星軌道,其具體過程如下:
[0070]a.點擊工具欄上的Insert-New,在打開的窗口中選擇Satellite,生成一個新衛(wèi)星。在打開的窗口中選擇Cancel ;
[0071]b.在左側(cè)的Object Browser欄中雙擊剛生成的衛(wèi)星,打開衛(wèi)星屬性設(shè)置窗口 ;
[0072]c.在屬性設(shè)置窗口中點擊Basic-Orbit,打開軌道設(shè)置界面。在Semimajor Axis中填入衛(wèi)星軌道半長軸的設(shè)計值,其它采用默認(rèn)值;
[0073]d.在屬性設(shè)置窗口中點擊2D Graphics-Pass,打開二維窗口設(shè)置界面。在VisibleSides中選擇Descending,即只顯示降軌段。點擊OK關(guān)閉窗口 ;
[0074]e.此時在2D Graphics界面中即可看到剛剛建立的衛(wèi)星軌道;
[0075]f.在3D Graphics界面中,點擊左側(cè)眼睛形狀的View From/To按鈕,打開ViewFrom/To for Scenar1l窗口,在View From窗口中選擇剛剛建立的衛(wèi)星。選擇下方的Unconstrained Rotat1n 選項,不選擇 Show”Track Ball” 選項。點擊 OK 關(guān)閉窗口 ;
[0076]g.此時在3D Graphics中即可看到剛剛建立的衛(wèi)星模型。利用鼠標(biāo)左右鍵即可放大縮小視場或調(diào)整視場方位;
[0077]33)建立地面站
[0078]本步驟中要建立地面站,其具體過程如下:
[0079]a.點擊工具欄上的Insert-New,在打開的窗口中選擇Facility,生成一個新地面站;
[0080]b.在左側(cè)的Object Browser欄中雙擊剛生成的地面站,打開地面站屬性設(shè)置窗P ;
[0081]c.在屬性設(shè)置窗口中點擊Basic-Posit1n,打開地面站位置設(shè)置界面。在Latitude、Longitude和Altitude中填入地面站的瑋度、經(jīng)度和高度,其它采用默認(rèn)值。點擊OK0
[0082]d.此時在2D Graphics中即可看到剛剛建立的地面站;
[0083]34)建立地面站天線
[0084]本步驟中要建立地面站天線,其具體過程如下:
[0085]a.單擊剛生成的地面站
[0086]b.點擊工具欄上的Insert-New,在打開的窗口中選擇Sensor,生成一個新天線;
[0087]c.在左側(cè)的Object Browser欄中雙擊剛生成的天線,打開天線屬性設(shè)置窗口 ;
[0088]d.在屬性設(shè)置窗口中點擊Basic-Definit1n,打開天線基本設(shè)置窗口。在SensorType中選擇Simple Conic,在Cone Angle中設(shè)置地面站天線視場的設(shè)計值。點擊OK ;
[0089]35)顯示衛(wèi)星與地面站的可視區(qū)域
[0090]本步驟中要顯示衛(wèi)星與地面站(事實上是地面站天線,下文均以地面站簡化代指)的可視區(qū)域。其具體過程如下:
[0091]a.在左側(cè)的Object Browser欄中雙擊剛生成的天線,打開天線屬性設(shè)置窗口 ;
[0092]b.在屬性設(shè)置窗口中點擊2D Graphics-Posit1n,打開天線投影設(shè)置窗口。在Project to 欄中選擇 Object Altitude,在 Project1n Altitude 0bject 中選擇剛才建立的衛(wèi)星。點擊0K;
[0093]c.此時在2D Graphics界面中可以顯示衛(wèi)星與地面站的可視區(qū)域,該區(qū)域是一個圓形。
