课程设计报告
班级 ： 341511班
组长 ：王楷
组 员 ：邹希、赵俊杰、聂秋华
日期 ： 2007年 12月 20日
目录
一、介绍STK的应用背景和主要功能................................- 1 -
1. STK 应用背景............................................................................................. 1
2. STK 主要功能............................................................................................. 1
二、嫦娥奔月的设计过程.........................................- 2 -
1．各国的探月计划............................................................................................ 2 2．设计要求....................................................................................................... 4 3. 设计思路..................................................................................................... 5
4. 设计中使用的参数...................................................................................... 5
5. 地球停泊轨道分析与设计.......................................................................... 5 6. 地月转移轨道分析与设计.......................................................................... 5
岛式唱腔三、基于STK模型描述语言的航天器三维造型及动画制作.............. - 13 -
1. STK/VO 模块简介.................................................................................... 13
2. STK/VO 设计要求.................................................................................... 13
3. STK/VO 设计模型选择............................................................................ 13
轻松论坛4. 中巴地球资源卫星简介............................................................................ 14
5. 中巴地球资源卫星模型设计.................................................................... 14
6. 动画制作................................................................................................... 16
四、收获与体会 ............................................... - 17 -
五、参考文献 ................................................. - 17 -
六、成员分工 ................................................. - 17 -
一、介绍 STK 的应用背景和主要功能
1. STK 应用背景
STK 软件的全称是 Satellite Tool Kit （卫星仿真工具包）， 是由美国 AGI公司开发， 并在航天工业领先的商业化分析软件。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，用于确定最佳解决方案。它 支持航天任务周期的全过程，包括概念、需求、设计、制造、测试、发射、运行、和 应用等。
远志明STK 已经广泛地应用于以下场合。
Ÿ计划、设计和分析复杂的航天系统。
Ÿ实时空间操作任务。
Ÿ三维场景的态势分析和决策支持。
目前有超过 450 家大型公司、政府机构、研究和教育组织正在使用 STK 软件，世 界范围内的用户超过3 万人。STK 在很多商业、政府、军事任务中发挥着重要作用， 其精确的分析结果获得实际验证，逼真的场景仿真获得了众多专家认可，其应用领域 也在不断扩大，涵盖了空间航天器设计和操作、通信、导航、遥感、战略和战术防御、 科学研究等领域，成为业界最有影响力的航天软件之一。
2. STK 主要功能
STK 是一种先进的商业现货（COST）分析和可视化工具，它可以支援航天、防 御和情报任务。（利用 STK 可以快速方便地分析复杂的陆、海、空、天任务，获得易
）
于理解的图表和文本形式的分析结果以确定最佳解决方案。
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 他对象如运载火箭、导弹、飞机、地面车辆、目标等。STK 还有三维可视化模块，为 STK 和其他附加模块提供领先的三
