STK培训教材.ppt

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SatelliteToolKit培训教材培训教材SatelliteToolKitSTK中国技术支持中心中国技术支持中心北京宏宇航天技术应用公司北京宏宇航天技术应用公司地址：

北京海淀知春路82号，航天大厦0715室电话：

010-687451171SatelliteToolKitSTK基本操作用户界面创建场景场景对象场景图形设置文件管理STK工具报告图表动态显示动态图表可见性分析STK专业版高级分析功能高经度轨道预报长期轨道预报卫星寿命计算高分辨率地图和地形数据链路与星座连接模块三维显示模块工具条鼠标运用对象属性工具活动关节模型开发环境制作动画课程内容2SatelliteToolKitSTK用户界面STK专业版STK基本练习STK工具练习STK专业版练习STK模块练习3SatelliteToolKitSTK用户界面4对象、类、实例STK用户界面用户界面ApplicationClassSTKScenarioClassstkDemoAreaTargetClass*SearchAreaFacilityClassKingofPrussiaPlanetClassJupiterStarClassAlphaCentauriTargetClassIraqSatelliteClass*ShuttleSensorClassFieldOfViewSensorClassUplinkSensorClassDownlink面向对象设计分级组织结构Scenario（场景）可包含的对象有卫星、飞机、船、车辆、运载、导弹、地面站、行星、恒星、目标、区域目标以及遥感器、接收机、转发器、雷达等。

STK应用程序场景*卫星是场景中可建立的6种运动对象之一*区域目标仅在专业版中可用5类和实例STK用户界面用户界面ScenarioClassStkDemoAreaTarget*FacilityPlanetStarTargetSatellite场景类*卫星是场景中可建立的6种运动对象之一*区域目标仅在专业版中可用WhiteSandsBaikonurIraqYellowStoneParkMarsMoonSunRegulusAmazonlCalibrationTgt23ERSISensorClassTrack1Uplink1SensorClass10DegMinElevSensorClassSAR6浏览窗口STK用户界面用户界面分级对象浏览彩色对象图标6个菜单FilesEditPropertiesToolsWindowsHelp7地图窗口STK用户界面用户界面多个地图窗口多种投影类型5级地图细节背景地图全球特性显示/关闭经纬度网格使用RWDB地图特征更新地图显示细节，可以显示/关闭。

8选择对象STK用户界面用户界面触发按钮与复选开关在对立的选项间切换单选按钮在一组项目中选择单项功能菜单点击按钮或下拉箭头列表选择多个项目9配置场景STK用户界面用户界面时间周期开始、结束、周期动画开始结束/循环时间时间步长/X倍实时/实时更新/高速单位距离、时间、日期、角度、质量、功率、频率、短距离单位、经度单位、纬度单位数据库默认数据库地形指定使用地形数据的区域描述短、详细10地面站定义STK用户界面用户界面位置类型Geodetic（测量）,Spherical（球形）,Cartesian（笛卡儿）,Cylindrical（圆柱）,Geocentric（地心）纬度（-90至90）经度（-360至360）海拔高度地方时偏差AzElMask（方位角/仰角遮罩）以地形数据定义指定高度调整描述11STK运动对象STK用户界面用户界面6种运动对象卫星飞机、船、地面车辆使用GreatArc预报器使用路径点计算行程运载使用简单上升预报器导弹使用Ballistic弹道预报器12定义卫星STK用户界面用户界面Basic基本属性Orbit轨道Attitude姿态PassBreak轨迹断点Mass质量Description描述Graphic图形Attributes,Pass,DisplayTimes,ContoursConstraints约束Basic,Sun,Temporal,Advanced13定义卫星轨道STK用户界面用户界面轨道向导可快速定义各种类型的卫星轨道太阳同步，对地静止，重复轨道，重复轨道太阳同步，大椭圆轨道，临界倾角，临界倾角太阳同步，圆轨道可用的轨道预报法二体，J2&J4，MSGP4，HPOP，LOP，外部文件定义边界条件输出星历14定义GreatArc运动对象STK用户界面用户界面航迹手工输入路径点或在地图窗口点取可选择GreatArc预报器或使用外部文件姿态定向图形属性、显示时间约束基本、太阳、时间仅飞机可用数种高级约束15定义运载火箭和导弹STK用户界面用户界面弹道运载可选简单上升预报器或外部文件导弹弹道预报器或外部文件姿态定向图形属性，显示时间，轮廓线约束基本，太阳，时间，高级16定义行星与恒星STK用户界面用户界面行星通过JPLDE405、解析法，或外部文件定义恒星通过位置、固有运动和量级定义赤经/赤纬图形属性17定义区域目标STK用户界面用户界面Boundary边界手工输入边界线点或在地图窗口点取Centroid质心自动计算质心测地、球形、笛卡儿、圆柱、地心图形属性约束基本、时间18遥感器指向STK用户界面用户界面指向类型Targeted指向目标TargetTimes-指向时间BoresightType瞄准类型-跟踪或固定OrientationMethod定位法-Az-El,Quaternion,EulerAngles,YPRAboutBoresight-RotatingorHoldLevel19动画显示场景STK用户界面用户界面直观显示基于时间的相互关系与作用卫星沿地面轨迹移动遥感器地面覆盖投影动态分析场景对象定义须在动画时间周期内打印窗口复制到剪贴板反向步进反向动画暂停动画重置动画播放动画正向步进减小步长增大步长放大窗口缩小窗口测量距离2:

