正文 STK在測控係統與測控網課程教學中的應用(3 / 3)

1)航天測控站模擬。航天測控站主要有陸地固定站、車載活動站、測量船、天基站(即中繼衛星),主要是模擬其運動特征。在STK中,可以通過在場景中加載地形、地貌、道路信息、地物模型文件,添加Facility、GroundVehicle、Ship、Satellite對象,並設置其屬性(如位置參數、模型參數等),分別實現對固定站、車載活動站、測量船、天基站的模擬,在教學過程中為學員提供逼真的三維模擬環境。

2)測控設備模擬。測控站的主要設備有雷達、USB、遙測設備和光學設備。在課程教學中,需要給學員演示測控站所屬設備分布情況、設備跟蹤測量能力範圍、天線指向、波束範圍、天線轉動、發送/接收信號狀態等。

在STK中,對設備跟蹤測量範圍、設備分布、天線轉動、波束範圍等的可視化可以通過添加Sensor對象並對其屬性進行設置實現,設備跟蹤測量範圍可視化模擬效果。

對於不同的測控設備,如雷達、USB、遙測設備、光學設備和星載測控設備,可以通過設置STK中Receiver、Transmitter、Radar對象的屬性,如傳輸功率、頻率、天線類型、數據速率調製類型或製式和編碼技術等實現模擬。

利用其RF環境影響模型提供的完整的環境模型(包括雨衰模型:Crane 1982,Crane 1985,CCIR 1983,ITU-R P.618模型;大氣氣體的吸收影響;太陽和地球無線頻率的幹擾),可以實現環境對設備工作的影響。

天地測控鏈路模擬 測控係統通過天地無線電測控信道的測控鏈路實現遙測、遙控和跟蹤功能,其輸出鏈路中接收機接收功率、接收天線增益、接收載噪功率譜密度等是主要關心的內容。而接收機接收功率等又受測控信號在空間傳播路徑、大氣吸收、大氣折射及雨衰等影響。這些在實際中又是看不見摸不著的,很難模擬出來。STK的Communications及其組件Comm System具有對通信鏈路性能及其抗幹擾性能的仿真功能[6],並能提供相應的分析結果,在使用時隻需要設置相應的屬性信息,就能很方便地實現測控鏈路的模擬。

通過以上分析可以看出,利用STK能夠很方便地以二、三維可視化以及圖表方式向學員形象、直觀、生動地展示測控係統與測控網課程課堂教學中抽象、枯燥的內容,使學員更容易理解課堂內容。

4 結語

將STK軟件應用於測控係統與測控網課程的課堂教學,增加了教學內容的可視性,使抽象的內容形象化、直觀化,學習不再抽象、枯燥,激發了學生的學習興趣。同時,STK的引入,使學生在學習專業課程內容的同時,掌握了一個有效的專業工具軟件,得到學生的認可。

參考文獻

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[6]高秀娥,魏秀參.STKX組件技術在星地鏈路中的仿真模式研究[J].信息技術,2012(2):13-16.