《哈工大《飞行器设计综合实验》遥感卫星近地圆轨道设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大《飞行器设计综合实验》遥感卫星近地圆轨道设计（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、实验名称遥感卫星近地圆轨道设计及仿真二、实验要求设计一个卫星用途为遥感卫星，要求卫星对福建省福州地区进行全天候观测，轨道选用 低轨圆轨道，1天内至少要经过福州上空6次，轨道高度为272km，要求卫星模型具有合适 大小。三、实验步骤1、双击桌面上的 STK9 图标，启动软件在弹出的 warning 窗口中，单击 Continue Startup 按钮，然后 新建场景，单击 Create a New Scenario；2、在弹出的窗口中修改场景的名称name，同时设置仿真分析的起始时间为1 Jul 2007 12:00:00.000 UTCG和终止时间2 Jul 2007 12:00:00.0
2、00 UTCG，设置完成后点击ok按钮，然后我们即可在Object Browser（对象浏览器）中看到新建的场景Scenario，如果自动跳出一个叫做“In sert STK Objects ”的窗 口；3、 在场景中填加卫星：在“Insert STK Objects窗口的 Scenario Objects 下单击 Satellite 图标，然后在右方的Select A Method下单击选中Insert Default图标，单击“Insert.按钮， 在“Object Browser窗口添加了 Satellite1图标，生成一颗卫星。4、在卫星上填加敏感器：继续在“Insert STK Ob
3、jects窗口的Attached Objects下单 击Sensor图标，然后在右方的Select A Method下单击选中Insert Default图标，单击“Insert. 按钮。此时会弹出“Select Object窗口，单击“OK按钮，在在“Object Browser窗口添 加了 Sensor1 图标。5、 在场景中填加目标城市福州：继续在Insert STK Objects窗口的Scenario Objects 下单击Target图标,然后在右方的Select A Method下单击选中Select From City Database图标， 单击Insert.按钮，会弹Ins
4、ert From City Database窗口。在 City Name 输入“Fuzhou, 单击“Search按钮，选中下面出现的列表中Province列为Fujian的那一行，单击“Insert 按钮，单击“Close按钮，在“Object Browser窗口添加了 Fuzhou图标，即在场景中添加 了目标福州。单击“Insert STK Objects窗口中的“Close”按钮。6、设置场景属性，单击三维图像窗口上任意一点，然后单击右键，在菜单中选中uProperties.选项，会弹出 “3D Graphics 1-Earth: Details窗口，在窗口左侧单击Details 选项，
5、在Lat/Lon Lines栏下选中Show；然后选中Grids选项，在ECI Coordinates栏下选中Show， 单击 OK 退出。7、在“Object Browser（对象浏览器）中选中Satellite，单击右键，在弹出的菜单中选 择Rename，将这颗卫星命名为LEO （低轨卫星）。8、在“Object Browser（对象浏览器）中选中Sensor1，单击右键，在弹出的菜单中选 择 Properties，弹出“Sensor1 : Basic Definition 窗口，将 Cone Angle （锥角）设置为 80 度， 单击 OK 退出。9、确定轨道参数。根据题目要求，可以将
6、动画仿真时间设为 24 小时。为了保证遥感卫 星上照相机的分辨率，卫星轨道高度不能太高，一般在200300千米之间，本题近地点高度 和远地点高度均设为272km。由于卫星轨道高度较低，为了保证卫星可以覆盖福州，轨道倾 角应不小于 20 度，为了保证一天内卫星对福州的侦查次数，轨道倾角不能太大，一般在 40 度左右，本题选42.8度。此外，也可通过改变升交点赤经（RAAN）和真近点角（True Anomaly） 来调整卫星轨道。10、在对象浏览器中选中LEO,单击右键,在弹出的菜单中选择Properties选项，打开LEO： Basic Orbit窗口。选中窗口左边的Orbit，设置本题的卫星轨
