基于STK跟踪与数据中继卫星轨道设计与仿真

发展跟踪与数据中继卫星对于构建天基测控网有着重要意义.概述了跟踪与数据中继卫星的定义与任务,阐述了跟踪与数据中继卫星通常选择的轨道,分析了地球静止轨道(GEO)中继卫星的地面覆盖特性和两颗GEO星组网的轨道覆盖盲区,以及中低轨卫星组网的步骤.提出了利用STK仿真分析中继卫星星座构形的方法,设计了基于STK的适合我国的地球静止轨道、大椭圆轨道、近圆轨道三种轨道的中继卫星星座与中低轨用户星的可见性仿真试验,通过对仿真结果的分析提出了我国中继卫星星座构形的初步设想.     

区域侦察小卫星星座设计与仿真

为满足全球观测需求,传统遥感卫星星座通常采用玫瑰星座或Ω星座,而此类星座无法满足对特定区域进行连续重复观测的需求,且星座本身无法完成观测信息的及时回传。针对上述问题,设计了利用MEO中继卫星的太阳同步回归轨道模型和共地面轨迹轨道模型。通过仿真分析两种轨道模型,发现同步太阳轨道星座可以提供独特的周期重复观察特性,但同样高度下的太阳同步轨道星座对特定区域连续覆盖性能远远低于共轨迹星座。研究证明了基于MEO中继卫星的共地面轨迹星座可以满足对地连续重复观测及实时回传信息的需求。     

卫星可视化仿真与跟踪概论

系统仿真是第二次世界大战后发展起来的一门新技术．目前已广泛应用于工程与非工程的不同领域．它与航天技术的关系尤为密切。卫星仿真跟踪系统是天体力学、计算机图形学和数据库技术、软件工程等的交叉综合应用：包括地球模型构造．地球数据库和卫星数据库的建立：系统需要卫星地面接收站的硬件支持．同时加密解密算法的研究对于卫星数据的获取是不可或缺的条件。     

基于STK的卫星轨道机动模型设计与仿真

轨道机动是卫星完成任务常用的手段,在分析卫星星下点轨迹和覆盖区计算方法的基础上,以能量消耗最少为约束条件,对分辨率不符合要求、过境时间不符合要求、卫星在一昼夜内不过境三种情况下的卫星轨道机动问题进行了分析和理论推导,得出相应的卫星轨道机动模型,并采用STK对几种轨道机动方案进行编程设计,通过二维和三维图进行演示,计算结果与STK的数据达到高度一致,全面验证了轨道机动中的各种关键模型,对卫星轨道机动的实际应用有较好的借鉴价值。     

侦察卫星战场应用综合仿真系统

研究卫星战场侦察问题,为提高效率保证变轨的姿态控制,时空关系条件是影响侦察卫星战场应用效能的重要因素,采用仿真技术作为时空关系分析的有效手段.通过建立了侦察卫星战场应用综合仿真系统,包括考虑摄动因素的卫星轨道计算模型,卫星机动变轨模型,战场目标系统模型,卫星战场应用效能评估模型.以某光学侦察卫星的变轨侦察过程为例,进行了卫星变轨过程仿真和战场应用效能评估,仿真结果表明了仿真系统的有效性,为设计提供可靠依据.     

侦察卫星地面机动目标覆盖特性分析与仿真

针对当前军用目标机动过程中易被卫星侦察的问题,对处于不同位置的机动目标进行侦察卫星覆盖特性分析,仿真其覆盖侦察过程.利用卫星工具软件包STK(Satellite Tool Kit)中先进的航天器系统分析软件,建立多摄动条件下侦察卫星星座运动学模型,调用STK的覆盖分析和虚拟现实模块,对卫星地面机动目标的覆盖算法和可视化技术进行研究.覆盖分析仿真结果表明:地面目标在机动过程中,侦察卫星对其实时位置的覆盖数据与目前采用的区域覆盖数据有一定差异,利用仿真结果能够有效减小覆盖预警数据的误差,且仿真结果与实际观测数据拟合良好.所提的方法处理地面机动目标侦察卫星覆盖情况准确度高,侦察卫星作战仿真过程逼真,具有很好的军事应用价值.     

