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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, ~; E' i4 A) x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。
, b% q) r7 S. r V6 X4 R' `5 Y, N/ I2 x# U% {, ~+ L) ]
STK的功能是产生位置和姿态数据、获取时间、遥感器覆盖分析。! }9 u5 f4 i: C' p9 S
" h$ ?% K$ p; r4 u! o' }
STK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。
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7 z' U4 J2 y" iSTK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。2 D; W3 ^8 V- k) N
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2005年4月,Analytical Graphics研发出STK/Professionl(STK/PRO),是最新的卫星工具集专业版。: |3 L q3 c& l& |
4 F5 H; `7 {' K1 W2 ASTK/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。
; z* z( y& n2 ` `+ }/ R: P
5 N0 e$ z$ S, Q" u0 _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。
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$ a0 X* X2 R. ?; N3 k% G& I6 \' K2、STK/PRO主要功能
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' |+ k+ K: M) d$ M: b( MSTK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。
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+ `$ ^) f9 |) t% p(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;9 v! y! ^# m: Q# X+ A! [7 ]
; @) P' c" ~" X+ [6 Q% |. Y; h(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;* M3 P- t! L* g5 E, c; w
4 X7 X3 p8 ~: Y- D# T$ w, N(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;) B% h7 ^! o) H
. j- p: I7 \6 d- ~6 }(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 R2 q) Z4 R! L& x6 a6 _2 P(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;
; ]. `9 W0 H+ q# m) T
: c2 q% J/ s2 L(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;
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(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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STK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;& S, R5 w- U' @$ ]/ |5 A. W1 r
$ B; n, K+ Z7 c8 e( w
(9)图像保存:可将图像结果保存为BMP位图或AVI动画;* i# y+ Z1 i5 }" Q1 Y6 S
, T; `; R! r p1 h# i& B4 W# X7 c6 ~(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& @/ G: t/ @6 O' S1 `1 X
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(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;
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) B2 U) V, U8 _9 ^' a(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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$ x, f* D1 U* |" u( y* |- V(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;7 {0 Z$ L E( x. i
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(4)长期轨道预报(LOP):精确预报数月或数年的卫星轨道;2 z5 b& B7 D8 z) S4 z* n! u
+ M1 z% O7 g5 \$ t4 w) b4 i
(5)寿命工具(Lifetime):评估低轨卫星在轨保持圈数;
; W- D1 ^" o5 _: ?- w
0 s; b$ U l0 E& z6 h(6)区域目标:可定义N边形区域,用于地面区域链路计算;
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2 s- G. s' s3 v, S6 i5 t }& Z8 O) G(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;+ k: z4 J, ` n, z6 K
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(8)姿态仿真和指向:定义飞行器姿态,包括19种姿态定义;' A2 F/ @6 F/ p! A h, o
7 i% h: |: q4 e/ Q2 @(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。: N3 q' X2 f/ w* g+ I
' A' j9 A" @# I4 V4、STK模块% R. f9 Y; |! l
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(1)基本模块。6 w2 O. u! ]+ ~( W) y
1 p% D2 U* i2 t(2)分析模块。
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' K! Q$ a5 X' D(3)综合数据模块。
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(4)扩展与接口。
+ |- N5 R* F `6 u9 l
* v. Y5 ~0 D. K% m/ k& v( E- T
3 y- m- C2 b) H8 m o: A. M( `- V# h% r( N/ G' Y
AGI卫星星历$ \3 L3 F6 P2 b: x+ k
% D/ {5 O, Z. |7 I" p1、AGI卫星星历4 K E9 |6 e' m4 w. \7 F
, E+ l2 D. S7 d0 v. i. t y+ ?
