种主要方案。
分析了各种方案的优劣,然后结合3个典型仿真实例分析了STK 软件在航天任务仿真中的作用,最后得出结论:ST K 软件适宜仿真对象数目不多、非实时、对可视化要求较高的航天任务;结合用户程序对ST K 进行系统集成是使用ST K 软件的最有效方式;利用STK/Co nnect 接口进行二次开发的系统集成方案最适合时间紧、功能要求相对简单的航天任务可视化仿真。
关 键 词:卫星工具箱软件;航天任务仿真;系统集成;可视仿真中图分类号:V 443.5文献标识码:A 文章编号:1673-0127(2006)01-0048-04Analysis on the STK -based Space Mission SimulationZH AN G Zhanyue, XU Yanli, ZEN G Guoqiang(Department of S pace Equipment,th e Acad emy of Equipment C om man d &T echnology,Beijing 101416,China)Abstract :Based on the fully analy sis to the satellite to ol kit(ST K)softw are,thr ee prim ary meth -o ds to carry space mission simulatio n are put forw ard,and the strong and short points of the methods ar e analyzed.T hen the functions of STK in space m ission simulation are analyzed acco rding to threety pical sim ulation instances.Finally the conclusions based on abo ve studies are drawn.ST K softw are suit fo r the space m issio n simulatio n w hich counts of simulation o bjects is few ,simulation aren't rea-l tim e,and simulation r equire high v ideo quality.Integ ratio n STK softw are w ith user prog ram is mo st effective w ay.Integration method of second developm ent based on ST K/Connect inter face is m ost suit fo r space missio n simulation that m issio n period is short and functions required are relativ ely sim ple.Key words:satellite too l kit;space m issio n simulatio n;sy stem integ ratio n;video sim ulation 航天任务仿真是进行航天任务分析与设计的重要技术手段。
基于STK的卫星轨道预报
《航天器操作与控制试验》综合作业卫星轨道预报姓名：王备学号：院系：宇航学院二〇一〇年十一月一、实验题目：卫星轨道预报二、实验目的1.学会STK（Satellite Tool Kit）软件的使用，掌握STK的基本操作；2.学会使用STK仿真，并实现卫星的轨道预报，重点掌握HPOP高精度轨道预报和LOP长期轨道预报。
三、实验内容（一）、HPOP高精度轨道预报1. 建立两颗卫星HPOP1与HPOP2；2. 设置HPOP1考虑大气阻力，而HPOP2不考虑，其他参数相同；3. 用HPOP高精度轨道预报器生成轨道；4. 动画显示，观察两颗卫星轨道的不同；5. 生成多种类型的卫星轨道数据；6. 计算卫星轨道寿命。
（二）、LOP长期轨道预报1. 建立两颗卫星LOP1与LOP2；2. 设置LOP1考虑大气阻力，而LOP2不考虑，其他参数相同；3. 用HPOP高精度轨道预报器生成轨道；4. 生成多种类型的卫星轨道数据，观察两颗卫星轨道的不同。
四、实验过程描述（一）、HPOP高精度轨道预报1.建立新的场景将其命名为BUAA_HPOP。
2.在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口3.在Time Period栏，输入如下设置：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00Epoch 1 Jan 2010 00:00:00.004.选择Animation栏输入如下内容：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00Time Step 60 secondsRefresh Delta Change to High Speed5.在Units栏输入如下设置：6.完成后，点击确定，从File菜单中选择Save As…，保存场景为BUAA_HPOP.sc。
