一、综述
Satellite Tool Kit STK卫星工具包
美国Analytical Graphics公司开发的STK卫星工具包软件,是航天工业领先的商品化分析软件。STK可以快速方便地分析复杂的陆、海、空、天任务,并提供易于理解的图表和文本形式的分析结果,确定最佳解决方案。它支持航天任务周期的全过程,包括策略、概念、需求、设计、制造、测试、发射、运行和应用。
STK提供分析引擎用于计算数据、并可显示多种形式的二维地图,显示卫星和其它对象如运载火箭、导弹、飞机、地面车辆、目标等。STK的核心能力是产生位置和姿态数据、获取时间、遥感器覆盖分析。STK专业版扩展了STK的基本分析能力,包括附加的轨道预报算法、姿态定义、坐标类型和坐标系统、遥感器类型、高级的约束条件定义,以及卫星、城市、地面站和恒星数据库。对于特定的分析任务,STK提供了附加分析模块,可以解决通信分析、雷达分析、覆盖分析、轨道机动、精确定轨、实时操作等问题。另外,STK还有三维可视化模块,为STK和其它附加模块提供领先的三维显示环境。
基本模块
专业版STK/Professional (STK/Pro)
三维显示STK/Visualization Option(STK/VO)
高级三维显示 STK/Advanced Visualization Option (STK/AVO)
分析模块
轨道机动STK/Astrogator 链路分析STK/Chains 通信分析STK/Comm  覆盖分析STK/Coverage 雷达分析STK/Radar
综合数据
高分辨率数字地图STK/High Resolution Maps
高分辨率地球影像STK/VO Earth Imagery
全球三维数字地形STK/Terrain
扩展与接口
连接模块与服务器STK/Connect and STK/Server  MATlLAB接口STK/MATLAB Interface
地理信息接口STK/Geographic Information Systems (GIS)
tool工具箱二、基本模块
STK/Pro专业版
STK/Pro专业版体现了一个完美的分析软件的巨大价值。与STK相比,
STK/Pro为航天领域的专家提供了高级航天分析工具,如附加数据库、轨道预报、姿态调整、坐标类型和坐标系以及遥感器的定义,STK/Pro集合以上强大功能用来解决最具挑战性的问题。
面向卫星系统专家的需求,STK/Pro包含了尖端的新功能。为开发STK/Pro,AGI公司广泛征求每天都在使用STK的用户意见,了解他们最渴望的需求,最终诞生了这个直接满足工业需要的产品,极大的扩展了STK的基本功能。
主要功能:
内容丰富的数据库
包括三个附加数据库,城市数据库/地面站数据库/恒星数据库。
用于可见性分析的约束定义
超过20个约束条件定义飞行器、遥感器、地面站和其它对象之间的可见性,增强用户的分析性能。
高精度轨道预报(HPOP)
应用高保真力学模型生成不同轨道卫星的星历表,包括:圆轨道、椭圆轨道、抛物线轨道、双曲线轨道,有效范围从地球表面直到月球。
长期轨道预报(LOP)
精确预报数月或数年的卫星轨道。
寿命工具(Lifetime)
评估低轨卫星在轨保持圈数。
区域目标
可定义N多边形区域,用于地面区域链路计算。
附加坐标类型和系统
以不同的方式表现卫星的位置和速度信息。
姿态仿真和指向
定义飞行器姿态,包括19种姿态定义。
多种遥感器类型
增加了简单圆弧以外的5种遥感器类型:复杂圆弧、半功率、矩形、SAR、自定义。
STK/VO的三维显示模块