[0094]按照以上步驟,即可畫出衛(wèi)星與地面站的可視區(qū)域。一般,按照地面站設(shè)計要求,當(dāng)衛(wèi)星處于該可視區(qū)域內(nèi)時,地面站天線肯定可以看到衛(wèi)星;同時,按照衛(wèi)星設(shè)計要求,當(dāng)衛(wèi)星處于該可視區(qū)域內(nèi)時,若不考慮帆板遮擋,則衛(wèi)星上的數(shù)傳天線也肯定可以看到地面站。
[0095]4)在STK中設(shè)置所需的矢量、夾角和平面等三維特征
[0096]STK軟件具有強大的三維顯示功能。本步驟將通過在STK三維場景中添加輔助設(shè)計所需的矢量、夾角和平面等三維特征,來為本發(fā)明方法后面的步驟做好準(zhǔn)備。具體過程如下:
[0097]41)在STK中畫出數(shù)傳天線零位矢量與衛(wèi)星-地面站矢量的夾角
[0098]本步驟中要畫出的數(shù)傳天線零位矢量與衛(wèi)星-地面站矢量的夾角,其具體過程如下:
[0099]a.在STK中,在左側(cè)Object Browser欄中單擊所要分析的衛(wèi)星,然后在上方工具欄上選擇Satellite-Vector Geometry,打開“Vector Geometry Tool for衛(wèi)星名字,,窗口 ;
[0100]b.在打開的窗口中,點擊右側(cè)Create New Vector按鈕。在打開的窗口中,在Name欄給定一個矢量名字;在Type欄選擇Fixed in Axes ;在Reference Axes中選擇衛(wèi)星的Body (也就是本體坐標(biāo)系);在Type中選擇Cartesian ;在X、Y、Z中填上數(shù)傳天線零位矢量在整星本體坐標(biāo)系下的分量,該分量為衛(wèi)星設(shè)計值,一般都會設(shè)計成(0,0,I),即數(shù)傳天線處于零位時沿衛(wèi)星+Z軸指向星下點。點擊0Κ,建立矢量完成。這里建立的是數(shù)傳天線零位矢量;
[0101]C.仍然在打開的窗口中,點擊右側(cè)Create New Vector按鈕。在Name欄給定一個矢量名字;在Type欄選擇Displacement ;在Origin Point選擇衛(wèi)星的Center ;在Destinat1n Point選擇地面站的Center。點擊0K,建立矢量完成。這里建立的是衛(wèi)星-地面站矢量;
[0102]d.仍然在打開的窗口中,點擊右側(cè)Create New Angle按鈕。在打開的窗口中,在Name欄給定一個角度名字;在Type欄選擇Between Vectors ;在From Vector中選擇步驟b建立的數(shù)傳天線零位矢量;在To Vector中選擇步驟c建立的衛(wèi)星-地面站矢量。點擊0K,建立角度完成。這里建立的是上述兩矢量的夾角;
[0103]e.點擊 Close,關(guān)閉 “Vector Geometry Tool for 衛(wèi)星名字,,窗口 ;
[0104]f.在STK中,在左側(cè)Object Browser欄中雙擊所要分析的衛(wèi)星,打開衛(wèi)星屬性設(shè)置窗口 ;
[0105]g.在屬性設(shè)置窗口中點擊3D Graphics-Vector,在該界面中點擊Add,在新打開的窗口中分別雙擊步驟c建立的衛(wèi)星-地面站矢量和步驟d建立的兩矢量夾角,點擊OK關(guān)閉窗口。這里是將步驟c建立的衛(wèi)星-地面站矢量和步驟d建立的兩矢量夾角添加到3DGraphics 中;
[0106]h.在3D Graphics-Vector窗口左上角的Name欄中找到步驟g添加的衛(wèi)星-地面站矢量,單擊其在右側(cè)Show欄中對應(yīng)的方框,方框中會出現(xiàn)一個小對勾。這里是將步驟g添加的衛(wèi)星-地面站矢量在3D Graphics中顯示出來;
[0107]1.在3D Graphics-Vector窗口左上角的Name欄中找到步驟g添加的夾角,單擊其在右側(cè)show欄中對應(yīng)的方框,方框中會出現(xiàn)一個小對勾。這里是將步驟g添加的夾角在3D場景中顯示出來;