预警卫星半实物仿真系统设计与实现

国防支援计划(DSP)是美国现役的预警卫星系统,主要对导弹进行早期探测和预警;为评估DSP卫星对目标的探测能力,文中分析了预警卫星的部署情况和工作模式,提出了预警卫星仿真系统的总体设计方案,确定该系统的功能模块以及实现方式;根据预警卫星双波段探测的工作模式构建了红外双色扫描探测模型,提出了基于双霍夫变换的多帧关联目标检测算法,利用目标的运行特性有效去除背景噪声,并结合双波段探测信息融合策略降低卫星虚警率;最后利用双星定位方法预估目标轨迹并对不同发射角目标的预测轨迹与真实轨迹之间的误差进行对比分析;通过试验运行,该系统达到了预期结果,具备对目标导弹的探测和跟踪能力,为导弹性能评估提供一种仿真手段和依据。     

对地观测卫星成像区域仿真研究

为了发挥对地观测卫星在大面积、实时、快速获取地表数据方面的优势,用户需要事先掌握对于自己感兴趣区域上空的卫星过境情况和成像能力。本文通过对卫星轨道预报模型与算法、卫星地面成像区域边界轨迹计算模型和算法的探讨与实践,得到了一些对卫星成像区域仿真有益的经验。试验证明,对于无侧视情况下,使用较旧的卫星轨道根数来计算卫星成像区域,仍能满足用户对于成像区域预报的精度要求。     

基于STK的侦察平台-卫星通信链路建模仿真

为研究侦察平台高速运动、姿态变化剧烈条件下卫星-空中侦察平台通信链路的连通性和误码率性能,在理论分析信道模型、天线模型和信号调制方式的基础上,提出利用STK进行仿真分析的方法.通过对平台轨迹和发射机/接收机的建模,建立精确的仿真场景并进行仿真分析.仿真结果表明,利用上述建模仿真方法,可以实时得到精确的平台-卫星链路连通时间、链路误码率等重要链路性能数据,并较大程度提高了卫星-平台链路的精度,为空中侦察平台-卫星通信链路的设计提供了重要的参考依据.     

对地观测小卫星轨道机动仿真研究

针对我国对地观测小卫星的轨道机动任务要求,该文设计了轨道机动的软件模块和主要程序.该套软件设计的目的是为了能使卫星在最短的时间内由平时轨道机动到战时轨道.该套软件根据卫星轨道调整前后的轨道参数特点和轨道调整后的星下点轨迹要求,确定机动时间,将调整轨道半长轴与微调星下点轨迹结合起来,在最短时间内完成轨道调整任务.最后根据某对地观测小卫星的任务和技术指标要求,仿真其轨道机动过程.仿真结果表明,该系统具有很高的实用价值.     

基于Arena的卫星侦察地面系统仿真

侦察卫星地面应用系统仿真的目的,就是为了模拟控制数据的形成过程,以及有效载荷数据从接收、处理到按用户需要形成情报产品的流程,通过模拟系统的控制流和数据流,找出系统瓶颈并优化系统流程.通过讨论卫星侦察地面系统的组成和功能,分析系统工作原理,提出了将系统流程分成用户服务流程和数据接收处理流程两部分的思想.基于离散事件仿真软件Arena,设计并实现了卫星侦察地面系统的用户服务流程和数据接收处理流程.通过仿真结果分析,找出了系统瓶颈所在,提出了系统改进意见.     

高旋弹卫星导航接收机半实物仿真

半实物仿真是测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下工作性能的有效手段。为测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下的性能,阐述了二维弹道修正引信实现弹道修正的工作原理和北斗卫星导航接收机的基本工作原理;建立了高旋7自由度弹道模型;设计了半实物仿真系统,编写了仿真模型,并在RT-LAB实时仿真平台上运行;分别在非旋转条件和旋转条件下对卫星导航接收机进行了半实物仿真测试,仿真测试结果显示仿真机数据与弹上机转换后数据曲线重合。实验表明：半实物仿真系统可有效检验高旋炮弹卫星导航接收机功能和准确度。     

卫星移动通信系统星座仿真及设计

文章探讨了中低轨卫星移动通信系统星座运动模型的建立,并利用计算机对中低轨系统星座进行了仿真。在此基础上讨论了可以进行的许多有意义的研究。最后,对我国卫星移动通信系统进行了初步设计,得出了有意义的结论。     

油库仿真系统设计

当前,随着科学技术的高速发展,各行业的自动化程度都有了很大程度的提高。油库作为石油化工领域不可或缺的重要组成部分,它的自动化程度也亟待提高,研制油库的仿真系统成为当前的一项新课题。该文介绍了油库仿真系统的构成和功能。在设计过程中,使用VC 来编制计算程序,根据已建立的各种数学模型对油库管道系统的动态过程参数进行计算;同时使用工业组态软件——“组态王”来制作图形界面和建立数据库,将数据库中的变量与图形界面中的各图元相连接,通过实时更新数据库来驱动画面。虽然该系统目前还仅局限于教学,但是,在教学上使用成熟之后,会逐渐地应用于油库现场。