基于STK的完整北斗卫星导航系统仿真分析
基于STK的完整北斗卫星导航系统仿真分析基于STK的完整北斗卫星导航系统仿真分析[摘要]基于北斗卫星导航系统的空间信号接口控制文件提供的卫星轨道参数，利用STK软件建立完整的北斗卫星导航系统的星座。
分别模拟在北京、三亚、赫尔辛基、华盛顿、堪培拉建立地面站，分析完整的北斗系统在以上五个城市在可见卫星数、GDOP值和导航精度上的差异。
[关键字]北斗STK 全球卫星导航系统仿真0引言我国的北斗卫星导航系统（BDS）是继美国的GPS、俄罗斯的GLONASS 之后第三个进入正式商用服务的全球卫星导航系统，加上欧盟正在建设的GALILEO系统，构建了当前全球四大卫星导航系统的格局。
北斗卫星导航系统作为我国自主研制的卫星导航系统，历经二十年的发展，正在逐渐走向成熟。
2012年12月27日，中国卫星导航系统管理办公室公布了北斗系统的空间信号接口控制文件，北斗系统开始正式为中国及周边地区提供导航、定位和授时服务，同时北斗系统还具有独有的短报文通信功能[1]。
北斗卫星导航系统的投入运行，使我国摆脱了对GPS系统的严重依赖，为国民经济建设和国防安全提供了又一有力的保障。
目前北斗卫星导航系统在轨工作的卫星有14颗，其中5颗地球静止轨道卫星（GEO）、5颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和4颗中圆地球轨道（MEO）卫星[1]。
未来完整的北斗卫星将由35颗卫星组成，预计在2020年左右全面建成，届时可以为全球用户提供导航、定位、授时和短报文通信服务。
为了充分研究完整的北斗卫星导航系统在全球的导航性能，本文利用STK 软件的卫星模拟分析功能，根据已经公布的北斗导航卫星的轨道参数，对未来完整的北斗卫星导航系统进行仿真分析。
分别在我国的北京和三亚、芬兰首都赫尔辛基、美国华盛顿、澳大利亚堪培拉设置地面站。
这几个城市基本涵盖了地球上南北半球、东西半球以及高低纬度的地区，具有一定的代表性。
利用STK仿真的完整北斗卫星导航系统分别对上述地区的可见卫星数、GDOP（几何精度衰减因子）值和导航精度进行对比分析。
基于 STK 软件的北斗导航卫星轨道模拟
基于 STK 软件的北斗导航卫星轨道模拟张大力【摘要】Application of Beidou satellite navigation system has been widely seen .In this paper ,the Beidou Navigation Satellite System taken as the main object of study ,the simulation complete the Beidou satellite navigation system of space by STK ,as well as simulation constellation and satellite orbit of the Beidou navigation satellite system .At the same time the satellite visibility and coverage are realized .Presently , the Beidou system has been under construction ,and the study of this subject on the construction and application of the Beidou Navigation Satellite System has a certain reference value .%北斗卫星导航系统应用日趋广泛，文中以北斗卫星导航系统为主要研究对象，利用STK模拟完整的北斗卫星导航系统空间星座，实现基于STK的北斗系统的星座仿真、卫星轨道仿真，同时完成卫星的可见性分析与卫星覆盖分析，实现北斗卫星导航系统的仿真应用。
目前，北斗卫星导航系统正处于建设阶段，文中结论对北斗卫星导航系统的建设与应用有一定的参考意义。
【期刊名称】《测绘工程》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】6页(P10-14,19)【关键词】北斗卫星导航系统;STK;仿真分析【作者】张大力【作者单位】黑龙江第一测绘工程院，黑龙江哈尔滨 150025【正文语种】中文【中图分类】P228随着计算机和信息技术等高新技术的飞速发展，计算机仿真技术也正在全球范围内得到迅速的推广与应用，并在航空、航天、地面战场模拟及其他复杂任务分析中发挥着越来越重要的作用。
基于STK的SAR卫星轨道预报设计与仿真
基于STK的SAR卫星轨道预报设计与仿真
代明鑫;张文明;王雪松
【期刊名称】《现代防御技术》
【年(卷),期】2008(036)001
【摘要】SAR(合成孔径雷达)卫星可以全方位全天候的对特定区域进行侦察,对SAR卫星的轨道预报是反SAR前提.首先基于Access数据库建立了SAR卫星数据库;通过STK(卫星工具包)的STK/Connect模块实现了SAR卫星数据库与STK的连接,基于STK平台实时的显示了SAR卫星的在轨运行以及对地覆盖情况;系统的报告生成功能可生成SAR卫星星座在此时间段内对区域的访问报告,根据报告可对访问该区域的SAR卫星进行轨道预报.
