Matlab与STK连接函数库 重新整理.docx

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Matlab与STK连接函数库重新整理

整理者：

龚德仁

2008年10月7日

目录

一、Matlab/Simulink、STK联合仿真的优势1

二、mexConnect函数详细介绍2

2.1STK服务器命令（STKServerCommands）2

2.1.1stkDefaultConID2

2.1.2stkDefaultHost2

2.1.3stkSetDefaultHost2

2.2应用命令（ApplicationCommands）2

2.2.1stkAutoSave2

2.2.2stkHomeDir2

2.2.3stkCurrentDir2

2.2.4stkSetCurrentDir2

2.2.5stkObjNames2

2.2.6stkTimerStart3

2.2.7stkTimer3

2.3普通对象命令（GenericObjectCommands）3

2.3.1stkCentralBody3

2.3.2stkLoadObj3

2.3.3stkSaveObj3

2.3.4stkNewObj3

2.3.5stkUnload4

2.3.6stkUnloadChildren4

2.3.7stkRename4

2.3.8stkTimePeriod4

2.3.9stkTimePeriodInSec5

2.3.10stkValidObj5

2.3.11stkDescrip5

2.3.12stkSetDescrip5

2.4场景命令（ScenarioCommands）6

2.4.1stkAnimTime6

2.4.2stkEpoch6

2.4.3stkSetEpoch6

2.4.4stkSetEpochInSec6

2.4.5stkSyncEpoch6

2.4.6stkConvertDate6

2.4.7stkSetTimePeriod6

2.4.8stkSetTimePeriodInSec7

2.4.9stkScenFilePath7

2.4.10stkValidScen7

2.5基本飞行器数据（BasicVehicleData）7

2.5.1stkTimePeriod7

2.5.2stkTimePeriodInSec7

2.5.3stkSetTimePeriod7

2.6卫星运动属性（SatellitePropagators）8

2.6.1stkSetPropCart8

2.6.2stkSetPropClassical8

2.6.3stkSetPropEqui9

2.6.4stkSetPropSGP49

2.6.5stkPropagate10

2.7飞行器位置与速度（VehiclePositionandVelocity）10

2.7.1stkPosVelCBF10

2.7.2stkPosVelCBI10

2.7.3stkEphemerisCBF10

2.7.4stkEphemerisCBI11

2.7.5stkSetEphemerisCBF11

2.7.6stkSetEphemerisCBI11

2.7.7stkLoadEphemeris11

2.7.8stkSaveEphemerisCBF12

2.7.9stkSaveEphemerisCBI12

2.7.10stkSaveDynState12

2.7.11stkDynState12

2.8飞行器姿态（VehicleAttitude）12

2.8.1stkAttitudeCBF12

2.8.2stkAttitudeCBI13

2.8.3stkSetAttitudeCBF13

2.8.4stkSetAttitudeCBI13

2.8.5stkLoadAttitude14

2.8.6stkSaveAttitudeCBF14

2.8.7stkSaveAttitudeCBI14

2.9基本飞行器姿态类型（BasicVehicleAttitudeTypes）14

2.9.1stkSetAttBasic14

2.9.2stkSetAttSpinSun15

2.9.3stkSetAttSpinNadir15

2.9.4stkSetAttYawNadir15

2.9.5stkSetAttSpinning16

2.9.6stkSetAttFixed16

2.9.7stkAttOffset17

2.10飞机，车辆与船舰属性（Aircraft,GroundVehicleandShipPropagators）17

2.10.1stkSetWaypoints17

2.10.2stkLoadWaypoints18

2.10.3stkSetGreatArcStart18

2.11导弹运动属性（MissilePropagators）18

