卫星工具集分析软件
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1、卫星工具集(STK,Satellite Tool Kit),由美国Analytical Graphics公司开发的航天分析软件。
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. Y* g4 C. _" H1 n5 `1 c卫星工具集分为基本版、专业版、三维显示、高级三维显示四类。/ V; X* D3 h3 S: S
+ U; e+ d- B- d$ a: b! zSTK的功能是产生位置和姿态数据、获取时间、遥感器覆盖分析。
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5 Z& r4 _: j# T! o r% w4 DSTK支持飞行体周期的全过程,包括概念、需求、设计、制造、测试、发射、运行和应用等。
5 s& \8 V q1 R! S$ Z' s
. I4 u1 M+ }6 q7 G2 _( \. I+ gSTK是先进的实时(COTS)分析和可视化工具,可以进行航天、卫星等飞行体仿真;可以应用于航天、防御和情报任务;可以快速方便地分析飞行体,获得易于理解的图表和文本形式的分析结果,以确定飞行体的各项参数。" G1 d f8 e! C1 \1 i
) O/ C) |2 y0 a2005年4月,Analytical Graphics研发出STK/Professionl(STK/PRO),是最新的卫星工具集专业版。' Y0 L+ u! a4 k- \3 n0 C& d8 P1 o9 H
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STK/PRO提供分析引擎用于计算数据、可显示多种形式的二维图像,显示卫星、运载火箭、太空垃圾等目标。STK还有三维可视化模块,提供三维显示。* O9 X/ S; R% N3 n
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STK/PRO包括:附加的轨道预报算法、姿态定义、坐标类型和坐标系统、遥感器类型、高级的约束条件定义,以及卫星等数据库。对于特定的分析任务,STK提供了附加分析模块,可以解决通信分析、雷达分析、覆盖分析、轨道机动、精确定轨、实时操作等。* R) B8 P2 R2 B2 Y
5 D/ d! y" F( r0 s: ?7 q: S2、STK/PRO主要功能
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STK专业版是高级航天分析工具,计算分析附加数据库、轨道预报、姿态调整、坐标类型和坐标系以及遥感器的定义等。
, ]; g# e0 D9 U2 u H$ n* o `6 w% e4 c: A5 K8 L0 c w' y
(1)计算分析:以复杂的数学算法迅速准确地计算出卫星任意时刻的位置、姿态,评估陆地、海洋、空中和卫星等太空飞行体间的复杂关系,以及卫星或地面站遥感的覆盖区域;
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# ]' K; @2 x2 E% w4 `# k4 ]; [(2)生成星历表:根据计算结果,自动生成轨道/弹道星历表——STK星历表;
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/ w- l& U6 B: |* v: U) Q* s4 ^(3)精确定位:STK复杂的数学算法,可以快速而准确地确定卫星在任意时刻的位置;
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(4)生成向导:STK提供卫星轨道生成向导,建立常见的轨道类型如:地球同步、临界倾角、太阳同步、莫尼亚、重复轨道等; F$ r$ u; g( i% Z. M/ }7 d+ q
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(5)可见性分析:计算任意对象间的访问时间并在二维地图窗口动画显示,计算结果为图表或文字报告。可在对象间增加几何约束条件,如遥感器的可视范围、地基或天基系统最小仰角、方位角和可视距离;
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(6)遥感器分析:遥感器可以附加在任何空基或地基对象上,用于可见性分析的精确计算。遥感器覆盖区域的变化动态地显示在二维地图窗口,包括多种遥感器类型,如复杂圆弧、半功率、矩形、扫摆、用户定义;
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(7)姿态分析:STK提供标准姿态定义,或从外部输入姿态文件(标准四远数姿态文件),为计算姿态运动对其它参数的影响提供多种分析手段;8 \" B- Y. ~1 g9 S! g9 @* y- {
2 P2 @: D" ]* q(8)计算图像:STK在二维地图窗口可以显示所有以时间为单位的信息,多个窗口可以分别以不同的投影方式和坐标系显示。