【总页数】5页(P5-9)
【作者】代明鑫;张文明;王雪松
【作者单位】国防科技大学,电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学,电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学,电子科学与工程学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】P185.18;TP391.9
【相关文献】
1.基于STK轨道预报数据的北斗卫星导航系统频谱监测选址分析 [J], 张琪;林辉
2.基于STK跟踪与数据中继卫星轨道设计与仿真 [J], 张彦;冯书兴
3.基于STK的侦察卫星预警系统设计与仿真 [J], 代明鑫;王雪松;张文明
4.基于STK的卫星轨道机动模型设计与仿真 [J], 张守玉;姜振东
5.基于LabVIEW与STK的卫星轨道预报可视化仿真平台设计 [J], 何思捷;杨磊;陈小前
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STK实验卫星轨道参数仿真
S T K实验卫星轨道参数仿真This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020实验一卫星轨道参数仿真一、实验目的1、了解STK的基本功能；2、掌握六个轨道参数的几何意义；3、掌握极地轨道、太阳同步轨道、地球同步轨道等典型轨道的特点。
二、实验环境卫星仿真工具包STK三、实验原理（1）卫星轨道参数六个轨道参数中，两个轨道参数确定轨道大小和形状，两个轨道参数确定轨道平面在空间中的位置，一个轨道参数确定轨道在轨道平面内的指向，一个参数确定卫星在轨道上的位置。
轨道大小和形状参数：这两个参数是相互关联的，第一个参数定义之后第二个参数也被确定。
第一个参数第二个参数semimajor axis 半长轴 Eccentricity 偏心率apogee radius 远地点半径 perigee radius 近地点半径apogee altitude 远地点高度 perigee altitude 近地点高度Period 轨道周期 Eccentricity 偏心率mean motion平动 Eccentricity 偏心率图1 决定轨道大小和形状的参数轨道位置参数：轨道倾角（Inclination）轨道平面与赤道平面夹角升交点赤经（RAAN）赤道平面春分点向右与升交点夹角近地点幅角（argument of perigee）升交点与近地点夹角卫星位置参数：表1 卫星位置参数（2）星下点轨迹在不考虑地球自转时，航天器的星下点轨迹直接用赤经α、赤纬δ表示（如图2）。
直接由轨道根数求得航天器的赤经赤纬。
图2 航天器星下点的球面解法在球面直角三角形SND中：⎪⎩⎪⎨⎧+==∆∆+Ω=+==)tan(cos tan cos tan )sin(sin sin sin sin f i u i f i u i ωαααωδ （1） 由于地球自转和摄动影响，相邻轨道周期的星下点轨迹不可能重合。
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《航天器操作与控制试验》综合作业卫星轨道预报姓名：王备学号：38151312院系：宇航学院二〇一〇年十一月一、实验题目：卫星轨道预报二、实验目的1.学会STK（Satellite Tool Kit）软件的使用，掌握STK的基本操作；2.学会使用STK仿真，并实现卫星的轨道预报，重点掌握HPOP高精度轨道预报和LOP长期轨道预报。
三、实验内容（一）、HPOP高精度轨道预报1. 建立两颗卫星HPOP1与HPOP2；2. 设置HPOP1考虑大气阻力，而HPOP2不考虑，其他参数相同；3. 用HPOP高精度轨道预报器生成轨道；4. 动画显示，观察两颗卫星轨道的不同；5. 生成多种类型的卫星轨道数据；6. 计算卫星轨道寿命。
（二）、LOP长期轨道预报1. 建立两颗卫星LOP1与LOP2；2. 设置LOP1考虑大气阻力，而LOP2不考虑，其他参数相同；3. 用HPOP高精度轨道预报器生成轨道；4. 生成多种类型的卫星轨道数据，观察两颗卫星轨道的不同。
四、实验过程描述（一）、HPOP高精度轨道预报1.建立新的场景将其命名为BUAA_HPOP。
