纯国产的卫星仿真软件开发与运行平台Vpp-STKv1.0航天慧海发布
纯国产的卫星仿真软件开发与运行平台Vpp-STKv1.0航天慧海发布
&&& 时间： 22:47:10 &&&& 纯国产的Vpp-STK卫星仿真开发与运行平台v1.0发布航天系统首次采用了国产的航天慧海SSEAPTM （System Simulation Evaluation Anisys Platform）赛普系统仿真评估分析支撑平台的Tiger?HDK和 Eagle? Eye开发与运行平台，构建基于国产卫星仿真分析组件的纯国产的Vpp-STK卫星仿真开发与运行平台v1.0。主要功能：提供二维/三维基础空间战场环境显示、卫星侦察想定规划、推演控制、推演数据管理和应用等功能；涉及航天飞行器如卫星、空天飞机、战舰、地面雷达、指挥所、机场、责任区等仿真实体对象的三维实体模型和数学仿真模型，包括卫星轨道模型、可见光/红外、雷达与通信数学模型碰撞分析检测模型、轨道预测模型，拦截数学模型等仿真，以及轨道、姿态、雷达(天基雷达、地面雷达等)探测波束及跟踪波束等态势显示，卫星/雷达侦察覆盖分析、推演分析等分析功能。Vpp-STK卫星仿真开发与运行平台v1.0基于底层C++与OpenGL开发的国产Tiger?HDK和 Eagle? Eye开发与运行平台开发，克服了国外产品STK、Stage、MAK、vega/VegaPrime技术局限性（底层平台不开放、技术服务和支持跟不上等一系列问题），打破了美国Analytical Graphics公司的STK(Satellite Tool Kit)对华封锁，实现航天卫星仿真开发应用，完成了项目组课题，并为以后扩展提供二次开发加载接口，圆满保障了科研课题研制任务的顺利完成。
1、卫星星历，又称为两行轨道数据（TLE，Two-Line Orbital Element），由美国celestrak发明创立。
卫星星历是用于描述太空飞行体位置和速度的表达式——两行式轨道数据系统。
卫星、航天器或飞行体一旦进入太空，即被列入NORAD卫星星历编号目录。列入NORAD卫星星历编号目录的太空飞行体将被终生跟踪。卫星、火箭残骸等飞行体成为太空垃圾时，仍被列入NORAD卫星编号目录，直到目标消失。
卫星星历以开普勒定律的6个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数，具有极高的精度。
卫星星历能精确计算、预测、描绘、跟踪卫星、飞行体的时间、位置、速度等运行状态；能表达天体、卫星、航天器、导弹、太空垃圾等飞行体精确参数；能将飞行体置于三维的空间；用时间立体描绘天体的过去、现在和将来。
卫星星历的时间按世界标准时间（UTC）计算。
卫星星历定时更新。
卫星星历可应用于军事、天文、航天、航天器的预测、定位、轨道、跟踪、测量和太空垃圾的计算、预测、描绘、跟踪。
卫星星历早已应用于美国北美联合防空司令部（NORAD）、美国空军司令部、美国国家宇航局（NASA）等。
2、卫星星历格式
卫星星历格式，又称为两行式轨道数据格式（TLE，Two-Line Orbital Element Set Format）。
3、卫星星历格式含义：
卫星星历的结构为上下两行，每行69个字符，包括0~9、A~Z（大写）、空格、点和正负号，其他字符是无意义的。
第0行，将第1行视为0行，是卫星通用名称，最长为24个字符。
第1行和第2行是标准的卫星星历格式（TLE格式），每行69个字符，包括0~9、A~Z（大写）、空格、点和正负号，其他字符是无意义的。
4、卫星星历字符含义：
“A”的位置只能是大写的“A~Z”；有“+”的位置表示减号（-）或空格；有负号（-）的位置可以是加号（+）或负号（-）；有空格和“.”的位置表示本来的含义，其他位置的数字都是各种卫星参数。