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! q! w2 C3 h' G/ l' RSTK可以向前、向后或实时地显示任务场景的动态变化:空基或地基对象的位置、遥感器覆盖区域、可见情况、光照条件、恒星/行行位置;
, l# l# s+ w) ~# G0 A* n% p) r& u4 n) H* Y2 z# P
(9)图像保存:可将图像结果保存为BMP位图或AVI动画;: \9 d8 x3 W: C
% ? k$ X4 f( r& N* U; n(10)数据报告:STK提供全面的图表和文字报告总结关键信息,包含上百种数据,可以为一个对象对一组对象定制图表和报告。所有报告均以工业标准格式输出,可以输出到常用的电子制表软件中。
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3、STK/PRO特性
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4 G( O' E$ l& K" r2 ](1)内容丰富的数据库:包括三个附加数据库,城市数据库/地面站数据库/恒星数据库;
i/ S- X& b9 j; Q2 H Q3 R7 j2 Z+ s; ^4 U) R: x) e) o
(2)用于可见性分析的约束定义:超过20个约束条件定义飞行器、遥感器、地面站和其它对象之间的可见性,增强用户的分析性能;
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(3)高精度轨道预报(HPOP):应用高保真力学模型生成不同轨道卫星的星历表,包括:圆轨道、椭圆轨道、抛物线轨道、双曲线轨道,有效范围从地球表面直到月球;# h9 {( s* b$ o
6 b$ k! g4 E$ {# t) h/ N
(4)长期轨道预报(LOP):精确预报数月或数年的卫星轨道;
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0 c5 n" g. s! ^3 M(5)寿命工具(Lifetime):评估低轨卫星在轨保持圈数;
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(6)区域目标:可定义N边形区域,用于地面区域链路计算;) H8 l* r8 p% J1 w
+ O) C( S3 u5 V7 V( q: A" S
(7)附加坐标类型和系统:以不同的方式表现卫星的位置和速度信息;
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6 ^/ q _, ]9 J7 |: o(8)姿态仿真和指向:定义飞行器姿态,包括19种姿态定义;7 X& w* C7 d. A5 f3 f2 R
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(9)多种遥感器类型:增加了简单圆弧以外的5种遥感器类型:复杂圆弧、半功率、矩形、SAR、自定义。
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' ?! b$ z* D- Y, j1 `! t! T4、STK模块; g( I! u8 ?9 u+ V4 b+ I
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(1)基本模块。' m; S1 ^; y; g5 D( r5 }
0 f) }2 P' u* n0 ~4 ~; H% d(2)分析模块。
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(3)综合数据模块。
3 H. F* I+ Y0 _" @6 M( C% @3 U# P3 k w$ e9 c# \0 J
(4)扩展与接口。, f) t2 b; o- w4 E( Z/ s$ }
& P; g( d: t4 ~" @( B9 g% N5 }* u% j, ]
0 {0 r# A" c+ F5 u4 g) k+ r w$ ~! Z' v
AGI卫星星历
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1、AGI卫星星历
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AGI由卫星星历和卫星跟踪软件组成。卫星星历和卫星跟踪软件功能强大,是目前应用最广的卫星跟踪、定位、预测工具。AGI卫星星历和卫星跟踪软件成为其他卫星星历和卫星跟踪软件的理论、技术基础。/ A. o- k0 g( b% d
$ _, o. ?6 ^" }! V% jAGI卫星星历为太空实时跟踪技术奠定了基础。. w4 [: e, ?: ^( P l* _
) c' M- W( S4 B5 G4 P发明AGI卫星星历和跟踪软件的是美国的汤姆斯·肖恩(T.S.Thomax Sean Kelso)教授。5 q9 P. g; G4 e' W- P$ W- k