2.11.1stkSetPropBallistic18

2.12设备与目标（FacilitiesandTargets）18

2.12.1stkPosVelCBF18

2.12.3stkSetFacPosCBF18

2.12.3stkSetFacPosLLA19

2.13区域目标（AreaTargets）19

2.13.1AreaTargetboundary19

2.14STK工具（STKTools）19

2.14.1stkAccess19

2.14.2stkReport19

2.14.3stkAccReport20

2.14.4stkFindData21

2.15连接命令（ConnectCommands）21

2.15.1stkOpen21

2.15.2stkClose21

2.15.3stkExec21

2.15.4stkConnect22

三、aeroToolbox函数详细介绍22

3.1坐标系中的历元与数据函数CoordinateSystemEpochandDatefunctions）22

3.1.1atbGetEpoch22

3.1.2atbSetEpoch22

3.1.3atbDateToEpochSec23

3.1.4atbEpochSecToDate23

3.2坐标系转换（CoordinateConversions）24

3.2.1atbCbfToCbi24

3.2.2atbCbfToCbiMtx24

3.2.3atbCbfToLhMtx24

3.2.4atbCbfToLla24

3.2.5atbCbfToLlr25

3.2.6atbCbfToVvlhMtx25

3.2.7atbCbiToCbf25

3.2.8atbCbiToCbi26

3.2.9atbCbiToCbiMtx26

3.2.10atbLlaToCbf26

3.2.11atbLlrToCbf27

3.2.12atbCbCoordinates27

3.2.13atbCoordXForm27

3.2.14atbCoordXFormMtx28

3.3转动与四元数（RotationsandQuaternions）28

3.3.1atbAlignVecQuat28

3.3.2atbEulerToMtx28

3.3.3atbEulerToQuat29

3.3.4atbMinRotQuat29

3.3.5atbMtxToEuler29

3.3.6atbMtxToQuat29

3.3.7atbMtxToYpr30

3.3.8atbQuatToMtx30

3.3.9atbQuatXquat30

3.3.10atbYprToMtx30

3.3.11atbYprToQuat31

3.3.12atbInterpQuat31

3.4中心对象操作与程序（CentralBodyOperationsandRoutines）31

3.4.1atbCbEphemeris31

3.4.2atbCbGetTangent31

3.4.3atbCbGravParam32

3.4.4atbCbGrazeAlt32

3.4.5atbCbGrazeAngle32

3.4.6atbCbIntersect33

3.4.7atbCbLclRadCen33

3.4.8atbCbLclRadDet33

3.4.9atbCbSurfDistCen34

3.4.10atbCbSurfDistDet34

3.4.11atbCbSurfNormCen34

3.4.12atbCbSurfNormDet34

3.5指向，星历与姿态文件（Waypoint,EphemerisandAttitudeFiles）35

3.5.1atbReadAttitudeCBF35

3.5.2atbReadAttitudeCBI35

3.5.3atbWriteAttitudeCBF35

3.5.4atbWriteAttitudeCBI35

3.5.5atbReadEphemerisCBF36

3.5.6atbReadEphemerisCBI36

3.5.7atbWriteEphemerisCBF36

3.5.8atbWriteEphemerisCBI36

3.5.9atbWriteWaypointFile36

3.6位置与速度函数（PositionandVelocityFunctions）37

3.6.1atbGeometry37

3.6.2atbGenGreatArc39

3.6.3atbCreateDynStateCBF39

3.6.4atbCreateDynStateCBI39

3.6.5atbLhQuatCen40

3.6.6atbLhQuatCBFDet40

3.6.7atbFlatten41

3.7轨道要素转换（OrbitElementSetConversions）41

3.7.1atbOrbCartToDel41

3.7.2atbOrbCartToEqui41