5、卫星星历编号含义
（1）第1行，字符号1是轨道数据。
（2）第1行的1~3和第2行2~3是卫星编号；
（3）1~4是秘密分级，U、C或S。
U表示此数据是不保密的，可供公众使用的；C表示此数据是保密的，仅限NORAD使用；S表示此数据是保密的，仅限NORAD使用。
（4）1~6是卫星的发射年份；
（5）1~10是轨道数据的建立时间，按世界标准时间；
（6）1~21是两个轨道比较参数；
（7）每行的最后一位都是以10为模的校验位，可以检查出90%的数据存储或传送错误。
6、卫星星历含义描述
两行式轨道数据描述可以帮助解读卫星星历。现将两行式轨道数据分为两部分，分别描述。
7、卫星星历分析
卫星星历分析，以一组“鑫诺3号”卫星（SINOSAT 3）的两行式轨道数据为例，说明各项数据的含义。
日0时08分，中国在西昌卫星发射中心用“长征3号甲”运载火箭成功发射“鑫诺3号”（SINOSAT 3）通信卫星。
日3时06分，“鑫诺3号”卫星在发射升空后，先后成功完成太阳帆板展开、通信天线展开、星上远地点发动机点义和四次变轨操作，成功定点于东经125°的预定轨道位置。
U.T.C.时间为日02时10分56秒时的“鑫诺3号”卫星的卫星星历。
8、几个中国卫星的卫星星历
（1）中国发射“鑫诺3号”通信卫星的“长征3号甲”（CZ-3A），作为火箭的残骸，也是太空飞行体，也被列入NORAD卫星编号目录。
（2）中国遥感2号卫星（YAOGAN 2）的卫星星历。
（3）日，中国以发射导弹的方式，成功摧毁退役卫星——“风云”1C卫星，反卫星导弹试验成功。日，中国风云1C卫星产生的六个碎片两行式轨道数据。
9、卫星星历TLE格式名词解释
（1）第0行
第0行是一个最长为24个字符的卫星通用名称，由卫星所在国籍的卫星公司命名，如SINOSAT 3。卫星通用名称与NORAD编号、国际编号都是卫星识别编码。
行号是卫星星历的序列号，如第1行或第2行。
（3）NORAD卫星编号
NORAD卫星编号，又称为NASA编号，SCC编号，是NORAD特别建立的卫星编号，每一个太空飞行器都被赋予唯一的NORAD卫星编号。
NORAD卫星编号由五位数的卫星识别码组成，每一位数都有特定的含义。
如“鑫诺3号”卫星的NORAD卫星编号为31577；遥感2号（YAOGAN 2）卫星的NORAD卫星编号为31490；“长征3号甲”（CZ-3A）为31578。
（4）秘密级别
卫星星历的秘密级别，分为3个的级别，分别用一个字符来表示：
①U 非保密的
②C 机密的
③S 绝密的
（5）国际编号
国际编号是全世界国家使用的一种卫星标识方法，前两位是发射年份，后面是在这一年的发射序号。
如“鑫诺3号”卫星的国际编号是07021A。
“07”表示“鑫诺3号”卫星的发射年份2007年；
“021”表示2007年国际编号的第21次发射；
“A”表示是第一次。按照国际编号规则，如果一次发射多颗卫星，使用26个英文字母排序，按照A、B、C、D的顺序排列为每个卫星编号；如果超过了26个编号，则使用两位字母，如AA、AB、AC编号。
（6）TLE历时
世界标准时间（UTC，Universal Time/Temps Cordonne），又称为协调世界时。
UTC是从英国国际时间和法国协调时间演变而来。UTC是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统。
UTC使用纪元年的后两位，以及用一个十进制小数表示的一年中的第几日和日中的小数部分。
TLE历时使用UTC，指出了飞行体在确定的平近点离角的最精确的UTC时间。
如“鑫诺3号”卫星的TLE历时为14。