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汤姆斯·肖恩1976年毕业于美国空军BS学院,在密苏里-哥伦比亚大学MBA,博士学位论题是《关于地球同步轨道旋转与轨道谐振效果的调查》,博士学位论文题目是:《实时目标跟踪环境》。
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) a! J( G+ P; o; [) D汤姆斯·肖恩在分析卫星图形方面有深入的研究;在卫星轨道技巧、卫星跟踪模型和软件有专长;在技术分析,包括轨道分析方面成绩突出。他曾参加美国的“猎鹰计划”、哥伦比亚意外事件调查等。他是美国空军技术学会航空学和宇航学(AIAA)教授、曾任空军上校。+ u' G( M# |7 } O- F
$ \: B; U, i X1 [6 bAGI卫星跟踪软件经由卫星工具集(STK)提供超过30000个太空目标,是跟踪、预测、防卫的强大软件。" f) I, h) D$ M# r
$ r5 E) P5 t N$ t
2、AGI软件应用! R$ {, `% I8 m5 D; j: [/ g/ q u
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AGI软件应用举例,从技术的角度对AGI软件会有很好的了解。
. l4 ] A2 @9 W( S7 d' H' F& _+ u4 H# C6 {5 u
2007年1月18日,美国政府确认中国用了一颗反卫星(ASAT)导弹在一次武器测试中摧毁一颗报废的气象卫星,被摧毁卫星的残骸碎片已经散布在低地球轨道上,会威胁到其他卫星的安全运转,成为历史上最大的产生碎片的事件,重新引发在空间武器化上的争论。2 M4 s: H/ d' W( {
; F# X% q" ~3 u7 x& u1月23日中国政府宣布:2007年1月12日清晨,中国以发射导弹的方式,成功摧毁退役卫星——“风云”1C卫星。这次试验在距离地面800KM的高空进行。
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5 g- o3 `- [, E: ]9 }5 e1月19日,AGI利用AGI卫星星历对中国ASAT和“风云”1C残骸碎片的计算、定位、预测报告。: e. X& c& w/ H$ I
9 D( \ {% [) A; v- B. m3 B
AGI的测试:
: S1 d6 X( `# y+ _' [! ]6 ]
# }4 z2 ?: k9 P! a(1)时间:2007年1月11日到1月12日。* d8 J4 q& c) D: {4 j9 i
; @: L, c2 S4 J0 d' p. u/ A0 \“风云”1C被攻击前5分钟的情况。7 H. t/ K% {' S( v! ^
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“风云”1C轨道用红色显示、西昌卫星发射中心(XICHANG)的位置用白字显示、其他的碎片用绿色显示,可看到碎片云在轨道的分布情况。; E: [- H' Q; w; J6 v- u( Z- ~+ D
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ASAT攻击前AGI文件的画面,五分钟后攻击,“风云”1C被攻击。
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/ F- J, z$ Q+ ?- W- l4 j7 E- r7 O(2)时间:2007年6月15日
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AGI估计:“风云”1C卫星1CM以上轨道碎片超过35000片。碎片云在高度200~4000KM之间,碎片云包围地球。
1 L% @" ] z. s7 x8 y7 y9 M: C
+ L7 Z* U% r5 U8 O0 N; t狮子座宇宙站轨道(绿色)与碎片云(红色)。
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6 C3 Y" C3 Y( N+ [3 P: J( G碎片带正逐渐地变宽、分散,如不用颜色区分,碎片和卫星很不容易分清。
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4 a5 D- B n, kSATCAT是一项分析表示,2007年1月12日,在地球轨道中有1893个可能跟踪的ASAT大碎片列入碎片目录。
: p( H& O" Q1 K( Y
3 l W" \" I( `. b: f尽管国际宇宙站尽量回避,但美国和俄国maneuvered国际宇宙站2月2日报告,明确地避免来自“风云”1C的一个碎片。
: ^1 n% V0 ?9 u
+ J# I0 C1 I# L5 J8 S! C5 w一般卫星的碎片会相对地短命;少数达十年之久,并保持在轨道中运行。 k) N; [2 i+ h& u5 H1 F% f! j
