星基ADS-B系统空天链路的建模与仿真

星基广播式自动相关监视(ADS-B,automatic dependent surveillance-broadcast)系统是一种新型的航空器监视技术,在未来空中交通管理系统中具有广阔的应用前景。为了深入研究星基ADS-B系统中航空器到卫星的空天链路通信性能,将专业软件Matlab和STK(system tool kit)有效联合,构建符合国际标准的星基ADS-B空天链路完整模型;通过离散事件动态交互模拟ADS-B消息的发送与接收全过程,最后统计得出体现星基ADS-B空天链路通信性能的消息识别概率(POI,possibility of identify)、消息检测概率(POD,possibility of detective)、信号接收功率、信号冲突概率、卫星覆盖范围等指标。仿真结果表明,随着区域内航空器数量上升,POI、POD下降,消息冲突概率上升。

基于STK的反导预警雷达作战场景仿真分析方法

针对有先验信息的类弹道导弹发射活动,提出了一种基于卫星工具软件(STK)的反导预警雷达作战场景仿真分析方法,利用STK软件可视化设计的优势,对反导预警雷达拦截搜索屏进行设计,并对搜索屏的拦截效果进行评估.这对进行雷达总体设计的相关人员,具有一定的实用价值.

“星链”星座低轨空间目标监测能力仿真分析

针对当前“星链”星座低轨空间目标监测能力缺少量化分析的现状,构建了“星链”星座低轨空间目标监测能力分析模型,并设计了仿真试验框架,利用卫星工具包(Satellite Toolkit STK)和MATLAB软件,对“星链”星座面向轨道高度200~1200km、轨道倾角40°~100°范围内低轨空间目标的监测能力进行了仿真分析。基于仿真结果数据,对比分析了现阶段已部署“星链”星座和“星链”计划第一期LEO星座两种运行场景下对低轨空间目标的监测能力,阐明了卫星数量和卫星轨道分布对低轨空间目标监测能力的影响,为后续深入开展“星链”星座对低轨空间目标监测相关研究提供借鉴和参考。

跨理论模型联合意外、死亡、伤害工具包在出院老年人跌倒防范中的应用研究

目的:探讨跨理论模型联合意外、死亡、伤害工具包防范出院老年人跌倒的效果。方法:选取2020年10月—12月重庆医科大学附属第一医院老年科,经汉化版Morse量表证实有跌倒风险的住院老年人为研究对象,随机分为试验组和对照组,试验组(122例)采用跨理论模型联合意外、死亡、伤害工具包防范措施进行干预,对照组(117例)采用常规跌倒防范干预,比较两组老年人出院24周内跌倒防范措施执行率、跌倒和跌伤发生率。结果:试验组的老年人对各类居家防跌倒措施的执行率在出院后的4周(除了视力和足部管理)、12周(除了视力和足部管理)和24周(除了足部管理)均高于对照组(P<0.05);试验组跌倒发生率为8.20%(10/122),低于对照组17.95%(21/117)(P<0.05);试验组跌伤发生率为10.00%(1/10),低于对照组52.4%(11/21)(P<0.05)。结论:跨理论模型联合意外、死亡、伤害工具包能有效提高老年人出院后的跌倒防范措施执行率,降低跌倒和跌伤发生率,可作为一种新的防跌倒策略应用于出院老年人跌倒防范。

Starlink星座通信建模仿真分析

星链计划是当前唯一正在快速部署的低地球轨道巨型星座,本文分析了低轨卫星通信的优势特点,并对星链计划建设情况、系统架构等内容进行了概述。利用卫星工具包(STK)对第一阶段“壳层1”的1584颗卫星进行建模仿真,基于星链卫星配备激光通信载荷之后的组网模式,以Dijkstra最短路径算法求解任意两颗星链卫星之间的最短星间通信链路距离,从而得出理论上最短的通信时延。最后根据仿真结果对星链计划的军事应用进行了预测。

配网“两房一包”物资综合管理系统的研究与应用

介绍了一种配网“两房一包”的作业工器具、安全工器具和急救物资包的智能化管理方案,通过“两房一包”物资的采购、入库、领用、巡检、维护、试验到报废的全过程数字化管理,降低物资损耗,优化资源配置,提升管理效益。