2.在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口3.在Time Period栏，输入如下设置：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00Epoch 1 Jan 2010 00:00:00.004.选择Animation栏输入如下内容：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00Time Step 60 secondsRefresh Delta Change to High Speed5.在Units栏输入如下设置：6.完成后，点击确定，从File菜单中选择Save As…，保存场景为BUAA_HPOP.sc。
7.在浏览窗口点击Satellite按钮新建一颗卫星，取消轨道向导，命名卫星为HPOP1。
，打开HPOP1卫星的Basic Properties 窗口，在Orbit栏，选择HPOP Propagator。
8.点击Semimajor Axis右侧的下拉菜单，改变为Period。
设置为95 min。
9.点击Force Models…按钮，确认HPOP Force Model 窗口中所有参数均被选用。
Drag Use - ONCd - 3.0Atm Density Model - Harris-PriesterAverage F10.7 - 65.0Area/Mass Ratio - 200.0m2/kgSolar Radiation Pressure Use - ONCp - 2.0Area/Mass Ratio - 200.0m2/kg中的确定按钮，生成卫星轨道。
11.下面打开HPOP1卫星的Graphics Properties 窗口，改变卫星的MarkerStyle为Star，点击确定。
12.新建HPOP2卫星，在Force Models 窗口，关闭Drag参数，其它设置与HPOP1相同。
生成卫星轨道后，打开它的Graphics Properties 窗口，改变Marker Style为Circle，点击确定。
13.保存场景。
动画显示场景观察卫星在整个时间周期内的相互位置。
在动画接近时间周期结束时，暂停动画，放大窗口到卫星所在区域进行观察（如图1、图2所示）图 1 接近周期结束时的2维图像图 2 接近周期结束时的3维图像14.分别选中两颗卫星，从Tools菜单中选择Report，生成两颗卫星各自的Classical Orbit Elements报告。
注意考虑阻力和未考虑阻力卫星在报告时间末期轨道参数的不同。
15.生成每颗卫星的LLA Position（经纬度高度位置）报告。
比较两颗卫星之间位置数据的差异。
16.同时选中两颗卫星，从Tools菜单中选择Graph。
在STK Graph Tool 窗口，点击New按钮，选中新建的图表格式，在文本框输入Altitude，点击Change 按钮新图表的改变名称。
17.选中Altitude格式，点击Properties按钮，在Content栏，选择Time XY作为Graph Type。
打开LLA State树，点击Fixed子树，双击Alt将其加入Y-Axis区域，点击确定。
点击STK Graph Tool 窗口的Create按钮生成图表。
18.在图表窗口中，从Edit菜单选择Attributes，改变其中一颗卫星线条的颜色。
观察整个时间周期内两颗卫星高度的差异。
关闭图表和STK Graph Tool 窗口。
19.同时选中两颗卫星，点击鼠标右键，在快捷菜单中选择Strip Chart。
20.在STK Strip Chart Tool 窗口，从Styles列表中选择Altitude（前面新建的图表格式），点击Open。
当动态图表窗口出现，改变其中一颗卫星线条的颜色。
21.动画显示场景，观察HPOP1卫星的Altitude（高度）如何降到HPOP2卫星下面。
这是由于大气阻力对HPOP1卫星的影响造成的。
22.在浏览窗口，选中HPOP卫星，然后从Tools菜单Lifetime。
23.在Lifetime 窗口，输入下列数值：显示轨道衰退日期和轨道圈数。
25.点击确定关闭Lifetime 窗口。
（二）、LOP长期轨道预报1.建立新的场景将其命名为BUAA_LOP。
2.在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口3.在Time Period栏，输入如下设置：区域值Start Time 1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time 1 Jan 2011 00:00:00.00Epoch 1 Jan 2010 00:00:00.004.选择Animation栏输入如下内容：5.在Units栏输入如下设置：6.在浏览窗口，点击Satellite按钮新建一颗卫星，取消轨道向导，命名它为LOP1。
