亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于STK的偵察衛(wèi)星覆蓋仿真分析

        2017-03-31 18:37:28徐俊白向峰周曉華
        軟件導(dǎo)刊 2016年8期

        徐俊+白向峰+周曉華

        摘 要:偵察衛(wèi)星具有偵察范圍大、偵察效率高和不受領(lǐng)空與領(lǐng)海主權(quán)限制等優(yōu)勢,是對境外目標(biāo)實(shí)施偵察的主要手段。為滿足對特定區(qū)域24小時(shí)不間斷偵察需要,使用AGI公司的STK仿真軟件,綜合分析了偵察衛(wèi)星常用軌道特點(diǎn),分別建立了太陽同步軌道下,采用6個(gè)軌道面的6星、6個(gè)軌道面12星和6個(gè)軌道面24星不同Walker星座方案,通過仿真計(jì)算分析了不同方案對目標(biāo)區(qū)域的覆蓋情況,依據(jù)仿真結(jié)果得出滿足特定區(qū)域偵察需要的衛(wèi)星軌道與數(shù)量需求,形成了衛(wèi)星星座與軌道方案。

        關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:STK仿真軟件;偵察衛(wèi)星;衛(wèi)星仿真

        DOIDOI:10.11907/rjdk.161307

        中圖分類號(hào):TP319

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-7800(2016)008-0156-03

        0 引言

        偵察衛(wèi)星可以不受領(lǐng)空與領(lǐng)海主權(quán)等因素的限制,自由運(yùn)行于預(yù)定軌道上,對各類目標(biāo)實(shí)施大范圍、高效率的偵察,具備其它偵察手段無法比擬的優(yōu)勢,是對境外目標(biāo)實(shí)施偵察的一種重要手段。在執(zhí)行某些特定任務(wù)時(shí),需要偵察衛(wèi)星對目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤?4小時(shí)不間斷偵察。本文以成像偵察衛(wèi)星對特定區(qū)域?qū)嵤┻B續(xù)偵察為具體需求,選取光學(xué)偵察衛(wèi)星常用的太陽同步軌道,仿真分析不同軌道、不同數(shù)量偵察衛(wèi)星對目標(biāo)區(qū)域的覆蓋情況,依據(jù)仿真分析結(jié)果,形成有效可靠的結(jié)論,設(shè)計(jì)滿足需求的軌道和星座方案。

        1 偵察衛(wèi)星對目標(biāo)區(qū)域的覆蓋需求

        偵察衛(wèi)星對目標(biāo)區(qū)域的覆蓋需求體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是對衛(wèi)星偵察范圍的需求;二是對衛(wèi)星偵察時(shí)間的需求。衛(wèi)星偵察范圍需求在戰(zhàn)時(shí)通常指戰(zhàn)場區(qū)域,在執(zhí)行搶險(xiǎn)救災(zāi)或處置其它突發(fā)事件時(shí)通常指發(fā)生事故區(qū)域。衛(wèi)星偵察時(shí)間是指能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)實(shí)施有效偵察的時(shí)間,在戰(zhàn)時(shí)或?qū)嵤?zāi)難救援時(shí)通常需要偵察衛(wèi)星24小時(shí)對目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤┎婚g斷偵察,由于每顆衛(wèi)星軌道固定,除靜止軌道衛(wèi)星外,其它衛(wèi)星經(jīng)過目標(biāo)區(qū)時(shí)間有限,再次對同一目標(biāo)實(shí)施偵察至少需要等待一個(gè)回歸周期,為實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的連續(xù)偵察,就需要多顆偵察衛(wèi)星形成星座,配合完成偵察任務(wù)[1]。

        2 偵察衛(wèi)星軌道分類

        偵察衛(wèi)星常用的軌道有地球靜止軌道、太陽同步軌道和臨界傾角軌道等。

        (1)地球靜止軌道。該軌道位于赤道上空約35 786km上空,衛(wèi)星運(yùn)行周期為23小時(shí)56分04秒,其軌道離心率和軌道傾角均為0,衛(wèi)星運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,衛(wèi)星能夠偵察地面區(qū)域始終固定。該軌道的優(yōu)點(diǎn)是:衛(wèi)星的覆蓋區(qū)或服務(wù)區(qū)差不多是地球表面的1/3(從南緯75°到北緯75°),因此最少用3顆地球同步衛(wèi)星即可完成對全球的覆蓋,能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域?qū)嵤?4小時(shí)不間斷觀測,實(shí)現(xiàn)對特定區(qū)域或目標(biāo)的連續(xù)跟蹤。缺點(diǎn)是:信號(hào)來回傳輸?shù)难舆t較長、軌道資源有限、對地面目標(biāo)偵察分辨率不高。