TRIZ理论中问题解决工具的比较与应用

系统地分析了TR IZ理论中各种问题解决工具的特点,并总结了其各自擅长解决的问题类型。为了有效地支持问题的创新解决过程,提出了将待解决问题基于“问题的原因”和“问题解决方向”两个维度,分为5种类型的问题分类方法。问题的解决过程是将此5类问题简化和相互转化的过程,并由此提出了针对不同类型的发明问题,系统的选择TR IZ理论问题解决工具进行创新设计的方法,从而支持基于TR IZ理论的综合创新过程。

中继卫星调度问题的CSP模型

中继卫星在地球同步静止轨道上运行,既能直视中、低轨道用户航天器,又能直视地面站,是沟通用户航天器与地面站的桥梁。中继卫星调度问题是一类非常重要的调度问题。基于约束满足理论,通过分析中继卫星调度问题的特点与约束条件,建立了中继卫星调度问题的CSP模型。利用卫星工具箱STK进行模拟仿真,对CSP模型进行了求解。结果表明,所建立的CSP模型是合理的。

用户星对中继卫星的跟踪规律研究

根据中继卫星系统中用户星跟踪中继卫星的要求 ,定义了用户星天线坐标系 ,推导出了用户星天线对中继卫星的跟踪规律。通过该跟踪规律可以推出用户星天线跟踪中继卫星的跟踪角度、角速度和角加速度。同时 ,在给定系统一定初始条件的情况下 ,利用该跟踪规律分别推出了用户星最大跟踪角度和角速度与用户星轨道高度和用户星轨道倾角之间的关系。最后利用 STK(Satellite Tool Kit)对该跟踪规律进行了间接验证。

基于STK的卫星导航原理与应用课程教学方法研究

在卫星导航原理与应用理论教学中引入卫星工具包STK辅助课程教学,对卫星导航原理与应用课程中的空间坐标系统、卫星轨道、卫星导航星座以及星间链路等知识点进行仿真。该仿真教学方法的实践证明,这一教学改革注重将仿真技术与专业课程教学相结合,提高了学生在卫星导航专业技术方面的实践创新能力,取得了良好的教学效果。

类柱体空间目标的星等计算模型研究

针对类似柱体的空间目标的视亮度计算模型,从空间目标的等效视星等的一般计算公式出发,利用面元模型,详细推导了类似棱柱的空间目标的光照有效反射面积,基于圆柱可由棱柱近似的思想,直接得到了类圆柱体目标的有效反射面积计算模型;为了使星等亮度模型易于求解,采用卫星工具包(STK)提供模型计算中涉及的太阳、目标和地面三者的时空关系,给出了基于STK的星等计算过程,并进行了实例计算和分析,结果表明本文的星等模型易于利用STK实现,且类圆柱体模型比经验模型具有更高的分辨率。将计算结果与其它计算方法比较,所得结果更为细致。

星地斜程大气信道激光通信可通率研究

用STK仿真分析了星地激光通信链路的可见时间和俯仰角。在能见度5 km的城市大气模式下,分别计算了定位于不同经度的2颗GEO卫星对3个城市通信的大气衰减及光强闪烁、到达角起伏等效应,由此分析了晴天、卷积云条件下的大气信道功率损耗,并通过设置链路最小功率阈值来建立星地间大气信道激光通信链路可通率模型。仿真结果表明,当发射功率为10 W时,对比得出东经75°的GEO卫星地面站可通率较好,晴天能见度大于5 km的平均可通率可达到93%;卷积云时平均可通率可达到66.7%,且3个城市中对海南的可通性最好,为星地激光通信外场实验提供了一定的依据。

基于STK的航天任务仿真方案分析

在对卫星工具箱软件（satellite tool kit，STK）进行全面分析基础上，提出了利用STK进行航天任务仿真的3种主要方案。分析了各种方案的优劣，然后结合3个典型仿真实例分析了STK软件在航天任务仿真中的作用，最后得出结论：STK软件适宜仿真对象数目不多、非实时、对可视化要求较高的航天任务；结合用户程序对STK进行系统集成是使用STK软件的最有效方式；利用STK／Connect接口进行二次开发的系统集成方案最适合时间紧、功能要求相对简单的航天任务可视化仿真。