VO是STK的三维显示环境,通过显示栩栩如生的太空环境、空中和地面资源、遥感器、卫星轨道、各种不同的视点和辅助分析工具(各种矢量指向),直观理解复杂的飞行任务和轨道特性。VO以STK的精确数据驱动,应用NT或UNIX 工作站的图像处理优势为用户提供艺术级的交互式图像。
VO是STK三维显示环境的核心,它给航天任务分析和可视化作业带来革命性的改变。为了扩展VO的显示能力,AGI公司提供了高级三维显示模块(STK/AVO)
和高分辨率地球影像数据(STK/VO Earth Imagery分辨率1公里)。高级VO包括高级可视化功能及影像输出优化功能,如显示三维地形、制作复杂的动画、更多逼真场景模型,以及通过网络实时播放模块(STK/WebCast)在互联网或局域网上实时输出二维/三维动画。
主要功能:
∙对空间资源的位置知晓库
显示陆基、海基、空基和天基系统的细节,用于航天系统操作决策、任务计划、建模仿真、学习。
∙动态数据显示
在三维窗口中动态显示各种STK参数。
∙姿态可视化
VO提供了动态显示对象姿态的手段,通过在不同窗口显示对象的各个角度、方位指向、指向变化轨迹,立即知晓对象的姿态情况。
∙多种轨道显示方式
以不同方式显示复杂的轨道动力学及轨道机动特性。
∙天文环境模型
VO提供天文对象如:光照、太阳的位置和方位、行星和恒星、天球坐标网格、黄道和赤道平面。附加设计工具包括以卫星姿态为基础的位置保持框,南大西洋异常区动态仿真。
∙分布式、实时操作仿真及支援
作为分析与实时工具,VO用于在计划和执行计划期间快速发现遥测问题、可视机会、及用于任务管理。VO已成功应用于航天飞机实时仿真、各种卫星的展开及操作、以及挽救出现异常问题的卫星等任务。
∙可缩放的三维模型
VO包含上百个详细的可缩放的三维模型,大部分模型包含活动关节部件,如天线、太阳帆板、系绳、推进器火焰以及火箭发动机的分离。
∙制作动画及录像
VO可以制作出电影般的画面效果,画面可以保存成连续的图片文件
(GIF\JPG\BMP),或直接输出AVI格式的动画文件,便于用户使用其它商业视频编辑软件作进一步处理。
∙高分辨率地球影像
由GeoSphere Project's开发的地球影像数据包和ARC科学仿真公司开发的“地球之颜”数据包为STK带来最佳的地球影像三维环境视觉效果,这些数据包是由NOAA13卫星拍摄的无云照片合成的全球影像,
影像的地面分辨率约1公里/象素。VO还可以显示符合工业标准的影像如CIB、CADRG、ADRG,或符合商业标准的影像如BMP、PPM、TIF等。高分辨率影像可以和STK地形模块结合,显示逼真的三维地形地貌。
高级三维显示模块STK/Advanced VO
STK/VO是航天工业领先的三维显示软件产品,高级三维显示模块
(STK/Advanced VO)为其提供了更高级的可视化及输出优化功能。
主要功能:
∙包含STK三维显示的全部功能-高级VO包含了VO模块所有的功能与特性。
∙高分辨率影像输出-高级VO允许用户输出任意尺寸的单独画面,影像分辨率高达600dpi。其它增强的功能包括日夜及蓝天模型,地球模型,卫星模及影像的反锯齿功能。
∙视点编辑器及制作广播级动画或录像-高级VO提供给用户的“摄像机”能制作出电影般的动态效果,用户可以指定摄像机的位置及镜头位置改变的有效速率。摄像机可以跟随任意的移动对象,高级VO自动计算出摄像机在单独对象间的移动转换。VO的画面制作成的AVI动画或GIF、JPG图像,可供其它商业视频软件进行编辑合成。
∙三维地形显示-通过机动飞行路线显示动态更新的三维地形细节,体现真实的视觉效果。地形显示与高分辨率地球影像相结合可以提供犹如现场操作般的位置知晓能力,演示,或运载火箭发射仿真。
∙太阳帆板能源计算-应用AGI专利技术的图像科技,高级VO可以计