7、道参数如下表所示：区域数值含义Start Time1 Jul 2007 12:00:00.000 UTCG仿真起始时间为2007-1-1，12时整Stop Time2 Jul 2007 12:00:00.000 UTCG仿真结束时间为2013-1-2，4时整Step Size60 sec动画仿真步长为1分钟Apogee Altitude272 km轨道远地点咼度为272千米Perigee Altitude272 km轨道近地点咼度为272千米Inclination42.8 deg轨道倾角为42.8度Argument of Perigee0.0 deg近地点角距为0度RAAN189.304 de
8、g升交点赤经为189.304度TrueAnomaly26.071deg真近点角为26.071度11、选中3D Graphics项下的Model选项，拖动Log Scale选项条调整卫星模型至合适大小， 将Detail Thresholds下的选项都通过选项条调整到最大。单击OK按钮，生成相应轨道。单击 动画播放按钮，即可观察卫星在二维和三维窗口中的运动情况，观察二维窗口，可发现一天 内卫星有六次覆盖福州，满足题目要求。12、在对象浏览器中选中Sensor1,单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Access.”选项， 在弹出的窗口中，在Associated Objects下选中Fuzhou，单击“
9、 Compute ”按钮，完成运算。再 单击“ Access. ”按钮，生成 Access Summary Report。13、在对象浏览器中选中LEO,单击右键,在弹出的菜单中选择Report & Graph Manager.” 选项，在弹出的窗口右侧，单击选中第二个Classical Orbit Elements选项，单击“Generate.” 按钮，生成LEO卫星运动过程中各参数的变化。14、保存新建的场景，退出当前场景。四、仿真结果与分析卫星飞行的动画仿真的图像如图一、图二所示：图一 3D Graphics 1-Earth 图由三维窗口可以看出此轨道为圆轨道类型及轨道倾角图二 2D G
10、raphics 1-Earth 图由二维窗口可以看出卫星中星下点轨迹，可以看出覆盖福州。传感器总结报表(Access Summary Report)如图三所示：F11 He 2?13 17r:55:5CL； at el 1 i t exh-Liens r-Sens orl-la :i 1 i 1 v-fuzhou: Access bumnarv Kerort3 cns or 1 _Tuzhou|Z 心mS L11 l Ti.nc （UT3G）S Lop TIji.c （UTCG）ELCt Lion1120j712Ou00. QK1Jli-20C712731. 695451. 6952120?7
11、IS肌g 1311JliI2DC7131114. 3S7426. S96d1kUJiLb1137.6771u-凶儿flb14：11.婕IM.1116俨28. 9411Jul2007161939. 032135. 0913120）7182019. IFF1.Till2007IB2715. 5B3416. 40B3120?7195358. 45C1JliI2DC720C23B. 604520.17112007212952.6961Ju2007/1SO.亦278.1873220?T102628. 7452Jul20071053. 394264. 650A20071 1 :5S:1 2. SB72Ju
12、：:W712rnnn. nnn1 伉XCLobal StatisticsMln Di.Lration32 Jul 20?7 11 :5S:13. 3B72 Jul 2DC7 12:C0:00. 000136. HEMax Cn.iration Mean Durati on31 Jul 2007 19:53:58.4=561L1_ Zi儿丫汨.604520.117305. 926Total Dur at i on2753.332图三卫星LEO-传感器一福州：测量数据报告在生成的报表中可以清楚的看出，卫星一天内有九次可以监测到福州，符合实验要求。 简要讨论卫星各参数对观测结果的影响若传感器锥角不变，当轨道高度变大时，观测范围会增大，但信号会变模糊；若轨道高 度不变，当传感器锥角变大时，观测范围也会增大，但传感器工作性能会受到影响。这两种 情况均对测量不利。若轨道高度与传感器锥角均不变，当轨道倾角改变时，卫星的星下点轨 迹覆盖范围会随之改变，一天内观测福州的次数也会改变。就本题而言，轨道倾角越小，卫 星星下点轨迹覆盖范围越大，一天内观测福州的次数越多。