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“风云”1C的碎片目录模型显示:6%的碎片(108块)将会在十年之内坠落;82%将会从现在起保持在轨道中100年。“风云”1C的多数的碎片将会保持长达数世纪之久。
* @6 x2 k' g5 n( Y6 w0 E, x1 e- c
2007年6月15日止,“风云”1C的碎片又有22个从目录中消失;正式被编入目录的只有1804个。碎片的消失以轨道衰退来表示。
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" S# y% Q, D' T: q; p. v0 dNORAD跟踪系统% _" I# @* p9 z/ ]/ {' z
& U) K2 J; k% ?9 h7 v位于科罗位多州的北美联合防空司令部(NORAD,The North American Aerospace Defense Command),又称为北美航空太空防卫司令部,总部位于美国科罗拉多州的彼得森(Peterson)空军基地,成立于1957年9月。0 M, \, \4 D: H9 C
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NORAD按地理位置把北美大陆划分成美国大陆、加拿大和阿拉斯加三个大防空区,各有一个防空司令部:美国阿拉斯加防空司令部(ANR)、美国大陆防空司令部(CONR)和加拿大防空司令部(CANR)。* {; D# R- x3 n& S
* n/ O5 E% ?9 q北美大陆的联合防卫起源于1940年。1958年5月,美国和加拿大签定了NORAD的协议,确定了美加北美空中联合防卫。. d% S# P! t1 A0 r, ^2 V1 U# r
6 e4 W% r- x" X8 t7 c1996年3月,NORAD重新定义为:空中和太空防卫和控制,提供导弹预警和空间监视,扩大、提高了NOARD的任务。2006年5月的NORAD协议又增加了海上防务任务。
; k" P4 W y$ c/ l" ]3 G) [# v
' B- z% l- G+ n7 G W+ N3 oNORAD跟踪系统能计算、跟踪、预测所有卫星和太空移动目标。鑫诺二号卫星定位失败的消息,就是NORAD根据运行轨道计算软件计算出来,首先发布消息的。( q: a: g: V( J+ z
* d6 n. G1 O. ~3 P0 Q* `% N: iOrbitron卫星运行轨道计算软件
4 [! f: S& w9 S: Q* N- o
6 _+ G" \3 Q( Q3 V3 h0 tOrbitron卫星运行轨道计算软件能监视所有卫星、航天器和太阳系内天体。只要在Orbitron卫星卫星运行轨道计算软件输入相关卫星参数,所有几十项卫星运行参数一目了然,包括刚刚发射升空,进入轨道的卫视。
% Y+ v' d( F- C. `, X& }0 d. L) p
Orbitron由波兰年轻卫星专家塞巴斯蒂昂·斯托福(Sebastian Stoff)研究发明。
3 n; J6 @) w4 R# t1 j
! `& I0 y$ ?& J9 W6 y+ dOrbitron软件已经被气象专家、卫星通信、UFO研究和天文爱好者广泛采用,免费向全球各国卫星、天文、气象专家提供服务、使用。" }3 f5 c. \; o& g: H. `& n4 q( G" j: B
* G7 a# R7 A: \! ~
Orbitron软件可用实时或模拟方式显示在任意时刻卫星与地球的相对位置。Orbitron是此类软件中最容易使用和功能最可大的软件之一。$ X4 x5 w/ Z" o- j+ j
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1、Orbitron主要功能
; r$ v% g" u5 n9 a# v: ]; b# W/ A* H! a9 x- a5 s$ [
(1)可同时追踪2000颗卫星,精确坐标定位;) p# [: ?; ^7 f# g9 Z' |4 D. i
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(2)全屏显示及简报模式显示;
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(3)功能先进的卫星时间预测、卫星轨迹搜寻;4 c5 i7 v- p2 K* F3 y F
g& D# q1 C' ^# j' o/ h
(4)可以通过NTP服务器校正电脑内部时钟;
4 P6 m6 G2 |& ^$ G# J* y
& {! A6 x) J% a/ G* \2 _+ C: [(5)可以通过互联网更新星历数据(支持ZIP压缩格式);# A8 i% ^( K7 s4 H% ~
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(6)可控制无线电台及卫星天线跟踪器;) v3 a& g( N( e" U8 i# S7 B* C
* S% z r$ U/ B. b8 A8 z
(7)内置一个屏幕保护程序;( l+ `% W2 ^5 \& v( t
& D: c5 F: O* e/ u2、Orbitron特性
