STK實驗衛(wèi)星軌道全參數(shù)仿真

1、文案大全實驗一衛(wèi)星軌道參數(shù)仿真一、實驗?zāi)康?、了解STK的基本功能；2、掌握六個軌道參數(shù)的幾何意義；3、掌握極地軌道、太陽同步軌道、地球同步軌道等典型軌道的特點。二、實驗環(huán)境衛(wèi)星仿真工具包STK三、實驗原理（1）衛(wèi)星軌道參數(shù)六個軌道參數(shù)中，兩個軌道參數(shù)確定軌道大小和形狀，兩個軌道參數(shù)確定軌道平面在空間中的位置，一個軌道參數(shù)確定軌道在軌道平面內(nèi)的指向，一個參數(shù)確定衛(wèi)星在軌道上的位置。軌道大小和形狀參數(shù)：這兩個參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，第一個參數(shù)定義之后第二個參數(shù)也被確定。第二個參數(shù)第一個參數(shù)semimajoraxis半長軸Eccentricity偏心率apogeeradius遠地點半徑apogeealt

2、itude遠地點高度Period軌道周期perigeeradius近地點半徑perigeealtitude近地點高度meanmotion平動Eccentricity偏心率Eccentricity偏心率圖1決定軌道大小和形狀的參數(shù)軌道位置參數(shù)：軌道傾角（Inclination）軌道平面與赤道平面夾角升交點赤經(jīng)（RAAN）赤道平面春分點向右與升交點夾角近地點幅角（argumentofperigee）升交點與近地點夾角衛(wèi)星位置參數(shù)：表1衛(wèi)星位置參數(shù)參數(shù)說明TrueAnomaly真近點角（近地點與衛(wèi)星之間的地心角距，從近地點沿衛(wèi)星運動方向度量）MeanAnomaly平近點角（衛(wèi)星從近地點開始按平均軌道

3、角速度運動轉(zhuǎn)過的角度）EccentrieAnomaly偏近點角（近地點和衛(wèi)星對軌道長軸垂線的反向延長線與橢圓外切圓的交點之間的圓心角距）ArgumentofLatitude緯度幅角（升交點到衛(wèi)星的地心張角，從升交點沿衛(wèi)星運動方向度量）TimePastAscendingNode過升交點時間TimePastPerigee過近地點時間（2）星下點軌跡在不考慮地球自轉(zhuǎn)時，航天器的星下點軌跡直接用赤經(jīng)a、赤緯6表示（如圖2）。直接由軌道根數(shù)求得航天器的赤經(jīng)赤緯。圖2航天器星下點的球面解法在球面直角三角形SND中：sm0=smismu=smism（+f）<a=Q+Aa（1）tanAa=cositan

4、u=cositan（+f）由于地球自轉(zhuǎn)和攝動影響，相鄰軌道周期的星下點軌跡不可能重合。設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為®e，t°時刻格林尼治恒星時為SG0，則任一時刻格林尼治恒星時S&可表示成：SG=SG0+°E(t-10)在考慮地球自轉(zhuǎn)時，星下點地心緯度申與航天器赤緯§仍然相等，星下點經(jīng)度(尢)與航天器赤經(jīng)a的關(guān)系為：PX=aSG=aS(tt)<GG0E0(3)q=0將(i)代入上式，得到計算空間目標星下點地心經(jīng)緯度a,申)的公式，即空間目標的星下點軌跡方程為：X=Q+arctan(cosi-tanu)S(tt)G0E0(4)q=arcsm(smi-s

5、mu)其中申為星下點的地理緯度，X為星下點的地理經(jīng)度，u是緯度幅角，叫為地球自轉(zhuǎn)角速度。由(4)中的第二式可知，i=90°時，q取極大值q°i二-90。時，q取極小max值申mi,且有/imax丨180°ii<90°i<90°i>90°,申immi180°i>90°(5)因此，空間目標的軌道傾角決定了星下點軌跡能達到的南北緯的極值。四、實驗內(nèi)容1、結(jié)合六個軌道參數(shù)的幾何意義，每個軌道參數(shù)分別取不同值，給出相應(yīng)的三維圖;2、分析二體條件下圓軌道（根據(jù)向?qū)砑樱┝鶄€軌道參數(shù)隨時間的變化規(guī)律;Pn

6、opagstor:InitialSiateTool.StartTims-11Jul2W712：C：<HJH1IJTCGStopTime:問ul20莎12:瞄:血器UTLG到StepSze:|®sec亙|GsondEpoch:|1Jan2DDD'1:5S:55.S1GUTCGJCoondT>T：e:|dasscslCoordSystem-|J2uKOrbit申och:|1Jul2(K712:C5:CE.0)UTCGPropSpecific:|SemiinajarAsis|7378.14km衛(wèi)星參數(shù)設(shè)置半長軸j-LTC-G.itJai200ZOOMODDla7JuUK