        (2)太陽同步軌道。太陽同步軌道軌道傾角大于90°,其軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向,軌道平面每天平均向地球公轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)0.985 6°[3]。當(dāng)衛(wèi)星每次經(jīng)過同一目標(biāo)區(qū)域時(shí),太陽視線與衛(wèi)星軌道平面夾角不變,因此太陽都會(huì)從同一角度照射該區(qū)域。太陽同步軌道能夠保證衛(wèi)星經(jīng)過目標(biāo)區(qū)域的良好光照條件,是光學(xué)偵察衛(wèi)星常用軌道,但該類衛(wèi)星軌道相對固定,易于被對方規(guī)避。

        (3)臨界傾角軌道。臨界傾角軌道傾角為63.4°,由于地球形狀與質(zhì)量分布不均會(huì)產(chǎn)生自然攝動(dòng),采用該傾角軌道的衛(wèi)星軌道橢圓的長軸不會(huì)在軌道平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),能夠保持衛(wèi)星軌道的穩(wěn)定。同時(shí)該軌道衛(wèi)星回歸周期長,可以方便地對地面不同位置目標(biāo)實(shí)施偵察,是電子偵察衛(wèi)星的常用軌道。

        3 基于STK的衛(wèi)星覆蓋仿真

        STK軟件是AGI公司推出的可用于航天、防御和情報(bào)任務(wù)的可視化仿真工具。它提供多種仿真引擎用于數(shù)據(jù)計(jì)算,可以用二維和三維形式顯示仿真結(jié)果,并生成數(shù)據(jù)分析圖表,能夠方便地用來分析偵察衛(wèi)星的覆蓋范圍[2]。

        假設(shè)需要對我國南海特定目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤?4小時(shí)不間斷偵察,通過STK軟件的AreaTarget對象設(shè)置目標(biāo)區(qū)域,假設(shè)該目標(biāo)區(qū)域4個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為(N15°00'00'',E110°00'00''),(N7°00'00'',E110°00'00''),(N7°00'00'',E117°00'00''),(N15°00'00'',E117°00'00''),區(qū)域范圍如圖1內(nèi)方框所示。

        為實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的有效偵察,當(dāng)偵察衛(wèi)星經(jīng)過被觀察地區(qū)上空時(shí),這些地區(qū)應(yīng)該處于比較好的光照條件下[4-5],因此本文選取太陽同步軌道作為偵察衛(wèi)星軌道。分別采取6軌道面6星方案、6軌道面12星方案和6軌道面24星方案,分析不同方案下不同星座對目標(biāo)區(qū)域的覆蓋情況,依據(jù)仿真分析結(jié)果,形成最優(yōu)方案。

        方案一:6星Walker星座方案。

        仿真建模時(shí)選取衛(wèi)星均勻分布的Walker星座方案,假設(shè)6顆偵察衛(wèi)星均勻分布在軌道傾角98°,軌道高度1 500km的6個(gè)軌道面上,傳感器采用簡單錐體傳感器,觀測角度設(shè)定為50°,仿真2015年7月1日12點(diǎn)至2015年7月2日12點(diǎn)間24小時(shí)的覆蓋情況。此時(shí)衛(wèi)星空間分布如圖2所示。

        當(dāng)采用6顆偵察衛(wèi)星的Walker星座時(shí),其對特定區(qū)域的覆蓋比例如圖3所示。

        6顆衛(wèi)星星座對目標(biāo)區(qū)域的完全覆蓋時(shí)間段如圖4所示。

        從圖3和圖4仿真結(jié)果可以看出,當(dāng)采用6星星座時(shí),24小時(shí)內(nèi)對目標(biāo)區(qū)域的覆蓋存在明顯的間隔。

        方案二:12星Walker星座方案。

        仿真建模時(shí)選取衛(wèi)星均勻分布的Walker星座方案,假設(shè)12顆偵察衛(wèi)星均勻分布在軌道傾角98°,軌道高度1 500km的6個(gè)軌道面上,傳感器采用簡單錐體傳感器,觀測角度設(shè)定為50°,仿真2015年7月1日12點(diǎn)至2015年7月2日12點(diǎn)間24小時(shí)的覆蓋情況。此時(shí)衛(wèi)星空間分布如圖5所示。