基于STK/VO的航天任务视景仿真系统

该文在STK/VO的基础上构建了一种适于航天任务的视景仿真系统,目的在于为航天任务的分析与设计提供一个直观的可交互的可视化仿真环境。该系统引入了资源库,对仿真所需的场景、模型等资源提供了有效的管理;同时还提供了模型的离线、在线编辑和场景显示属性的实时控制等功能,使仿真场景更加逼真生动;并提供了与应用仿真模块的接口,使系统具有通用性和可重用性。该文在描述系统结构与功能的基础上,重点介绍了航天任务仿真的三维建模、编辑及显示控制,最后以一个应用实例具体说明了系统各模块的功能及仿真流程。

基于STK的月球探测任务分析、设计与验证方法

为了减少月球探测任务设计阶段的开发成本、提高研究效率,提出利用成熟软件卫星工具包(Satellite tool kit,STK)进行分析、设计及验证的一般途径。首先,讨论基于微分改正的月球探测器轨道设计方法。然后,分析利用STK验证圆锥曲线拼接法设计结果的问题及注意事项。最后,针对STK中月面点、月球车运动设置不灵活等问题,利用外部文件导入方式进行分析、验证;在此基础上,给出月面点光照和测控条件分析方法。仿真结果表明,所提出的方法可以有效实现STK对月球探测任务的分析、设计及验证。

中继卫星与用户航天器之间星间链路的研究

中继卫星在地球同步静止轨道上运行,既能直视中低轨道用户航天器,又能直视地面站,是沟通用户航天器与地面站的桥梁。如果考虑中继卫星星座,则中低轨道用户航天器基本上在中继卫星星座的覆盖范围内,因此只考虑单颗中继卫星与用户航天器之间的星间链路情形。中继卫星与中低轨道用户航天器之间的星间链路可以用中继卫星与用户航天器之间的时间窗口个数、平均时间窗口长度、最大和最小的时间窗口长度等参数描述。利用STK,采用模拟仿真的方法,分析了中继卫星与用户航天器之间的星间链路特性。

基于STK的GPS空间覆盖特性仿真分析

GPS在空间飞行器上的应用越来越广泛。然而,由于信号辐射角的限制,空间用户在一定高度之上存在不可见区域,为了探讨GPS系统对空间用户的可用性和完备性,提出了利用STK进行仿真分析,对该软件自带的GPS星座场景,设置不同的信号辐射角度的限制,对信号辐射角度为32°、40°和46°三种情况下,在不同的高度处航天器对GPS可见星数目进行了仿真,并给出了在空间应用中GPS的可用高度范围。仿真结果显示,航天器对GPS可见星数目随着信号辐射角度的增大而增多,随着高度的降低而增加。

学习共享空间的规划过程及其评价方法

科学的规划过程与恰当的评价方法是学习共享空间规划中需要认真考虑和科学对待的重要问题,深入进行用户需求评价和分析是成功构建学习共享空间的关键步骤。《ARL学习空间前期规划工具包》详细介绍了学习共享空间的规划过程、规划中的评价技术与方法以及规划中应注意的问题。

基于ArcGIS和VTK的等高线地形图三维可视化研究

提出一种由等高线地形图生成三维地形图的方法.首先对等高线地形图进行数字化处理,获取离散点高程数据,并采用克里金插值法获取数字高程模型;然后以Visual Studio 2008为开发平台、VTK(Visualization Toolkit)为工具生成三维地形;最后用实例验证了所提方法的有效性.

STK在空间作战系统仿真中的应用

卫星工具包(STK)是广泛应用于航天工程全过程的先进卫星系统分析软件。文中首先提出空间作战系统的概念,在建立空间作战系统模型的基础上,利用STK软件的通信连接功能和三维演示功能,对作战系统的轨道设计、任务规划、作战控制等方面的仿真演示进行了设计和实现。在仿真过程中采用了基于多个端口的分布式仿真,通过仿真结果,验证了空间作战系统任务规划后拦截方案的可行性,并为以后武器系统的相关仿真实验提供了更多的借鉴与参考。