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衛星地面站之衛星軌道預測軟體 Satellite Tool Kit 教學二

實驗目的

本實驗的主要目的是要讓學生使用 STK(Satellite Tool Kit)衛星軌道預測軟體 產生簡易的且有條件的衛星資料庫、並建立當時狀態的資訊報告,建立報告、圖 像,與動態展示圖表。

實驗步驟

(1)開啟 STK 範例檔

首先為了方便教學先開啟STK 教學範例檔,選擇 Help-> STK Welcome Page (如圖 4.3.9 所示)點取網頁上的 Star(如圖 4.3.10 所示),在選擇網頁左邊 Training (如圖 4.3.11 所示),選擇 basics -> basics.html (如圖 4.3.12 所示))點取網頁下方的 next(如圖 4.3.13 所示),再點取 Load This Scenario(如圖 4.3.14 所示),即開啟 access 的教學範例(如圖 4.3.15 所示)。並且接續前一個實驗的內容,在 basics 專案內,

建立LEO 衛星與 meo 衛星。

(2)控制衛星地面站追蹤衛星與衛星軌道的路徑顯示的方式

1.在 Object Browser 視窗下,點取 LEO 衛星,按下右鍵,選擇 Properties Browser,

選擇2D Graphics->Pass 頁面(如圖 4.3.31 所示)。

圖4.3.31、Pass 衛星軌道設定頁面

2.將 Show Pass Labels 選項打勾,此功能主要是顯示衛星繞行地球的軌跡號碼。

3.當完成後,選擇 Apply 套用,即可以在 2DGraphics 畫面中顯示衛星繞行地球的 軌跡號碼(如圖 4.3.32 所示)。

4.在 Pass 頁面中,將 Visible Sides 選項更改為 Ascending,此功能主要是衛星軌 道路徑是否重疊顯示,此選項為不重複顯示路徑(如圖 4.3.33 所示)。

圖4.3.32、顯示衛星軌道號碼頁面

圖4.3.33、Pass 更改衛星軌道設定頁面

5.當完成後,選擇 Apply 套用,即可以在 2DGraphics 畫面中顯示衛星軌道路徑。

(如圖 4.3.34 所示)

6.在 Pass 頁面中,將 Visible Sides 選項更改為 Both,與 Leading/Trailing 功能表 內的Lead Type 選項更改為 Half,此功能主要顯示衛星可以追蹤的路徑。(如圖 4.3.35 所示)

圖4.3.34、衛星軌道號碼且軌道不重疊顯示頁面

圖4.3.35、Pass 更改衛星軌道長度設定頁面

7.當完成後,選擇 Apply 套用,即可以在 2DGraphics 畫面中顯示衛星可以追蹤的 路徑(如圖 4.3.36 所示)。

(3)衛星顯示的方式

1.在 Object Browser 視窗下,點取 meo 衛星(如圖 4.3.37 所示),按下右鍵,選擇 Properties Browser,選擇 2D Graphics->Lighting 頁面(如圖 4.3.38 所示)。

圖4.3.36、只顯示衛星當時的軌道路徑頁面

圖4.3.37、專案瀏覽器內 meo 衛星

2.在 Lighting 頁面中,將 Sunlight 日光選項、Penumbra 半影選項、Umbra 暗影選 項打勾,並設定以下的參數:

Line/Marker Style Color Line Width Sunlight Blue medium Penumbra White medium

Umbra Red medium (如圖 4.3.38 所示) 3.當完成後,選擇 Apply 套用,即可以在 2DGraphics 畫面中顯示衛星在白天、晚

上軌道路徑(如圖 4.3.39 所示)。

圖4.3.39、顯示不同的衛星軌道顏色頁面

圖4.3.38、Lighting 衛星軌道顏色設定頁面

4.在 Lighting 頁面中,將 Show Sunlight/Penumbra Boundary at Vehicle Altitude 打 勾(如圖 4.3.40 所示)。

5.當完成後,選擇 Apply 套用,即可以在 2DGraphics 畫面中顯示當時為白天或晚 上(如圖 4.3.41 所示)。

圖4.3.40、Lighting 日夜設定頁面

圖4.3.41、顯示不同的日夜衛星軌道頁面 圖4.3.41、衛星與日光照射軌跡圖

(4)建立一個衛星地面站

1.在 Object Browser 視窗下,點取 basics 專案,在功能表上選擇 Insert 選項,點 取 New 選項,在 Object Catalog 視窗下,選擇 Facility 地面站圖示,再選擇 Insert(如 圖4.3.22 所示),在 Object Browser 視窗下,將 Facility1 更名為 socal(如圖 4.3.42 所示)。

2.在 Object Browser 視窗下,點取 socal 衛星,按下右鍵,選擇 Properties Browser,

選擇Basic->Position 頁面(如圖 4.3.43 所示)。

圖4.3.42、新增一個地面站頁面

圖4.3.43、Position 設定地面站位置頁面

3.在 Position 頁面中,設定以下的參數:

Option Description Type Geodetic Latitude 33 deg

Longitude -117 deg

其中上面的Latitude 為地面站緯度,Longitude 為地面站經度。(如圖 4.3.43 所 示)

4.當完成後選擇 OK 離開此頁面。

5.依照上述步驟,建立第二個地面站,並命名為 cape_canaveral(如圖 4.3.44 所示)。

6.在 Object Browser 視窗下,點取 socal 衛星,按下右鍵,選擇 Properties Browser,

選擇Basic->Position 頁面(如圖 4.3.43 所示)。

7.在 Position 頁面中,設定以下的參數:

Option Description Type Geodetic Latitude 28.5 deg

Longitude -81 deg

8.當完成後選擇 OK 離開此頁面。

圖4.3.44、新增一個地面站頁面

(5)計算衛星資料庫

1.在 Object Browser 視窗下,點取 socal 地面站,按下右鍵,選擇 Access 選項(如 圖4.3.45 所示)。

2.在 Access 頁面中,選擇 Associated Objects 選項中的 LEO 衛星,並點選(如圖 4.3.46 所示)。

圖4.3.45、Access 開啟衛星資料庫頁面

圖4.3.46、Associated Objects 選擇衛星資料庫頁面

3.在 Reports 選項中,選取 Access,即可產生一份 socal 接收站對 LEO 衛星的資 料庫,裡面有衛星經過接收站的起始時間、結束時間,與經過的時間(如圖 4.3.47 所示)。

4.在 Object Browser 視窗下,點取 socal 地面站,按下右鍵,選擇 Properties Browser 如圖4.3.48 所示),選擇 Constraints->Basic 頁面(如圖 4.3.49 所示)。

圖4.3.47、衛星資料庫輸出頁面

圖4.3.48、衛星地面站屬性瀏覽頁面

5.在 Basic 頁面中,選擇 Elevation Angle 選項,將 Min 打勾,並輸入 10 deg。

(如圖 4.3.49 所示)

6. 當完成後,選擇 Apply 套用。

7.重複之前的動作,可以產生一份限制仰角最小十度的 socal 接收站對 LEO 衛星 的資料庫(如圖 4.3.50 所示)。

圖4.3.49、Basic 基本衛星地面站設定條件頁面

圖4.3.50、有條件限制衛星資料庫輸出頁面

4.3.4 衛星地面站之衛星軌道預測軟體 Satellite Tool Kit 教學三