1长宽比地图属性地图样式20对象可见性分析STK用户界面用户界面计算并显示可见周期和AER（方位角、仰角、斜距）数据显示可见视线遥感器可视范围对象约束最小/最大方位角、仰角、斜距、擦地高度、擦地角光照条件约束详细的报告和图表21生成报告STK用户界面用户界面预定义报告星历数据、姿态数据、太阳角度、可见性报告、AER报告、约束数据可调整时间周期自定义报告内容22生成图表STK用户界面用户界面预定义图表比较与分析不同数据元素自定义图表可选沿时间XY,XY,Interval区间图,Polar极线图,Polar90图表样式通过简单易懂得格式显示复杂数据23显示动态数据STK用户界面用户界面使用DynamicDisplay（动态显示）和StripChart（动态图表）工具与报告和图表相同的界面和功能预定义样式动画期间更新数据24数据库STK用户界面用户界面数据库类型/文件文件名Satellite主数据stkActiveTLE.sd频率stkActiveTLE.fr详细描述stlActiveTLE.wr所有人/任务stkActiveTLE.omTLE双行数据stkActiveTLE.tce一般描述stkActiveTLE.gdTLE（双行数据）无扩展名数据库类型/文件文件名City主数据stkCityDb.cd国家/城市stkCityDb.cc一般描述stkCityDb.gdFacility主数据stkFacility.fd网络stkFacility.cc一般描述stkFacility.gd25外部文件STK用户界面用户界面STK可以输入用户按适当文件格式生成的外部数据文件外部文件必须按KeywordGroups关键词组以块格式排列以BEGIN和组名称（如BEGINAttitude）开始文件头以END和组名称（如ENDAttitude）在文件结尾块信息由keywords关键词组成keywords关键词（例，NumberOfAttitudePoints）Value数值（例，3）关键词和数值组成关键词短语（例，NumberOfTorques20）26外部文件STK用户界面用户界面外部文件格式举例：

stk.v.4.2.1BEGINAzElMaskNumberOfPoints4BEGINAzElMaskData10.0004.55221.0004.63532.0004.71743.0004.798ENDAzElMask27外部文件类型与扩展名STK用户界面用户界面外部文件类型扩展名Attitude姿态.aAz-El方位角-仰角.aemCustomSensor自定义遥感器.patternEphemeris星历.ePlanetaryEphemeris行星星历.peTorque扭矩.tqColorBitmap/Pixmap彩色位图/象素图.bmp/.xpmSolarFlux太阳光压无扩展名28SatelliteToolKitSTK专业版29STK专业版STK专业版高级分析功能高精度轨道预报（HPOP）长期轨道预报（LOP）卫星寿命计算（Lifetime）30STK专业版高级分析功能高级分析功能姿态仿真与指向遥感器定义与约束航天动力学数据可视化数据管理31STK专业版HPOP高精度轨道预报生成多种类型的卫星轨道数据使用一整套高保真力学模型JGM2提供目前已知的最高精度的力学模型月球/太阳点质量重力影响使用美国海军天文台压缩星历预报太阳和月球的位置大气阻力模型使用1960Jacchia、1971Jacchia、JacchiaRoberts、1976Standard或HarrisPriester阻力模型计算大气阻力密度太阳光压定义对象为反射球体或黑体可以处理圆轨道、椭圆轨道、抛物线轨道、双曲线轨道距离从地球表面直到月球计算考虑了大多数可预测的地球运动春分/秋分点进动、地球章动、周日的旋转、质心位移计算主要天文时间系统间差异计算UTC、TAI和TDT差异32STK专业版LOP长期轨道预报精确预报数月或数年之后的卫星轨道应用领域：

长期任务设计燃料预算有效期研究使用变化参数接近法综合分析导出运动方程，计算轨道摄动的平均影响允许大的、多重轨道时间步长，在高保真计算轨道参数时显著改善了计算速度考虑大气阻力和地球扁率使用1976标准大气阻力模型计算阻力影响考虑地球扁率影响（通过J21）考虑等轴谐波的谐振影响，太阳和月球重力以及太阳光压基于NASA喷气推进实验室（JPL）开发的算法33STK专业版Lifetime卫星寿命计算用于评估：

卫星轨道保持时间轨道衰退日期卫星运行总寿命衰退轨道运行圈数计算大气阻力影响快速计算并生成结果计算考虑太阳和月球引力场和太阳光压34SatelliteToolKitSTK练习35STK练习STK练习STK基本练习生成卫星轨道输入卫星及星历数据（MSGP4&TLE）太阳同步轨道使用遥感器STK工具练习生成报告生成图表计算可见性Walker星座36STK练习STK练习STK专业版练习使用高级分析功能阻力问题使用Lifetime卫星寿命计算工具使用LOP长期轨道预报器使用高分辨率地图和三维地形数据STK模块练习Chains链路模块：

链路与星座Chains链路模块：

分析通信卫星星座Connect连接模块：

连接VO三维显示模块：

STK/VO工具37SatelliteToolKitSTK基本练习38SatelliteToolKitSTK基本练习生成卫星轨道输入卫星及星历数据（MSGP4&TLE）太阳同步轨道使用遥感器39STK基本练习STK练习：

生成卫星轨道目标：

建立一颗低轨卫星low-Earthorbit（LEO）建立一颗中轨卫星medium-Earthorbit（MEO）建立一颗大椭圆轨道卫星highlyellipticalorbit（HEO）建立一颗地球同步轨道卫星geosynchronousorbit（GEO）观察不同类型轨道的差异40STK基本练习1：

生成卫星轨