3.7.3atbOrbCartToMod42

3.7.4atbOrbCartToSphere42

3.7.5atbOrbCartToMixedSphere43

3.7.6atbOrbDelToCart43

3.7.7atbOrbEquiToCart43

3.7.8atbOrbModToCart43

3.7.9atbOrbSphereToCart43

3.7.10atbOrbMixedSphereToCart43

3.8轨道根数分量的转换（OrbitElementParameterConversions）43

3.8.1atbOrbEccToTrue43

3.8.2atbOrbTrueToEcc44

3.8.3atbOrbMeanToTrue44

3.8.4atbOrbTrueToMean44

3.8.5atbOrbLanToRaan44

3.8.6atbOrbRaanToLan44

3.8.7atbOrbPeriRadToPeriod44

3.8.8atbOrbPeriodToPeriRad45

3.8.9atbOrbPeriRadToSMajAxis45

3.8.10atbOrbSMajAxisToPeriRad45

3.8.11atbOrbTPANToTrue45

3.8.12atbOrbTrueToTPAN45

3.8.13atbOrbTPPToTrue46

3.8.14atbOrbTrueToTPP46

3.9DTED操作（DTEDoperations）46

3.9.1atbCbListDtedTypes46

3.9.2atbCbListDted46

3.9.3atbCbAddDtedSource47

3.9.4atbCbDtedSourceUI47

3.9.5atbLoadNimaDted47

3.9.6atbCbRemDtedSource47

3.9.7atbCbGetDtedSourceForPos47

3.9.8atbGetDtedPatch48

3.9.9atbClearDtedPatch48

3.9.10atbAllDtedPatches48

3.9.11atbDtedPatchInfo48

3.9.12atbDtedElev48

3.9.13atbDtedPatchElev49

3.9.14atbAzElMask49

3.9.15atbDtedRes49

3.9.16atbDtedLOSExist49

3.10运动属性（Propagators）50

3.10.1atbLambertFixedTime50

3.10.2atbLambertMinEnergy50

3.10.3atbLambertMinEccen50

3.10.4atbKeplerProp50

3.10.5atbJ2Prop51

3.10.6atbJ4Prop51

3.10.7atbLaunchProp52

3.10.8atbMissilePropDataFixedTime52

3.10.9atbMissilePropDataFixedAlt53

3.10.10atbMissilePropDataFixedDelta53

3.10.11atbMissilePropDataMinEnergy53

3.10.12atbTLERead53

3.10.13atbTLEGetAll54

3.10.14atbTLEDelete54

3.10.15atbTLEProp54

3.10.16atbTLEEpoch54

3.10.17atbTLEInfo54

3.11导航精度（NavigationAccuracy）55

3.11.1atbComputeDOP55

3.12地图数据（MapData）56

3.12.1atbMapDetails56

3.12.2atbPlotMapDetails56

3.13覆盖网格（CoverageGrids）56

3.13.1atbGetPolyHandle56

3.13.2atbInsidePoly56

3.13.3atbClearPolyHandle57

四、stkExec使用总结57

4.1场景动画控制57

4.1.1控制按钮57

五、示例57

4.1卫星编队之构型设计57

4.2使用心得58

一、Matlab/Simulink、STK联合仿真的优势

STK/MATLAB,SIMULINKSTK与Matlab联合实现可视化仿真集成，该方案可以适用于航空航天、航海、作战模拟、电子对抗、卫星导航定位、遥感遥测、卫星通信等各个可视化仿真集成案例之中。

STK/MATLAB接口为STK和MATLAB提供了双向通讯功能，在MATLAB工作区通过Connect模块以TCP/IP协议打开STK端口。

利用超过150个MATLAB命令增强STK的轨道、弹道、轨迹的分析能力，MexConnect还提供在MATLAB命令行直接使用任意STK/Connect命令的功能。

