基于STK的航天器轨道动力学仿真教学方法研究

发布时间：2022-01-11 07:13

　　针对航天器轨道动力学课程理论性和应用性强的特点,研究了基于STK的课程仿真实验教学方法。从教学目标和内容体系上分析了航天器轨道动力学课程特点,提出了基于仿真场景课件和仿真实验课程设计的教学改革思路,提炼出航天器轨道机动设计和地面覆盖能力分析两个课程设计题目。并选取经典霍曼转移轨道,基于STK/Astrogator模块给出了轨道机动设计的仿真实例。教学实践表明,该方法有利于学生构建空间逻辑思维、理解复杂理论问题、培育实践应用能力,有效提升了教学效果。 

【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

航天器轨道动力学课程内容体系

仿真场景课件利用STK/VO模块2D/3D可视化场景，可将复杂抽象的轨道动力学理论知识以平面/立体的图片/视频形式直观展现出来。以讲授航天器轨道和坐标系的相关内容为例，制作3D仿真场景视频，如图2所示。场景参考系设置为地惯系（红色坐标轴），播放场景后，地惯系和航天器轨道（黑色椭圆）保持不变，地固系（黑色坐标轴）随地球自转，航天器则在轨道上运行。通过仿真场景，对动静坐标系、航天器轨道稳定性和航天器位置时变性之间的关系一目了然。3.2 仿真实验课程设计

STK/Astrogator是交互式轨道机动和轨道设计的专用分析模块，用于高精度轨道机动设计仿真分析，其页面如图3所示。STK/Astrogator通过用户定义的任务控制序列（mission control sequence,MCS）来计算航天器星历及执行程序飞行任务，从而实现航天器沿预定轨道运行。作为一种图形编程语言，MCS以任务段（mission segments）的形式规定如何计算航天器轨道。任务段分为星历生成段和程序控制段两大类。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3582346