“07”表示2007年；
“169.”表示2007年的第169.日。换算成精确的U.T.C.时间为日02时10分56秒。
（7）平均运动的一阶时间导数
平均运动的一阶时间导数作为一个平均运动的漂移参数，用来计算每一天平均运动的变化带来的轨道漂移，提供给轨道计算软件预测卫星的位置。两行式轨道数据使用这个数据校准卫星的位置。
（8）平均运动的二阶时间导数
平均运动的二阶时间导数作为一个平均运动的漂移参数，用来计算每一天平均运动的变化带来的轨道漂移，提供给轨道计算软件预测卫星的位置。
（9）BSTAR拖调制系数
BSTAR拖调制系数，采用十进制小数，适用GP4一般摄动理论的情况下、BSTAR大气阻力这一项，除此之外为辐射压系数。
BSTAR拖调制系数的单位是1/（地球半径）。
（10）美国空军空间指挥中心内部使用
美国空军空间指挥中心内部使用的为1；美国空军空间指挥中心以外公开使用标识为0。
（11）星历编号
星历编号是TLE数据按新发现卫星的先后顺序的编号。当一个卫星生成了一套新的TLE数据。在新的TLE数据中，新发现卫星的星历编号按顺序排列，每个数字代表一定意义。如“鑫诺3号”卫星的星历编号为444。
（12）校验和
校验和是指这一行的所有非数字字符，按照“字母、空格、句点、正号=0；负号=1”的规则换算成0和1后，将这一行中原来的全部数字加起来，以10为模计算后所得的和。
校验和可以检查出90%的数据存储或传送错误。按十进制加起来的个位数字的校验和，用于精确纠正误差。
第1行或第1行的校验和，就是第1行或第2行的精确纠正误差的数字。
（13）轨道的交角（度数：°）
轨道的交角是指天体的轨道面和地球赤道面之间的夹度，用0~90°来表示顺行轨道（从地球北极上空看是逆时针运行）；用90~180°表示逆行轨道（从地球北极上空看是顺时针运行）。
（16）升交点赤经（度数：°）
升交点赤经是指卫星由南到北穿过地球赤道平面时，与地球赤道平面的交点。
降交点是指卫星由北到南穿过地球赤道平面时，与地球赤道平面的交点。
升交点赤经是指从地球的球心点望过去，升空点的赤经坐标。
（17）轨道离心率
轨道离心率是指卫星椭圆轨道的中心点到地球的球心点的距离（C）除以卫星轨道半长轴（A）得到的一个0（圆型）到1（抛物线）之间的小数值。
在TLE格式中没有体现出小数点，但是总是假定有一个小数点在第一个数字之前。它说明了卫星的轨道椭圆有扁率，以及近地点和远地点的轨道高度。
（18）近地点角距
近地点角距是指在卫星的轨道平面内，从升交点到近地点按照卫星运行方向所走过的角度。近地点角距的数值是一个范围在0~360°之间的度数。
（19）平近点角
平近点角是指平近点角与真近点角和偏近点角之间的关系，即卫星在椭圆轨道上的瞬间位置。平近点角通过开普勒方程求得。
平近点角主要用来指示卫星在TLE数据中的特定的TLE历时瞬间时刻的位置。
平近点角的数值是一个范围在0~360°之间的度数。
（20）平均运动
平均运动（n）是指在一个太阳日内（24h），卫星在它的轨道上绕了多少圈。
平均运动的数值可以在每天0到17圈，没有每天超过17圈的稳定的地球卫星轨道。
卫星轨道周期（T）可以通过求平均运动的倒数获得；卫星轨道半长轴可以用平均运动的数值通过开普勒第三定律求得。开普勒第三定律，又称调和定律：行星绕日一圈时间的平方和行星各自离日的平均距离的立方成正比。
（21）在轨圈数
在轨圈数是指卫星从发射到TLE数据记录的TLE历时之间卫星在轨道上绕行的总圈数。
在轨圈数的最后一位数是小数。
卫星工具集分析软件：航天慧海国产Vpp-STK卫星仿真开发与运行平台
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