维显示环境。 STK基本模块的核心能力是生成位置 和姿态数据、可见性及遥控器覆盖分析。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。
STK 基本版的主要功能如下。
Ÿ分析能力：用户通过使用 STK，可以快速而准确地计算卫星的位置和姿态，
评估航天器与太空、陆地、海洋、和天空中的目标之间的相互关系，计算卫
星传感器的覆盖区域。
Ÿ计算轨道和弹道：STK 提供了多种分析和数值方法的模型（二体运动、J2、 J4、SGP4、导入星历数据）在各种坐标系类型和系统中计算卫星位置数据。
Ÿ卫星数据库：STK 在网站上提供了一个由最新的NORAD 2 行数据组成的卫 星数据库，该数据中有超过了 10000 个物体的（在轨工作的、不工作卫星以
及轨道碎片）轨道参数。
Ÿ可见性分析：STK 可以计算在场景中任何类型的车辆、设施、目标和传感器 对于其他对象（包括行星和恒星）的访问时间。为了简化可视线，这些可视
区还可以被一些几何约束条件诸如传感器视场、地面或者空间的最小仰角、
十字军东征的影响方位角和距离等限制。
Ÿ传感器分析：传感器的视场可以加入到地基和空基的STK 对象中，这样在可 视条件计算中有了更高的真实度。
Ÿ姿态分析：STK 生成标准的姿态剖面以及外部姿态四元组文件，提供了分析 姿态运动和对不同的 STK 计算出的参数影响的方法。
Ÿ可视化结果：STK 允许在多种二维地图显示中察看所有与时间相关的信息。
多种不同类型的地图可以同时显示。
Ÿ提供详尽的数据报告：STK 的特性之一就是提供一组标准的报告和图表来概 述关键信息。所有的报告都可以以工业标准格式导出到流行的电子表格工具
中。
Ÿ接口定制：STK 的 PC 用户可以利用 STK 所采用的 Microsoft Component Object Model（COM）来方便地与其他支持 COM 操作的应用程序集成，例
如 Microsoft Office。另外，STK 的用户界面还可以被用户定义的HTML页面
应用所定制。
Ÿ多种操作系统平台可选：STK 有多种版本，可以运行在 Windows 2000、 Windows NT、Windows XP、LINUX 和大多数主要的包括 SGI、Sun、IBM
的 UNIX 平台。
二、嫦娥奔月的设计过程
引文翻译1．各国的探月计划
兰州市铁路局，八美国是最早的月球开拓者。1961年 5 月 25日美国启动了“登月计划” 年后的 1969年 7 月，美国航天员阿姆斯特朗乘“ 11 号”登上了月球，实现了 人类的登月梦想。1972年后，因探月活动耗资巨大，探月工程曾一度放缓。2004 年 1 月 14 日美国总统布什正式宣布了
美国新的探月计划：第一阶段，计划于 2007 年通过 一颗环月人造卫星向月球发射数枚采用“地堡克星”科技的穿透导弹来穿透月球数米 深的岩石地底， 导弹内部高能将会换成高科技仪器， 当导弹深入月球极地地底后， 仪器将马上进入工作状态，寻月球冰存在的直接证据，以利人类在不久的将来在月 球上建立一个适合生存发展的基地。第二阶段，计划在 2010 年前完成国际空间站的
，2014年前投入首次 建设工作，2008 年前先完成开发与测试“乘员探索飞行器(CEV)”
载人飞行，用新一代的太空飞船取代航天飞机。第三阶段，首先于 2008年前将无人驾 驶探测器送往月球，2015 年到2020 年美国航天员重返月球并建立月球基地。
2003年12月，中国“嫦娥工程”探月计划正式启动。这意味着我国向深空探测迈 出了重要一步，将成为中国航天事业继人造卫星、载人航天之后的第3个里程碑。“嫦 娥工程”分为环绕、降落、返回3个阶段实施，可以分别用“绕、落、回”三个字来概 括这三个阶段。“绕”指的是在2007年发射一颗重约2吨的月球卫星，绕月工作一年， 获取一些科学数据，包括拍摄月球表面的三维图像，分析月球表面元素的资源含量和 分布，探测月球表面土壤厚度以及监测地月空间环境。“落” 是指在2010年之前实现 月球软着陆，先发射一个月球车在月球表面巡视勘测，这个月球车相当于一个月球机 器人。而“回”主要是指2020年之前采集月球表面的一些样本返回地球。其中，“绕” 月卫星（嫦娥一号）已于2007年10月24日成功发射，目前已经到达绕月轨道开始月球 勘测工作。月球“嫦娥工程” 之后的目标是建立月球基地，其最终目的是保持地球生 态系统的可持续发展。
，首次抵达月球。苏联解体后， 1959 年 9 月12 日，苏联发射探测器“月球2 号”
俄罗斯继承了其航天衣钵，但由于资金缺乏，俄罗斯政府叫停了许多发展计划。但苏 联太空探测及研究领域的发展计划却成为俄罗斯政府重点发展的项目。
2005年 7 月 14 日，俄罗斯政府已完全批准了俄罗斯 2006 年至 2015年航天计划。根据该计划，俄罗 斯拟于 2010 年建造月球基地，2015 年向火星发射载人飞船，这个时间比美国预期的 时间提前了整整 15 年。计划预算为 3050 亿卢布。
欧空局于2003年9月28日将 SMART-1月球探测器从法属圭亚那库鲁航天中心发射
升空，踏上了奔月航程，经过13个月的飞行后，终于进入环绕月球轨道，开始向地球 传送月球表面各种观测数据，从而揭开了欧洲探月计划的序幕。这是世界上第一个联 合使用太阳能推进系统和月球引力的空间探测器，其中安装了一部分辨率为40米的光 学照相机、一架红外分光仪和一架X射线分光仪用于探测月球。欧空局已决定2008年前 再发射一个月球探测器，随后在2009年或2010年实现月球表面着陆，并计划在2020年 实现载人登月，同时完成月球基地的建设，让登月航天员入住基地。
日本是第三个发射月球探测器的国家。1990 年 1月，日本率先打破了美俄垄断， 成功发射了“飞天号”月球探测器。该探测器重 182千克，用于地—月轨道环境探测。
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