7.打开LOP1卫星的Basic Properties 窗口，在Orbit栏输入下列设置。
保留Start和Stop Time和Step Size默认值。
LOP预报器自动选择1天作为时间步长。
输入完毕后，点击确定。
8.点击Force Models（阻力模型）按钮。
9.在LOP Force Models 窗口，输入如下数值：10.新建另一颗卫星，将其命名为LOP2，打开LOP2卫星的Basic Properties窗口，在Orbit栏输入下列设置。
保留Start和Stop Time和Step Size默认值。
LOP预报器自动选择1天作为时间步长。
输入完毕后，点击确定。
区域值Drag大气阻力Use –Off Solar Radiation Pressure太阳光压Use –ON Cp – 1.5Atmosphere – 90 km Physical Data12.在浏览窗口选中LOP1卫星，从Tools菜单选择Graph。
13.在Graph Tool窗口，选中LLA Position，点击Time Period…按钮。
将StopTime改为10 Jan 2010 00:00:00。
点击Change按钮更改，再点击确定按钮关闭窗口。
生成图表。
14.对LOP2卫星重复上述步骤，注意随时间增加出现的分歧。
15.尝试定义不同的时间周期和图表格式。
完成后，关闭图表和Graph Tool窗口。
16.回到LOP1和LOP2卫星的Basic Properties 窗口，在Force Model区域试验不同的大气阻力、太阳光压、物理参数，检验关闭太阳光压和三体引力后的变化。
17.完成后，关闭并保存场景。
五、实验结果（一）、HPOP高精度轨道预报图 3 生成HPOP1与HPOP2的轨道参数报告图 4 生成HPOP1的LLA位置报告图5生成HPOP2的LLA位置报告图 6 生成HPOP1与HPOP2的高度变化图表图7 生成HPOP1与HPOP2的动态高度变化图表图8 生成HPOP1动态轨道参数报告图9 生成HPOP1的动态LLA位置报告图10 计算轨道衰退日期和衰退圈数图11 HPOP1卫星轨道衰退的最终轨道（二）、LOP长期轨道预报图12 生成LOP1的LLA位置图表图13 生成LOP2的LLA位置图表图14 生成LOP1的轨道参数报告图15 生成LOP1的LLA位置报告六、结果分析从二维和三维图像上可以观察到预报器生成的卫星轨道，仔细观察发现受阻力影响的HPOP1卫星会位于没有阻力的HPOP2卫星前面；用工具箱生成的HPOP1与HPOP2的轨道参数报告如图3所示，报告中包含各个时刻的七项基本轨道参数：半长轴（Semi-major Axis）、偏心率（Eccentricity）、轨道倾角（Inclination）升交点赤经（RAAN）、近地点幅角（Arg of Perigee）、真近点角（True Anomaly）、平近点角（Mean Anomaly）。
生成HPOP1与HPOP2的经度/纬度/高度（LLA）位置报告分别如图4和图5所示，报告中包含各个时刻的经度、纬度、高度和速度。
生成的HPOP1与HPOP2的高度变化图表如图6所示；动态高度变化图表如图7所示，从动态图中可以直观的观察到HPOP1卫星的Altitude（高度）是如何降到HPOP2卫星下面的，这是由于大气阻力对HPOP1卫星的影响造成的。
受阻力影响的卫星，能量不断减少，轨道高度的降低将使轨道周期缩短，表现在地面轨迹上卫星的移动速度就会加快，位置也会比具有相同轨道参数但没有考虑阻力影响的卫星靠前。
留意到HPOP1卫星的高度不是稳定的下降，还会周期性地上升，HPOP2卫星的高度也是如此。
这是由于地球扁率的影响，会对圆轨道卫星产生这种结果。
还可生成卫星的动态报告，如图8和图9所示。
另外，还可计算卫星轨道衰退日期和衰退圈数（如图10所示），计算后，在二维图像上会出现变粗的地面轨迹（如图11所示），它表示了HPOP1卫星轨道衰退的最终轨道。
同样，用LOP轨道预报生成的多种轨道数据如图12、图13、图14、图15所示，改变Time Period和Step Size可以改变输出报告的时间周期和步长。
类似地，改变其他因素，可以观察到HPOP预报法和LOP预报法提供的其它的也影响了卫星轨道的摆动。
七、课程体会STK这款软件是靠自学的，软件为英文版，入手比较难，而图书馆有关STK 的参考书仅有一本：《STK在计算机仿真中的应用》，书比较老，介绍的也不详细，所以只能靠自己不断摸索来逐步熟悉STK。