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第一部分 STK基础应用1

1 STK介绍1

1.1 简介1

1.1.1 引言1

1.1.2 特点1

1.1.3 优点1

1.2 应用领域2

1.2.1 航天任务2

1.2.2 无人机和航空器任务2

1.2.3 导弹防御3

1.2.4 电子系统3

1.3 模块组成3

1.3.1 免费模块3

1.3.2 附加模块4

1.3.3 专业模块4

1.4 STK版本演化5

1.4.1 STK 85

1.4.2 STK 96

1.4.3 STK 106

1.5 本章小结8

2 STK使用指南9

2.1 STK使用入门9

2.1.1 软件启动9

2.1.2 工作区简介9

2.1.3 STK使用三大要素9

2.2 工作区管理10

2.2.1 工作区特点10

2.2.2 窗口显示方式10

2.2.3 固定窗口和解除固定窗口11

2.2.4 窗口停靠标志12

2.2.5 选项卡组13

2.2.6 全屏显示14

2.2.7 工具栏设置14

2.3 场景互动16

2.3.1 2D窗口／3D窗口控制16

2.3.2 动画控制16

2.4 场景设置16

2.4.1 首选项设置16

2.4.2 场景时间17

2.4.3 球体管理器17

2.4.4 场景属性20

2.4.5 2D窗口属性21

2.4.6 3D窗口属性22

2.5 场景对象23

2.5.1 对象类型23

2.5.2 管理对象属性24

2.6 实施系统分析26

2.6.1 Access工具27

2.6.2 时间工具28

2.6.3 矢量几何工具31

2.6.4 设置几何量31

2.6.5 计算工具38

2.7 生成分析结果40

2.7.1 报告和图表40

2.7.2 影像42

2.7.3 电影42

2.7.4 VDF文件43

2.8 STK使用方法和策略44

3 航天器轨道和姿态设置46

3.1 轨道设置46

3.2 轨道机动模块介绍47

3.2.1 概述47

3.2.2 启动Astrogator50

3.2.3 段51

3.2.4 组件浏览器57

3.3 姿态设置57

3.3.1 概述57

3.3.2 标准模式59

3.3.3 实时模式和多段模式65

3.4 本章小结65

4 STK数据应用66

4.1 高精度地图66

4.2 世界地形68

4.3 图形69

4.4 本章小结75

5 哈勃空间望远镜姿态变化视频制作76

5.1 背景介绍76

5.2 仿真实现76

5.3 本章小结82

第二部分 STK主要模块介绍83

6 覆盖模块仿真应用83

6.1 覆盖模块简介83

6.2 覆盖工具使用方法84

6.2.1 覆盖工具使用步骤84

6.2.2 覆盖对象选择84

6.2.3 覆盖工具选择方法85

6.2.4 覆盖工具的典型操作流程87

6.3 定制覆盖区88

6.4 覆盖品质参数89

6.4.1 FOM类型90

6.4.2 满足条件92

6.4.3 等值线显示93

6.4.4 网格检查工具94

6.5 报告和图表95

6.5.1 覆盖汇总报告95

6.5.2 每日覆盖报告96

6.5.3 覆盖概率报告97

6.5.4 满足FOM要求报告98

6.5.5 图文报告生成方法100

6.6 单目标覆盖分析实例100

6.6.1 场景文件说明100

6.6.2 覆盖分析内容101

6.6.3 准备工作101

6.6.4 计算覆盖102

6.6.5 评估响应时间报告103

6.6.6 使用等值线图例106

6.6.7 观察地图窗口中等值线等级107

6.7 区域目标覆盖分析实例108

6.7.1 目的108

6.7.2 准备工作108

6.7.3 定义覆盖资源109

6.7.4 确定覆盖时间111

6.7.5 生成覆盖对象分析报告和图表112

6.7.6 使用网格检查工具115

6.7.7 使用覆盖品质参数评估覆盖性能118

6.7.8 使用等值线图显示覆盖等级120

6.7.9 使用等值线图例工具124

6.7.10 使用累积图形显示覆盖总时间124

6.7.11 应用约束条件127

6.7.12 使用模板设置网格点属性129

6.7.13 对网格点增加地方时和仰角限制130

6.7.14 为覆盖资源（卫星）增加方位角限制131

6.8 本章小结132

7 通信模块仿真应用134

7.1 通信模块简介134

7.2 通信模块使用方法135

7.2.1 射频环境设置135

7.2.2 天线模型设置138

7.2.3 接收机和发射机设置139

7.2.4 通信对象约束142

7.2.5 通信链路分析144

7.2.6 通信链路报告144

7.3 通信模块应用实例147

7.3.1 目的147

7.3.2 问题说明及解决方案147

7.3.3 场景设置148

7.3.4 建模GEO卫星ANIK149

7.3.5 总部添加接收天线156

7.3.6 生成链路预算报告158

7.3.7 生成详细链路预算报告160

7.3.8 场景环境特性161

7.3.9 动态链路预算162

7.4 本章小结165

8 航空器任务建模模块仿真应用166

8.1 简介166

8.2 基本使用方法166

8.3 应用实例168

8.3.1 目的168

8.3.2 问题说明及解决方案168

8.3.3 场景设置169

8.3.4 飞机建模171

8.3.5 设计飞行路线174

8.3.6 设置飞行程序175

8.3.7 Hercules何时到达着火区域183

8.4 本章小结185

