分析通信卫星星座

  • 分析通信卫星星座
    • 插入MEO卫星
    • 建立星座
    • 新建地面站和遥感器
    • 新建链路
    • 分析报告
  • 建立1个Walker星座
    • 验证Walker星座是否提供连续覆盖
  • 测试连续覆盖性能
  • 分析星间链路
  • 卫星覆盖

在此场景中，将建立一个能够提供连续的覆盖全球的语音/传真/数据服务的卫星星座。
要确定连续全球覆盖所需的最佳卫星数量，首先需要寻找恰当地卫星轨道高度。
1颗低轨卫星（LEO）可以覆盖地球表面大约3%的面积。因此，提供连续的全球覆盖需要有50颗这样的卫星来组成卫星星座。
与之对照，1颗对地静止轨道卫星（GEO）可以覆盖地球表面大约42%的面积。理论上只需要3颗GEO卫星组成星座即可连续覆盖全球，但是GEO卫星与地球遥远的距离会带来较大的信号损失。
另外的选择是中轨卫星（MEO）。1颗MEO卫星可以覆盖地球表面的31%。因此只需12颗MEO卫星即可实现全球连续覆盖。由于MEO卫星比GEO卫星和地球的距离近，信号损失可以忽略。
本节应用MEO卫星来建立通信卫星星座，将建立一个由4颗同样轨道、间距相等的卫星组成的简单星座。此星座可提供较长的可见周期，但也有不可见周期存在。

分析通信卫星星座

插入MEO卫星


设置卫星参数



建立星座


新建地面站和遥感器


新建遥感器


新建链路


分析报告


建立1个Walker星座

使用12颗MEO卫星设计1个可以连续覆盖全球的星座。卫星分布在3个轨道平面上，各轨道平面在赤道平面上以均匀间隔分布，并且各个卫星在每个轨道平面上也是均匀分布。这种星座配置即称为Walker星座。STK可以方便地建立各种Walker星座。

  1. 首先需要清除一些不再用到的对象。移除ChainFourSats链路（保留relay1遥感器）、FourSats星座、和卫星comsat2、comsat3、comsat4（保留comsat1）。移除对象可以使用Edit菜单中的Cut或File菜单中的Remove命令。

  2. 选中comsat1卫星，从Tools菜单选择Walker。当Walker 窗口出现，定义Walker星座为Delta类型，Planes（轨道平面）为3，satellites per plane（每个轨道平面上的卫星数量）为4，Interplane Spacing为1 ，RAAN Spread为360º，确定。

结果如下

打开附属于colorado_springs地面站上的遥感器的Basic Properties 窗口。在Pointing栏，移除早先设定的任何目标，重新加入新建的12颗卫星道Assigned Targets列表，确定。


动画显示场景，观察relay1遥感器在动画周期内如何保持连续通信。完成后，重置动画

验证Walker星座是否提供连续覆盖

新建一个星座对象，命名为comm_net。打开它的Basic Properties 窗口，加入12颗卫星，不包括comsat1卫星。完成后，确定

打开星座的Constraints Properites 窗口，在Basic栏，确认约束选项为Any Of。保留此窗口开启用于下面的操作

建立1个链路对象，命名为comchain，加入relay1遥感器和comm_net星座


查看报告


由此，连续可见持续了24小时

在Constellation Constraints 窗口，设置约束选项为At Least N，在文本框中输入2，应用。

再次计算可见时间

测试连续覆盖性能

节学习如何将遥感器附属于移动对象上来测试对单一对象的连续覆盖性能。本练习中，遥感器将附属在一架航线上飞行的飞机上。

  • 删除地面站和传感器，新建飞机和传感器

    新建飞机，设置航线属性

是

设置sensor的属性

新建链路

分析可见性

分析星间链路

要为飞机和Colorado_Springs地面站之间提供连续通信服务，需要在星座中增加3颗卫星，并在所有卫星间增加星间链路。

为了示范STK如何应用星间链路，需要对显示模式作一些改变。首先改变二维地图窗口的背景地图，以使我们看得更清楚。打开二维地图的属性窗口，在Details栏，设置Background Image为Road Gray，确定。


接着选中场景，从Tools菜单选择Remove Accesses，这将清除所有做过的可见性分析

为建立crosslinking，需要计算星座间所有卫星之间的相互可见性。分别计算单颗卫星与其它卫星的可见性，如comsat111，计算它和其它11颗卫星的可见性，对comsat112，计算它和其它10颗卫星的可见性（因为它已经合comsat111进行过可见性分析）。在Access窗口中，进行过可见性分析的对象显示为粗体，后面跟有*号。完成所有可见性分析后，关闭Access窗口

卫星覆盖

  • 首先移除Walker星座中的所有12颗卫星。在浏览窗口选中第1颗卫星，按住Shift键，再选中最后1颗卫星，从File菜单中选择Remove删除所有12颗卫星
  • 以comsat1卫星为种子，建立由3 个轨道面，每个轨道面5颗卫星组成的Walker星座。
  • 打开relay1遥感器的Basic Properties窗口，在Pointing栏，将15颗新卫星加入Assigned Targets列表，确定。
  • 重新定义comm_net星座，让它包含15颗新建的卫星。重新定义链路，在relay1遥感器和agi500飞机之间包含两个comm_net对象。完成后确定
  • 生成Complete Chain Access报告