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$ w) J% n6 D+ ~: v8 C& `(1)NORAD的SGP4/SDP4预测模型;
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(2)能从TLE文件下载20000颗卫星;
+ u. ?2 w3 x9 J4 H- Q* Z$ g7 X# {7 z5 s
(3)能同时追踪全部卫星;" P; x. f2 R/ q5 `
& d0 W. v% ?6 p) B2 ~) a2 \1 ^(4)追踪太阳和月亮;: W0 \$ I; s/ z; n/ S# M4 ~3 b
$ M& j" g9 E \3 \+ M(5)卫星轨道运行信息;
8 Y7 E" O. a3 r; j" N! s3 D* w/ p$ ^7 s# l+ N, }
(6)全球城市数据库;& l; `+ E; X) J% T5 I7 e8 Y
2 | }5 L4 j$ {( c0 _4 y, M( B(7)卫星频率数据库;% N7 x+ ]2 W: r! @1 }7 z8 V& J3 S
8 G8 {5 G+ f4 M/ A/ K: |- o& K(8)雷达扫描卫星;
! \! y, q' m4 \0 v7 q/ @; C
9 h5 r6 U) Z, f6 Z4 R, M(9)支持多国语言;
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(10)支持来自640*480的荧屏协议;
9 c5 r3 N* d9 b$ @# I/ m% X# ? H; F/ x/ f6 n
(11)即时的模态/模拟模态(释放时间控制);
2 g3 \4 ~! C# A9 e& b; _4 F: R6 k0 P& I$ T1 B7 [
(12)先进的卫星轨迹搜寻引擎;;! w1 b* D; a8 i+ A) i! S
) o9 d$ a4 ?4 @ P' A
(13)英特网TLE updater,经由HTTP;" p3 [: r( @6 p
( N9 L, K4 P6 I, m2 S" {/ w( J1 ]
(14)转子/无线电操纵(内建的或支持使用者)。
: L9 M. |* j' o4 f. g: g3 c6 q
* l Q `. F" q! B+ V- a6 n8 ~为了追踪卫星软件精确地工作,应定期更新TLE资料。对于绕轨道运行的卫星(高度少于500千米)TLE数据的低点应该几天更新一次;对于比较高的轨道,每几星期更新TLE。以保证时间同步、卫星位置的精确坐标,尽可能接近真正的时间、轨道的定位和预测。
) j( \! u1 F8 g) j0 I/ m3 U+ `+ G$ [5 b! W
3、Orbitron应用
7 H* ] B0 `% r9 {- ?/ x: p( y o& f' b2 ]
2006年10月29日0时20分鑫诺2号卫星发射。4 G6 C! R2 f$ X% x5 k0 o$ k" Y1 J
; i1 j: v4 R1 a: p11月7日,鑫诺2号发射升空第10天。太阳能主电池板没有打开,部分天线亦未能打开,全功能通信控制指令不能正常执行。4 r7 j* x+ T1 ], G3 Z* Q' h
1 t$ I J/ o% u: K+ p4 j
2006年11月18日鑫诺2号的运行报告。
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2006年11月19日,卫星经过20天的飞行,仍在预定轨道东经92.2°附近。Orbitron可帮助我们观察鑫诺2号卫星在预定轨道的运行情况。
& D0 i& t+ K* \/ t* j" {2 B
& v! p. I! P2 p3 Q(1)2006年11月19日21时,启动Orbitron。Orbitron定位在中国北京计算、观测鑫诺2号卫星。
8 M `% h$ x. y S$ R/ l. ?: {' J# G9 j+ I8 F; R3 D* W: Z3 z" Y3 Q) {; Y) P
11月19日21:31:17时的鑫诺2号卫星轨道参数。
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11月19日21:31:17时的鑫诺2号卫星轨道读图参数。
0 D% B& _% i4 a( l1 D% D: `1 c* k/ k' X- `$ I7 k' C
(2)11月19日21:32:48时开启雷达扫描。
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! C7 L0 H( [4 t# H% e9 Z0 ]11月19日21:32:48时的雷达扫描图:鑫诺2号卫星与月球、太阳的关系参数。
5 E! g( o4 @6 L, } J; w+ W! |+ G# a4 y, n6 n6 u$ U9 r0 V" n
ODTK轨道仿真器
! f4 \7 Y- p9 H$ x; U8 _
4 {$ ~4 T: R5 _$ C- \1 K0 l- a) BODTK(Orbit Determination Tool Kit)轨道仿真器软件是卫星跟踪系统。