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。4 t7 v, Y" K( p# D) k
( w% _! K) b O2 U2 I1 C9 AAGI卫星星历为太空实时跟踪技术奠定了基础。5 _' X0 i. n4 [1 s9 X" q, {
* ^! z9 O ~" g2 B5 t* O0 }
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。+ F# W2 M c( ~+ e
, m: G. d2 B/ `& Q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》。! J+ [8 j1 M) V' ~
; n- j: r4 ]! h! e( D0 p# [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。
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' w' ^7 h- p4 m3 a6 F. T+ w6 _# K4 uAGI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。
1 K% a: Q' `3 w9 D, |) M. G2 ]0 _7 w9 x# Q! n9 p
2、AGI软件应用
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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。
: D( B7 W( ?3 F. m2 l6 F
$ Q9 l: o+ G9 q. n$ ^- Z2007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。
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' B2 `1 x( C7 n! Q* R3 m' M% \: m' T1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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1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。6 n/ ^0 z. q6 d0 h' S, ]
9 V' C' j( g3 g+ ^; s' uAGI的测试:: ?& E) Z% G: ^- `, X! j6 s
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(1)时间:2007年1月11日到1月12日。
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5 h o+ N7 h6 s; ]( R“风云”1C被攻击前5分钟的情况。
2 M) f; G U5 K& H
# O7 w7 J" z6 Z. m5 k8 p; v2 X“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。
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2 |( v( m% s" Z% ZASAT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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(2)时间:2007年6月15日- l# A9 X7 p# i1 F
# |* `% g& S: K" w- e& T( ?7 c/ RAGI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。% @& p* W8 P1 P% r3 F+ s+ v2 w
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狮子座宇宙站轨道(绿色)与碎片云(红色)。
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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。" S- t4 G) {8 o, `- D; f
" q6 Q& G- p( Y7 F; C/ K6 qSATCAT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。
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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。' O+ c# b; p1 z+ \: R& S
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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。
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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。
; _0 q% |( Z7 d# ] d. y T
" Q" j( \5 m3 b9 q/ u" s4 K2007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。0 X/ w/ [4 G9 T1 R0 U- I
% P$ {, { o& DNORAD跟踪系统2 [; F$ ^/ v& q. q, u$ Y
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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。
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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)。. ~ l" x5 b: |3 R
5 k2 g% V9 `/ b7 O; y6 O# ?0 y( ?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。
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1996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。. e9 }8 `! z1 j7 ^) ?" n
% R( H, F- E; e, l9 O. ~& @: E MNORAD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。
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Orbitron卫星运行轨道计算软件
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Orbitron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。
$ Q& s+ X" Q: E- e E: E4 l
2 X. J4 [0 P$ i4 YOrbitron由波兰年轻卫星专家塞巴斯蒂昂·斯托福(Sebastian Stoff)研究发明。
( I: @* t) C) n0 U: [+ T* X% \8 W4 t. D0 Z8 \0 R- [
Orbitron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。! Q I) l8 a7 d' M: [% a+ u4 D1 Z
& M4 o9 U5 a5 `$ A2 |9 jOrbitron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。8 Y+ }, l- S1 D% h: b: t: _
. f6 a6 `- x" s( d2 z8 m
1、Orbitron主要功能' N( F$ A$ s' ]- }. H
: ^: E& W ?! r3 R' E `(1)可同时追踪2000颗卫星,精确坐标定位;
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) }+ [0 S# T: [ p6 }4 J(2)全屏显示及简报模式显示;
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. v! p7 Q8 w; C, Z) ~4 r- {(3)功能先进的卫星时间预测、卫星轨迹搜寻;
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8 J( ~/ G" J$ o9 @(4)可以通过NTP服务器校正电脑内部时钟;
; e+ d+ M; F) H+ e
" M; l# }0 M5 K# X3 u9 g(5)可以通过互联网更新星历数据(支持ZIP压缩格式);# s5 u& _3 u7 ]% }
6 Q; x5 ]& @; {2 |! n(6)可控制无线电台及卫星天线跟踪器; P$ f- L- W* P, L
% V6 x6 D+ b' y: N C
(7)内置一个屏幕保护程序;/ j& J* u6 {) }6 O- v; Q$ i
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2、Orbitron特性& P y+ E1 J0 W# b2 `