9 光电与红外传感模块仿真应用186

9.1 简介186

9.2 特性187

9.3 使用方法187

9.3.1 EOIR环境设置187

9.3.2 EOIR属性设置189

9.3.3 EOIR目标建模190

9.3.4 合成场景图像生成191

9.3.5 EOIR约束191

9.4 应用实例192

9.4.1 任务及要求192

9.4.2 建立场景及环境192

9.4.3 目标飞行器设置194

9.4.4 跟踪飞行器设置196

9.4.5 EOIR环境设置201

9.4.6 EOIR属性设置201

9.4.7 合成场景图像生成203

9.5 本章小结206

10 导弹建模工具箱仿真应用207

10.1 功能和组成207

10.2 导弹飞行工具仿真应用207

10.2.1 用户界面207

10.2.2 应用实例208

10.3 拦截飞行工具仿真应用212

10.3.1 IFT用户界面212

10.3.2 应用实例213

10.4 导弹设计工具简介221

10.5 导弹转换工具简介223

10.6 本章小结224

11 分析模块仿真应用225

11.1 简介225

11.2 应用实例227

11.2.1 目的227

11.2.2 背景说明228

11.2.3 导入场景文件228

11.2.4 启动分析模块230

11.2.5 计算覆盖统计特性231

11.2.6 确定发射功率对覆盖影响232

11.2.7 确定发射频率对覆盖影响236

11.2.8 确定数据率对覆盖影响237

11.2.9 确定功率和频率是否相互影响238

11.2.10 优化发射机参数241

11.3 本章小结244

12 SOLIS模块仿真应用245

12.1 简介245

12.2 功能和应用领域245

12.3 使用指南246

12.3.1 任务设置247

12.3.2 航天器仿真设置247

12.3.3 运行和仿真结果输出257

12.4 应用实例261

12.4.1 背景说明261

12.4.2 导入场景文件261

12.4.3 启动SOLIS261

12.4.4 配置SOLIS262

12.4.5 使用理想定姿和姿控实施太阳定向指令265

12.4.6 使用简单方式控制姿态269

12.4.7 航天器建模271

12.4.8 建立成像和通信任务指令275

12.4.9 建立Autonomy278

12.4.10 添加地面站与卫星通信279

12.4.11 添加Autonomy到任务指令定义280

12.4.12 实施最终运行280

12.5 本章小结283

13 轨道确定工具箱仿真应用284

13.1 简介284

13.2 使用指南285

13.2.1 使用界面285

13.2.2 ODTK中的对象286

13.2.3 轨道确定步骤289

13.2.4 模型及接口支持290

13.3 应用实例293

13.3.1 背景介绍293

13.3.2 仿真实现294

13.3.3 仿真结果307

13.4 本章小结310

14 STK与Matlab互联311

14.1 引言311

14.2 互联的设置与运行311

14.3 常用接口函数介绍312

14.4 应用实例320

14.5 本章小结330

第三部分 STK综合仿真实例331

15 GPS星蚀仿真综合实例331

15.1 目的331

15.2 问题描述和解决方案331

15.3 仿真实现331

15.4 显示和创建矢量334

15.5 卫星的星蚀季时间337

15.6 定制图形报告342

15.7 时间轴浏览器显示星蚀季345

15.8 本章小结347

16 救援通信仿真综合实例348

16.1 目的348

16.2 问题描述和解决方案348

16.3 仿真实现348

16.4 地形和影像图镶嵌354

16.5 救援车辆和路线建模358

16.6 卫星通信建模361

16.7 仿真结果366

16.8 本章小结369

第四部分 STK在载人航天工程中的应用370

17 快速交会对接轨道仿真370

17.1 工程背景370

17.2 问题描述及解决思路370

17.3 仿真实现371

17.4 仿真结果383

17.5 本章小结384

18 空间站测控覆盖率分析385

18.1 工程背景385

18.2 问题描述及解决思路385

18.3 仿真实现385

18.4 仿真结果398

18.5 本章小结398

19 航天器轨道预报误差分析399

19.1 工程背景399

19.2 初始轨道根数误差对轨道预报的影响399

19.3 磁暴对轨道预报误差的影响401

19.4 本章小结403

20 伴随卫星绕飞轨道设计404

20.1 工程背景404

20.2 问题描述及解决思路404

20.3 仿真实现404

20.4 仿真结果410

20.5 本章小结411

21 测量船位置设计仿真412

21.1 工程背景412

21.2 问题描述及解决思路412

21.3 仿真实现412

21.4 仿真结果414

21.5 本章小结414

22 交会对接远距离导引精度分析416

22.1 工程背景416

22.2 问题描述及解决思路417

22.3 仿真实现417

22.4 本章小结417

23 利用中继卫星对载人飞船进行测定轨仿真420

23.1 工程背景420

23.2 问题描述420

23.3 仿真实现420

23.3.1 构建场景420

23.3.2 仿真数据423

23.3.3 轨道确定429

23.3.4 分析报告431

23.4 本章小结433

参考文献434

术语和缩略语435