[0108]j.在右側(cè)單擊Show Angle Value欄左側(cè)的方框,方框中會出現(xiàn)一個小對勾。這里是將步驟i顯示的夾角的角度值在3D場景中顯示出來;
[0109]k.點擊0K。此時在3D Graphics中可以顯示衛(wèi)星-地面站矢量,以及數(shù)傳天線零位矢量與衛(wèi)星-地面站矢量的夾角及其角度值。
[0110]42)在STK中設(shè)置衛(wèi)星本體系YZ平面
[0111]本步驟中要畫出的衛(wèi)星本體系YZ平面,其具體過程如下:
[0112]a.在STK中,在左側(cè)Object Browser欄中單擊所要分析的衛(wèi)星,然后在上方工具欄上選擇Satellite-Vector Geometry,打開“Vector Geometry Tool for衛(wèi)星名字,,窗口 ;
[0113]b.在打開的窗口中,點擊右側(cè)Create New Plane按鈕。在打開的窗口中,在Name欄給定一個平面名字;在Type欄選擇Quadrant ;在Quadrant欄中選擇YZ ;在ReferenceSystem中選擇衛(wèi)星的Body (也就是本體坐標(biāo)系)。點擊0K,建立平面完成。這里建立的是衛(wèi)星本體系YZ平面;
[0114]c.點擊 Close,關(guān)閉 “Vector Geometry Tool for 衛(wèi)星名字”窗口 ;
[0115]d.在STK中,在左側(cè)Object Browser欄中雙擊所要分析的衛(wèi)星,打開衛(wèi)星屬性設(shè)置窗口 ;
[0116]e.在屬性設(shè)置窗口中點擊3D Graphics-Vector,在該界面中點擊Add,在新打開的窗口中雙擊步驟b建立的衛(wèi)星本體系YZ平面,點擊OK關(guān)閉窗口。這里是將步驟b建立的衛(wèi)星本體系YZ平面添加到3D Graphics中;
[0117]f.在3D Graphics-Vector窗口左上角的Name欄中找到步驟e添加的衛(wèi)星本體系YZ平面,單擊其在右側(cè)show欄中對應(yīng)的方框,方框中會出現(xiàn)一個小對勾。這里是將步驟e添加的平面在3D Graphics中顯示出來;
[0118]g.在右側(cè)單擊Translucent Plane欄左側(cè)的方框,方框中會出現(xiàn)一個小對勾。這里是將步驟f顯示的平面在3D場景中顯示為透明。透明度可以通過右側(cè)的Translucency進行設(shè)置;
[0119]h.點擊0K。此時在3D Graphics中可以顯示衛(wèi)星本體系YZ平面。
[0120]5)在STK中畫出數(shù)傳天線可能受到遮擋的區(qū)域的東段
[0121]利用步驟I)的輸入?yún)?shù)、步驟2)的計算結(jié)果、步驟3)的可視區(qū)域和步驟4)的三維特征,可以在STK上畫出數(shù)傳天線可能受到遮擋的區(qū)域。此處的區(qū)域,特指“衛(wèi)星與地面站可視區(qū)域中,數(shù)傳天線可能受到遮擋的區(qū)域”。
[0122]本步驟中的操作內(nèi)容與衛(wèi)星軌道是降軌段實傳還是升軌段實傳有關(guān)。由于目前國內(nèi)絕大部分的光學(xué)遙感衛(wèi)星的軌道都是按照降軌段實傳進行設(shè)計的,因此本說明也以降軌段為例進行說明。升軌段的方法與降軌段基本一致,僅需調(diào)整側(cè)擺角的正負(fù)號,由于使用很少,本說明中不再贅述。
[0123]由于數(shù)傳天線可能受遮擋的區(qū)域分為東段和西段,因此分別進行敘述。首先是東段。其具體過程如下:
[0124]51)在STK中設(shè)置衛(wèi)星姿態(tài)為數(shù)傳天線不會受到遮擋的最大正側(cè)擺角
[0125]本步驟中要設(shè)置衛(wèi)星姿態(tài)為數(shù)傳天線不會受到遮擋的最大正側(cè)擺角,其具體過程如下:
[0126]a.在STK中,在左側(cè)Object Browser欄中