7、T-l7CC>iXiXCiEestflwo偏心率45d：網(wǎng)0血伽Gif舊闆屜d30ffi!2445>15ijjL6wr44旳側(cè)伽務(wù)旳H&旳郴?嗨鋼書就Lr<Wgwalmi-Z紳住廉曲0»iLTC-C.iJaJ20OT70D0a00Dla7JudJKTITODiXiW附urwiwui軌道傾角L<WaOMMlSWCHdGWWDGXiWXXiGWWDGXiWXfomcwmwcwoiMPPWxrawM。艸CH換頤茍5Witt'WKwWJ/iX2W?t3MWKO2/y2Wr.J?65M£Wiurc(5j1皿HO?12E0EEiiSSJfc2JO

8、'Qj?Ul»DCDOGfi如I'Wfil升交點赤經(jīng)tr伽扭吩diQfDS1DM030DTPD10DO1fl|£|-C.7P030-A#Z銅WMWJPWijvi7TO?13PPPP.PPPZ/JPPPZPPOTQPPf'aJFWWWWG1Fja'7037肚8CU腫EJ!JSOOTFJOd-flaQB岬疋AfVdee|QK'.!近地點幅角rja'7037UQ3CU2JSOOTFJOd-flaQBTgiWfclURfi-真近點角3、比較分析PolarOrbit、Sun-SynchronousOrbit、HEO、GSO、GEO衛(wèi)星的

9、特點,并給出相應(yīng)的圖示說明。（1）PolarOrbit（極地軌道）：Propagator:JZPerturbation|Initial5tateTool.IStartTime:StopTime:StepSize:2山1207712:霊:粘.孔二UTD3爭|CooniEpoch:|1Jan2W011:58:55.316UTCGCoordType:|Oassicail二JCoordSystem:J2DDD二PropSpecific:SpecialOptions.OrbitEpoch:|lJul12:霊:陽；DDUTCG爭|Educaticn-a'IUseOnly-EducjfticnalL

10、kuOnlyAagitwthInert-ill削陽!?p!209?仞江壯TintStep：1BO.OOaec(2)Sun-SynchronousOrbit(太陽同步軌道):InitialStateTool.Propagator:|J2F'ertu±iationStartTime:1Jul2lM)712：uD：uu.uuDUTCG空StopTime:2Jul2M712：皿:血.ODDUTCG歲StepSize:|6Dsec空jOrbitEpoch:|1Jul2K712:Cu：uu.ouuUTDGCoordEpoch:|1Jan2CD&11:50:55.816UTCGCo

11、ordType：ClassicalCoordS>nstem:J2DDDPropSpecific:SpecialOptions.|Semimajorr«is|G77S.14km|EGcentriatyJInclinationP97.034deg到ArgumentofPerigeepdeg|RAAN|273.DE£deg|TmeAnomaly卩degTWJ12<-91適D3U«1ST155(3)HEO(高地球軌道):Propagator:|j2Perturbation|InitialStateTool.StartTime:StopTime:StepSize

12、:OrbitEpoch:CoordEpoch:卩兀;恥DDDUTDG到師川20亦12:牴曲.血)11心爭|sec1Jul200712:DD:D100DUTDGCoordType:CoordSystem:|J2OCDPropSpecific:SpecialOptions.VlpogeeAltitude2MDDkmAltitude¥¥dInclination145-degJArgumentofPerigee|q|273.D6j6deg2MDDkmpdeg¥IEwuEDlMinalUse-unty(4)GSO(地球靜止軌道):Propagator:IInitialSta

13、teTod.5tartTime;StopTime:StepSizs:1Jul200712常:髭：常UTCG到2Jul20712:陀d常UTCG160secOrbitEpoch;1Jul2W712;Du；Cu.uu2UTCGCoordEpoch:|1Jan2MJD11:5B:55.816UTDGCoQndType:|ClassicalCoordSystem:J2CDDdPropSpecific:SpecialOptions.|raanjJ|l16deg回|TrueAnomal>r二Jpdeg空|2U120(57O5aiAagi(5)GEO(地球同步軌道):Propagator:|j2PerturbationInitialStateTool.StartTime:|2Jul2DO712:C2:22.223UTDGStopTime:|GOsecStepSize:OrbitEpoch:卩Jul2fW712:叮:麗.髭DUTOG蘭GrariQch:|1Jan2DDD11;5-S;5&am