) v, p' \0 x+ F+ o(1)NORAD的SGP4/SDP4预测模型;
8 N2 R0 _+ Y3 _% x; N$ R. c: z! L
2 ?) H6 e& a9 u t$ w: C1 |$ o(2)能从TLE文件下载20000颗卫星;
, s6 h* z L2 u L! V) M7 O
# n1 c" }, b: J) G1 L) Z. f& k ^(3)能同时追踪全部卫星;
; O8 }# x. ~1 I5 U# x( J3 r" d& q5 @" }( @/ b+ [8 O2 m: ~) b
(4)追踪太阳和月亮;
) ~2 |' I6 a1 ~
+ \# e7 b# G( R* `: z4 X(5)卫星轨道运行信息;
% \4 \( r$ `; C$ y5 U6 L0 X% F0 V6 Z/ L! k$ R" J( {% n
(6)全球城市数据库;0 Y% a2 o1 U @- W0 ~/ q
( r8 r1 M" c `) n, |" E0 a2 F% `
(7)卫星频率数据库;: G7 d! E% R9 d+ U
. @* G2 _8 T7 [+ Q(8)雷达扫描卫星;. x. X& P. T5 h$ z' p
7 ~8 L% ?& ^% \
(9)支持多国语言;
" F$ D( X9 ?5 O% c) L) e/ O* C- B% v5 W9 D( ]! C
(10)支持来自640*480的荧屏协议;
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6 R! B9 [) C% l4 d! K6 c) I( m(11)即时的模态/模拟模态(释放时间控制);9 F7 L+ n% w1 q; J, C& T
) J* Z5 {1 |+ S( ^
(12)先进的卫星轨迹搜寻引擎;;
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/ P! m! F; {3 v" V' S T. z(13)英特网TLE updater,经由HTTP;6 v; ~& n8 k# E6 I9 i4 n* X* H
% ?, `# t' K w* B% V(14)转子/无线电操纵(内建的或支持使用者)。! f+ A# t- @6 M
6 [) x2 a; ^1 r% q" d( C
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。
- F& U. a X9 j0 I& X+ u
) ]/ r; O0 Z! O3 r% q3、Orbitron应用& H4 k5 t; }# n2 @0 T! d
' M0 h( O; D$ J$ e; h1 E4 t2006年10月29日0时20分鑫诺2号卫星发射。# G q5 A* t+ r. C
j! f1 D, l% `" `2 L8 m11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。
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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。0 c& _. R* I2 D4 t- b$ `! u: s
) `$ `! N8 k0 _) t& I; A! y: ^: H(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。) Q, [& m4 l* m* I: ]
, t; g) g8 v. m: G+ e, W1 W
11月19日21:31:17时的鑫诺2号卫星轨道参数。0 J2 E- H; ?6 o# |3 y0 M$ `8 k5 @
{: |9 F' q& p11月19日21:31:17时的鑫诺2号卫星轨道读图参数。- T e8 [/ D9 `6 ?# M" p6 h
7 X) i+ D: f! w. {+ e" B' H9 X
(2)11月19日21:32:48时开启雷达扫描。- |* d9 d: ]$ I; O) T) ?* d
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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。
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/ M9 |7 m4 ]- O' N* J. ]ODTK轨道仿真器1 e/ Y' J/ ]3 T: |
$ G4 Z! n) m/ D/ m: r
ODTK(Orbit Determination Tool Kit)轨道仿真器软件是卫星跟踪系统。
" G; M" g: z, W& z) s
# X* J% A& f: }' Q" aODTK是一个跟踪数据仿真器,为卫星轨道运行提供分析支持。2 H/ d1 x) I: x3 R( z+ W
' P* Y$ r) H8 F& l: u, I5 @% z1 v* YODTK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。1 I h) z( h- S D
& z% k: ~0 t y: j6 a, Y0 t1、ODTK功能:0 ^4 a' I0 R Y K( Y0 o
) E9 s5 F* [# x+ S7 Z: K- V0 q3 E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。
1 l2 a8 I$ l `+ V7 N o- {& @+ @' x. h9 d2 o7 S
ODTK系统能处理符合准确度需求的模拟跟踪数据。
, j1 g! n$ R2 M5 @0 L: W5 U4 w
% x, t) W: ?! _4 o0 Y' f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。
% ^" P' l! P5 a, `3 f6 K/ b. E( k* R1 q# z' Q
ODTK可同时计算、模拟一颗或式颗卫星轨道及相关参数。
. s9 {4 P6 n$ N: s" `. p# T5 u. F+ @9 A" t! A
2、ODTK软件能处理卫星跟踪数据,提供轨道和相关的参:
3 ^4 {5 u7 E! k
. F$ {( n0 ~3 d+ q+ f卫星轨道的误差;6 _1 a" l2 p: Z0 x
! n, R) {8 ~' S, P' ]) ~4 j+ `跟踪偏差和卫星位置;$ X1 v! ^8 x0 w% a
5 f4 C, q0 _* Q. _矫正卫星的校准参数;
3 V3 s. S3 \9 h
6 M" I/ M' D9 T0 b e; h, Z+ s卫星运动的太空环境影响; S3 ]& u/ P' i3 Q! H
( w' g- j! Z- ^! W' z全球定位测量卫星轨道和时间;
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全球定位测量卫星监视时间;
: S8 g: A- n# {2 l) r [: |% ?
+ V( L* g# O' v& x5 |ODTK是卫星追踪系统的完全的软件解决方案。
( M7 I7 ]& G2 u( f7 T7 \; R' _# m* |4 u0 \+ U
+ P" l; X6 D- d+ s* U% c; W
& Y, W. e! V! A6 ^( l7 R
StarCalc星图
6 K. a# N6 p) L+ W) _* ]/ X) j( n8 O. R# `
StarCalc星图是俄罗斯克麦罗沃市的亚历山大E.Zfavalishin发明的。) n& c z' k3 {' [2 E
2 I* W3 J" b* h% `! H& J
StarCalc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。
0 |1 S3 i( Q8 j) q" ~3 }6 `6 m7 t) d3 t- j7 n& Z( k( o1 H
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。+ t+ Z- v' [7 a( e0 c
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' _4 A8 b5 ?3 P1 `) i8 V7 \5 h4 a A; a1 \, L
StarCalc星图功能
4 H2 {0 G6 Y4 E
, ?+ j0 O) g. b2 j) _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;* [7 S. M8 F9 j# y
" J. B, m! J( z! u8 l% {8 T
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;+ X" k+ U3 p1 }! G" E# k2 X1 q2 L
% ~ Z% S% S4 l7 N3、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;
) v0 S) t" q! M3 p, t" _" j* C* T' |5 }* x8 b) D
4、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;
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5、数据精确:StarCalc专用的SAO和Tycho2星表的数据下载,能精确计算。 D/ Z7 S9 g& z$ |( ~' S
. T% U! g% o6 f' _6 A5 m" j% vurl:http://www.17kws.com/thread-25693-1-1.html |