MexConnect工具可以建立各种不同级别的STK对象，进行操作并生成报告。

所有STK的数据，包括动态位置、速度和姿态数据，可以返回到MATLAB工作空间，用于数学分析。

宇航工具箱让MATLAB用户可以输出多重坐标系，以及符合STK格式的星历和姿态文件用于VO模块的三维可视化。

另外此工具还可以使用STK附加模块的功能如STK/COMM（通信），STK/Coverage（覆盖）和STK/Radar（雷达）。

表1STK模块

基本模块

基本版

专业版

三维显示

高级三维显示

SatelliteToolKit（STK）

STK/Professioal（STK／PRO）

STK/VisualizationOption（STK/VO）

STK/AdvancedVO

分析模块

轨道机动

链路分析

通信分析

接近分析

覆盖分析

拦截飞行工具

导弹飞行工具

精确定轨

雷达分析

空间环境

STK／Astrogator

STK／Chains

STK／Comm

STK／ConjunctionAnalysisTools

STK／Coverage

STK／InterceptorFlightTool（IFT）

STK／MissileFlightTool（MFT）

STK／PrecisionOrbitDeterminationSystem（PODS）

STK／Radar

STK／SpaceEnvironment

综合数据

高精度数字地图

高分辨率地球影像

雷达高级环境

全球三维地形

STK／HighResolutionMaps

STK／VOEarthImagery

STK／RadarAdvancedEnvironment（RAE）

STK／Terrain

扩展与接口

连接模块

网络实时播放

MATlLAB接口

分布式仿真

地理信息接口

程序开发库

STK／ConnectandSTK／Server

STK／WebCast

STK／MATLABInterface

STK／DistributedInteractiveSimulation（DIS）

STK／GeographicInformationSystems（GIS）

STK／Programmer'sLibrary（PL）

二、mexConnect函数详细介绍

2.1STK服务器命令（STKServerCommands）

2.1.1stkDefaultConID

作用：

返回STK的默认标识

2.1.2stkDefaultHost

作用：

返回STK的默认地址

2.1.3stkSetDefaultHost

作用：

设置STK的新地址

用法：

stkSetDefaultHost（'host:

port'）

2.2应用命令（ApplicationCommands）

2.2.1stkAutoSave

作用：

自动保存STK

用法：

stkAutoSave（'onOff','directory',period）

stkAutoSave（'onOff'）

说明：

onOff-'on'or'off'

directory-stringpathnameofautosavedirectory（一连串路径名的自动存储目录）

period-secondsbetweensaves

2.2.2stkHomeDir

作用：

返回STK的安装路径

用法：

dir=stkHomeDir

2.2.3stkCurrentDir

作用：

返回STK的当前路径

用法：

dir=stkCurrentDir

2.2.4stkSetCurrentDir

作用：

设置STK的当前路径

用法：

stkSetCurrentDir（'directory'）

2.2.5stkObjNames

作用：

返回STK中对象的名字

用法：

objNames=stkObjNames

objNames=stkObjNames（classCell）

说明：

classCell-optionalcellarrayofSTKclassnames.

objNames-cellarrayofSTKobjectnames

2.2.6stkTimerStart

作用：

启动计时器

用法：

stkTimerStart

2.2.7stkTimer

作用：

返回计时器时间

用法：

[split,total]=stkTimer

说明：

split-elapsedtimesincelaststkTimercommand

total-elapsedtimesincelaststkTimerStartcommand

2.3普通对象命令（GenericObjectCommands）

2.3.1stkCentralBody

作用：

返回坐标系的中心体

用法：

centBody=stkCentralBody（'objPath'）

说明：

objPath-StringnameofobjectobtainedfromstkObjNames.

Ifommitted,thescenariocentralbodyisreturned.（从stkObjNames获得对象

的字符串名称。

如果省略，返回场景的中央机构）

centBody-Stringnameofobjectcoordinatesystemcentralbody（对象的坐标系统

的中央机构的字符串名称）.

备注：

更多内容参见stkObjNames、aeroToolbox。

2.3.2stkLoadObj

作用：

导入对象文件

用法：

stkLoadObj（'parentPath','class','fileName'）

stkLoadObj（'scenarioFileName'）

说明：

parentPath-Validpath（有效路径）,maybeobtainedfromstkObjNames.

class-Validclassname（有效类名）.Consult（查询）STKdocumentation

（文件）foralistofvalidclasses（有效地类类表）.Namesare

case-sensitive（区分大小写的）.

fileName-Filepathofobjectfile（对象文件的文件路径）

2.3.3stkSaveObj

作用：

将对象保存

用法：

stkSaveObj（'objPath','dirName'）

stkSaveObj（'objPath'）

说明：

objPath-Validpath,maybeobtainedfromstkObjNames.

dirName-Directorypathofobjectfile.Whenomitted,

thedefaultdirectoryis