STK实验报告-卫星轨道参数对比仿真

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1、《航天器轨道》实验报告学院：专业：姓名：张彬年学号：E222013010成绩：评阅教员：时间：2013年11月6日实验一卫星轨道参数仿真一、实验目的1、了解STK的基本功能；2、掌握六个轨道参数的几何意义；3、掌握极地轨道、太阳同步轨道、地球同步轨道等典型轨道的特点。二、实验环境实验地点：202楼南203教室硬件环境：aceraspirs4738GIntel(R)Core(TM)i5CPUM480@2.67GHz2.00GBRAM软件环境：Windos7旗舰版32位操作系统STK8.0三、实验原理（1）卫星轨道参数六个轨道参数中，两个轨道参数确定轨道大小和形状，两个轨道

2、参数确定轨道平面在空间中的位置，一个轨道参数确定轨道在轨道平面内的指向，一个参数确定卫星在轨道上的位置。•轨道大小和形状参数：这两个参数是相互关联的，第一个参数定义之后第二个参数也被确定。第一个参数第二个参数semimajoraxis半长轴Eccentricity偏心率apogeeradius远地点半径perigeeradius近地点半径apogeealtitude远地点高度perigeealtitude近地点高度Period轨道周期Eccentricity偏心率meanmotion平动Eccentricity偏心率图1决定轨道大小和形状的参数•轨道位置参数：轨道倾角（

3、Inclination）轨道平面与赤道平面夹角升交点赤经（RAAN）赤道平面春分点向右与升交点夹角近地点幅角（argumentofperigee）升交点与近地点夹角•卫星位置参数：表1卫星位置参数参数说明TrueAnomaly真近点角（近地点与卫星之间的地心角距，从近地点沿卫星运动方向度量）MeanAnomaly平近点角（卫星从近地点开始按平均轨道角速度运动转过的角度）EccentricAnomaly偏近点角（近地点和卫星对轨道长轴垂线的反向延长线与椭圆外切圆的交点之间的圆心角距）ArgumentofLatitude纬度幅角（升交点到卫星的地心张角，从升交点沿卫星运动方

4、向度量）TimePastAscendingNode过升交点时间TimePastPerigee过近地点时间（2）星下点轨迹在不考虑地球自转时，航天器的星下点轨迹直接用赤经α、赤纬δ表示（如图2）。直接由轨道根数求得航天器的赤经赤纬。图2航天器星下点的球面解法在球面直角三角形SND中：（1）由于地球自转和摄动影响，相邻轨道周期的星下点轨迹不可能重合。设地球自转角速度为，t0时刻格林尼治恒星时为，则任一时刻格林尼治恒星时可表示成：（2）在考虑地球自转时，星下点地心纬度j与航天器赤纬δ仍然相等，星下点经度（l）与航天器赤经α的关系为：（3）将（1）代入上式，得到计算空间目标星下

5、点地心经纬度的公式，即空间目标的星下点轨迹方程为：（4）其中j为星下点的地理纬度，l为星下点的地理经度，u是纬度幅角，wE为地球自转角速度。由（4）中的第二式可知，i=90°时，j取极大值jmax。i=-90°时，j取极小值jmin，且有，（5）因此，空间目标的轨道倾角决定了星下点轨迹能达到的南北纬的极值。四、实验内容1、结合六个轨道参数的几何意义，每个轨道参数分别取不同值，给出相应的三维图；升交点赤经不同倾角不同偏心率不同近地点角幅不同长半轴不同真近点角不同2、分析二体条件下圆轨道（根据向导添加）六个轨道参数随时间的变化规律；长半轴升交点赤经偏心率倾角近地点角幅真近点

6、角3、比较分析PolarOrbit、Sun-SynchronousOrbit、HEO、GSO、GEO卫星的特点，并给出相应的图示说明。（1）PolarOrbit（极地轨道卫星）（2）Sun-SynchronousOrbit（太阳同步轨道）（3）HEO（高轨）：（4）GSO（地球静止轨道）：（5）GEO（地球同步轨道）：五、实验心得：这次试验中遇到的最大阻力就是产生线性调频信号之后，不知道该怎么对这个原始信号进行复制和移动，虽然课件上给出了实现脉压的函数表达，但我还是不会对叠加后的信号如何处理，使用什么样的函数，才能实现脉压。经过请教同学，才有所理解。虽然整个实验过程遇到

7、了很多大大小小的问题，但还是完成了，并且我对这次实验的结果感觉还是挺好的。