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 00:00:00.00

Stop Time 1 Jan 2010 04:00:00.00

Epoch 1 Jan 2010 00:00:00.00

4.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 Step 60 seconds

Refresh Delta Change to High Speed

5.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 - ON

Cd - 3.0

Atm Density Model - Harris-Priester

Average F10.7 - 65.0

Area/Mass Ratio - 200.0m2/kg

Solar Radiation Pressure Use - ON

Cp - 2.0

Area/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Marker

Style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 00:00:00.00

Stop Time 1 Jan 2011 00:00:00.00

Epoch 1 Jan 2010 00:00:00.00

4.选择Animation栏输入如下内容：