        當(dāng)采用12顆偵察衛(wèi)星時(shí),其對特定區(qū)域的覆蓋比例如圖6所示。12顆衛(wèi)星星座對目標(biāo)區(qū)域的完全覆蓋時(shí)間段如圖7所示。

        從圖6和圖7的仿真結(jié)果可以看出,當(dāng)采用12星星座時(shí),24小時(shí)內(nèi)對目標(biāo)區(qū)域的覆蓋較6星星座明顯增多,但仍存在間隙,要實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的完全覆蓋還需要增加偵察衛(wèi)星數(shù)量。

        方案三:24星Walker星座方案。

        仿真建模時(shí)選取衛(wèi)星均勻分布的Walker星座方案,假設(shè)24顆偵察衛(wèi)星均勻分布在軌道傾角98°,軌道高度1 500km的6個(gè)軌道面上,傳感器采用簡單錐體傳感器,觀測角度設(shè)定為50°,仿真2015年7月1日12點(diǎn)至2015年7月2日12點(diǎn)間24小時(shí)的覆蓋情況。此時(shí)衛(wèi)星空間分布如圖8所示。

        當(dāng)采用24顆偵察衛(wèi)星時(shí),其對特定區(qū)域的覆蓋比例如圖9所示。24顆衛(wèi)星星座對目標(biāo)區(qū)域的完全覆蓋時(shí)間段如圖10所示。

        從圖9和圖10的仿真結(jié)果可以看出,當(dāng)采用24星星座時(shí),24小時(shí)內(nèi)衛(wèi)星星座對目標(biāo)區(qū)域覆蓋間隙很小,基本能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的完全覆蓋。本文同樣對減少衛(wèi)星數(shù)量、增加衛(wèi)星軌道面的方案也進(jìn)行了仿真分析,例如24星采用12軌道面的Walker星座方案,但仿真結(jié)果比24星6軌道面方案較差。綜合以上分析結(jié)果,采取24星6軌道面Walker星座方案偵察效果較好。

        4 結(jié)語

        采用本文設(shè)計(jì)的24星6軌道面的太陽同步軌道Walker星座方案,較好地實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)區(qū)域的有效覆蓋,滿足了對特定區(qū)域進(jìn)行頻繁觀測的任務(wù)需求,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和較高的工程參考價(jià)值。

        參考文獻(xiàn):

        [1]吳正午,任華,蔣昊東.區(qū)域偵察小衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)與仿真[J].計(jì)算機(jī)仿真,2015,32(2):87-91.

        [2]楊穎,王琦.STK在計(jì)算機(jī)仿真中的應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2005.

        [3]柴霖,袁建平,方群,等.基于STK的星座設(shè)計(jì)與性能評估[J].宇航學(xué)報(bào),2003,24(4):421-423.

        [4]張基偉,梁俊,田斌.基于STK的雙層衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)及仿真[J].無線電通信技術(shù),2010,36(6):52-54.

        [5]田八林,袁建平,岳曉奎.基于STK的GPS空間覆蓋特性仿真分析[J].計(jì)算機(jī)仿2008,25(6):46-49.

        (責(zé)任編輯:孫 娟)

        中文字幕一区二区人妻在线不卡| 日本一二三区在线观看视频| 亚洲av迷人一区二区三区| 国自产拍偷拍精品啪啪一区二区| 欧美人与动人物姣配xxxx| 日本久久久久| 99麻豆久久精品一区二区| 天堂在线资源中文在线8| 国产chinese男男gay视频网| 在线观看国产精品91| 国产在线观看不卡网址| 日本久久久免费观看视频| 亚洲a∨国产av综合av下载| 宅男噜噜噜| 成人影院免费视频观看| 变态另类人妖一区二区三区 | 亚洲av无码成人yellow| 久久国产亚洲中文字幕| 国产精品国产av一区二区三区| 老太脱裤子让老头玩xxxxx| 秋霞影院亚洲国产精品| 无码中文字幕av免费放| 男人天堂亚洲一区二区| 亚洲日韩激情无码一区| 婷婷五月六月综合缴情| 久久夜色撩人精品国产小说 | 国产三a级三级日产三级野外| 美女无遮挡免费视频网站| 在线观看亚洲AV日韩A∨| 久久2020精品免费网站| 一本一道久久综合久久| 东北女人毛多水多牲交视频| 国产日韩久久久精品影院首页| 久久这黄色精品免费久| 欧洲成人一区二区三区| 亚洲国产精品第一区二区| 2021精品国产综合久久| 按摩少妇高潮在线一区| 国产精品99无码一区二区| 久久网视频中文字幕综合| 精品人妻夜夜爽一区二区|