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( `' d S |7 o8 I2 |ODTK是一个跟踪数据仿真器,为卫星轨道运行提供分析支持。9 A- B, o- j6 D( e
% K, [: B# Q9 CODTK是模拟跟踪数据系统,可综合分析和分散分析、蒙地卡罗分析。ODTK能为卫星控制提供服务,包括轨道参数、星历预测、偏差校准等。ODTK系统可进行参数分析、工作的最佳化、碰撞的可能性的计算。% t8 u+ U6 f) z/ [
, e$ w7 r& K0 i( |5 m
1、ODTK功能:/ N9 l! @; T; q
# ^# R/ Z8 v8 K9 i) X( Z
为卫星地球站控制中心和操作员追踪卫星,处理操作跟踪数据,预测卫星定位和速度。! ^2 h. Z, J$ V; X5 H3 b! r
! D2 r: R3 f% [' M3 P
ODTK系统能处理符合准确度需求的模拟跟踪数据。
% D1 e9 q! `9 n) t# m9 n4 _
+ ~$ {9 h+ g3 q: @7 r卫星地球站控制中心和操作员通过蒙地卡罗分析,有效了解正确的预测轨道。
( o* n$ n }, J+ w5 m; q
! M! y/ M+ Y7 V- FODTK可同时计算、模拟一颗或式颗卫星轨道及相关参数。- R, H0 p9 j/ o1 F- O
1 j8 ^( S9 _8 ~0 M, \2、ODTK软件能处理卫星跟踪数据,提供轨道和相关的参:. V4 \" u$ C/ d r/ v" M
5 e; v: H) r2 }2 S1 i卫星轨道的误差; u$ J( i, o P' m
$ \5 s! p( c* Y3 Z( p
跟踪偏差和卫星位置;# E( C6 {: r% {9 G: l5 _* x
5 V; ~. E' T! Z
矫正卫星的校准参数;
]: M/ c% m. ^) R% Y3 m$ m B& o+ o2 n3 S6 k0 \
卫星运动的太空环境影响;
+ d7 i0 j$ Z5 m
" _- ~" u2 t4 K n1 M! w全球定位测量卫星轨道和时间;# ], T, w) j9 o; s7 T" y; s9 L9 D
- I5 l$ e6 m; K" W
全球定位测量卫星监视时间;2 c8 r9 }8 a' K5 ~8 _1 ~4 d
0 `3 a' F5 h0 D3 WODTK是卫星追踪系统的完全的软件解决方案。
! C( Q( i6 l: |1 I6 u+ b
) S+ @! o5 H! ]% W* w* s
1 g+ u6 C9 v3 L- s
" @* F2 ~5 w$ h% o' aStarCalc星图, h7 J* `) B8 Q0 k
G8 Y8 d6 ~" E, T" H0 FStarCalc星图是俄罗斯克麦罗沃市的亚历山大E.Zfavalishin发明的。# Z+ h; |. M8 y
$ E2 l3 A l9 SStarCalc星图是软件程序形式的星图,主要是用于天文、卫星、航天器、天体探索。StarCalc的常用版本是5.72版。
7 z: S2 Z6 X( X5 ~: \# N1 k/ ^6 ~3 t+ o
StarCalc星图能计算星历表,轨道显示;能计算和显示天体、卫星位置;能显示地球上各点所看到的星空星球位置;能以全面、半天球或自动定制的大小缩放显示;能旋转角度、截图。5 S g; t" S$ e3 U) F8 p5 p0 w
% @ E; Q/ D* u- I; f/ i
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* |) E# R6 e, {/ f, {StarCalc星图功能! C5 T" s: D, p# l( {8 P
: t. g- N% J$ B7 R
1、延展性:星图基于共通的“Plugin StarCalc”介面,可以新增星表等模组作为星图程序的外挂程序;) X8 N$ } H& V8 w* c
1 K/ _( j5 h- D2 ^2、简单快速:简单快速的演算法,几分之一秒口计算出星空的状态;. w$ O( o4 |6 D" u; S1 }( O' H
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3、技术先进:利用所见即所得技术(WYSIWYG technology,What You See Is What You Get),显示任何星空的放大区域;# M# ~. r7 ]* i: `* \
[& R' u# k y6 L# l! T0 q4、功能扩大:可以使用SAO星表和Tycho2星表的数据;通过不断扩充的PLUGIN程序接口提供了更多的功能;
6 E% L: y& l$ k: }% t. T$ j7 A: _# s2 y9 x) R
5、数据精确:StarCalc专用的SAO和Tycho2星表的数据下载,能精确计算。
" T5 D$ f; L$ m/ Q3 @
( D' A( E5 s- J2 t4 n/ B) Q8 kurl:http://www.17kws.com/thread-25693-1-1.html |