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内容简介
接下来一系列文章将进行STK目标#xff08;卫星、导弹、火箭、飞机、船舶#xff09;姿态分析的仿真。本篇将使用矢量#xff08;vector#xff09;组件对卫星姿态、传感器指向等进行3D可视化… 文章目录 内容简介一、卫星矢量二、卫星坐标平面三、卫星姿态球面 –
内容简介
接下来一系列文章将进行STK目标卫星、导弹、火箭、飞机、船舶姿态分析的仿真。本篇将使用矢量vector组件对卫星姿态、传感器指向等进行3D可视化。后续将对STK常见中心体地球坐标系、载体坐标系、姿态设置、矢量工具进行学习。
STK 插入目标后其3D Graphics—vector属性中包含轴Axes、点Points、坐标系Vector、角度Angles和平面Planes组件通过设置这些附加在目标上的组件可以在视图中三维显示目标当前状态。
以卫星为例对卫星运行中的实时速度矢量、载体坐标系、姿态球面、相对角度等进行显示。
一、卫星矢量
首先插入一颗Molniya轨道卫星具体步骤可见STK 特定问题建模一判断对象可见性存在约束右键编辑其属性打开在3D Graphics—vector—Vectors
左上角列表展示出了默认可显示的与卫星相关的矢量默认矢量含义如下
名称含义Sun Vector从卫星指向太阳的单位矢量Moon Vector从卫星指向月亮的单位矢量NadirCentricVector与位置矢量相反的、指向中心体中心的单位矢量Velocity Vector相对于中心体地球惯性坐标系下的卫星速度矢量Apoapsis Vector卫星近拱点矢量periapsis Vector卫星远拱点矢量
以速度矢量为例勾选中Velocity Vector左下角向量显示大小Scale改为0.6保存设置。右键卫星选择Zoom to在3D窗口中查看卫星的速度方向 通过播放画面可以查看卫星实时速度矢量的指向变化。除了默认的Vector外3D Graphics—vector—Vectors中点击Add可以添加各种与卫星相关的矢量并进行展示。
例如除了卫星相对于地球惯性坐标系下的速度方向外在Add中找到Vector(CBF)可以显示卫星相对于地球地固坐标系下的速度方向。 点击OK查看3D视图通过播放可以看到两个卫星速度矢量分离反应了不同的参考坐标系间的区别。 进一步勾选其他与卫星相关的矢量结果如下 白色矢量指向中心体地球绿色向量指向太阳浅蓝色向量指向月亮。 此外可以自定义矢量类型。在Add中点击Create New Vector图标Type选择为DerivativeReference Axes选择为Body创建一个以卫星载体坐标为参考轴的速度矢量。
二、卫星坐标平面
在3D Graphics—vector—Planes中勾选Body XY planes即可显示卫星载体坐标系下的XY平面 以卫星为原点在Add中点击Create New Plane图标创建一个J2000坐标系下的XY平面参考坐标系选择为卫星J2000 结果如下
三、卫星姿态球面
接下来显示卫星姿态在3D Graphics—attitude sphere中勾选show。Sphere Color和Grid line控制姿态球面的网格线的外观。Zero Deg Color 以及Zero Deg line用于突出显示赤道和本初子午线。Scale控制显示球体大小Frame显示球面参考坐标系。Projections下的列表中勾选中心天体即在球面上显示中心天体边缘的投影。 球面参考坐标系VVLH即卫星速度水平轴Z轴与卫星位置矢量相反X 轴朝向惯性速度矢量结果如下 通过显示卫星姿态球面可以更加方便地查看卫星的速度、位置以及姿态。比如要分析卫星相对于地球的速度勾选Projections中earth的Volumn选项可以验证当卫星位于远地点时速度矢量velocity与velocity CBF与地球投影锥呈直角。 四、相对角度
接下来使用Angle组件查看向量之间的角度信息。在Add中点击Create new angle类型选择为between vectors两个向量选择之前使用的地固系以及惯性系下的速度查看两个速度矢量的相对角度。 选中show angle value查看具体数值23.76° 更多仿真内容可以关注公众号“STK建模”查看
