侦察卫星地面机动目标覆盖特性分析与仿真

针对当前军用目标机动过程中易被卫星侦察的问题,对处于不同位置的机动目标进行侦察卫星覆盖特性分析,仿真其覆盖侦察过程.利用卫星工具软件包STK(Satellite Tool Kit)中先进的航天器系统分析软件,建立多摄动条件下侦察卫星星座运动学模型,调用STK的覆盖分析和虚拟现实模块,对卫星地面机动目标的覆盖算法和可视化技术进行研究.覆盖分析仿真结果表明:地面目标在机动过程中,侦察卫星对其实时位置的覆盖数据与目前采用的区域覆盖数据有一定差异,利用仿真结果能够有效减小覆盖预警数据的误差,且仿真结果与实际观测数据拟合良好.所提的方法处理地面机动目标侦察卫星覆盖情况准确度高,侦察卫星作战仿真过程逼真,具有很好的军事应用价值.     

面向海洋移动目标成像侦察方法研究

以海上大型移动目标卫星成像侦察应用为需求,根据卫星特点,解析海上大型移动目标特性,探索移动目标的成像侦察方法,建立海上目标运行预测模型,并通过构建仿真系统对方法进行验证.     

遥感卫星过境仿真系统研究

研究卫星优化遥感技术性能问题,要求遥感卫星重访能力提高,能为用户提供实现对感兴趣区域的多星、多传感器、多成像模式的联合成像系统,能满足灾害快速响应,达到快速处理.采用STK connect技术,建立多卫星成像遥感仿真系统,通过二次开发,对遥感卫星过境仿真系统进行仿真,证明系统应用于地震等突发性自然灾害区域的卫星成像任务...     

基于STK的侦察平台-卫星通信链路建模仿真

为研究侦察平台高速运动、姿态变化剧烈条件下卫星-空中侦察平台通信链路的连通性和误码率性能,在理论分析信道模型、天线模型和信号调制方式的基础上,提出利用STK进行仿真分析的方法.通过对平台轨迹和发射机/接收机的建模,建立精确的仿真场景并进行仿真分析.仿真结果表明,利用上述建模仿真方法,可以实时得到精确的平台-卫星链路连通时间、链路误码率等重要链路性能数据,并较大程度提高了卫星-平台链路的精度,为空中侦察平台-卫星通信链路的设计提供了重要的参考依据.     

封锁搜索任务的卫星摆角选择优化方法

封锁搜索指在大体上了解目标运动方向及运动速度时对预定境界进行的搜索活动。使用卫星进行封锁搜索具有特别的优势,而使用多颗成像侦察卫星时,需选择合适的侧摆方案以获得较好的发现率。由于卫星参数的计算较复杂,而STK能对卫星的运行进行很好的仿真和计算各项卫星参数,因此针对封锁搜索的特点,首先使用STK进行仿真预处理得到卫星参数,进而建立数学模型并求解,较好地解决了该问题,最后通过实例验证了求解模型可行性和有效性。     

基于OpenGL的卫星在轨运行可视化仿真系统设计与实现

针对如何构建一个卫星在轨运行可视化平台的现实问题,设计出一种基于OpenGL的卫星运行可视化仿真系统;介绍了该仿真系统的逻辑结构和网络结构,采用ADO技术实现了对卫星运行数据库的访问,利用3DS MAX构造了卫星模型和地球模型,实现了卫星在轨运行、覆盖效果、通信链路情况的可视化;实践证明,该仿真系统能够实时仿真卫星在轨运行的全过程,为卫星在轨实时管理提供了辅助决策支持平台;同时,该系统为航天部队网络化练兵提供了虚拟训练平台;对构建信息化条件下的虚拟战场仿真系统具有一定的借鉴意义。     

侦察卫星战场应用综合仿真系统

研究卫星战场侦察问题,为提高效率保证变轨的姿态控制,时空关系条件是影响侦察卫星战场应用效能的重要因素,采用仿真技术作为时空关系分析的有效手段.通过建立了侦察卫星战场应用综合仿真系统,包括考虑摄动因素的卫星轨道计算模型,卫星机动变轨模型,战场目标系统模型,卫星战场应用效能评估模型.以某光学侦察卫星的变轨侦察过程为例,进行了卫星变轨过程仿真和战场应用效能评估,仿真结果表明了仿真系统的有效性,为设计提供可靠依据.     

卫星成像侦察需求满足度评价方法研究

现有卫星成像侦察系统仅能部分满足用户需求。为此,提出一种新的卫星成像侦察需求满足度评价方法。从图像质量、侦察时间及侦察区域3个方面评价卫星成像侦察需求满足度,针对持续监视需求,设计侦察时间满足度量化方法,根据区域侦察中包含重要点目标的情况,给出区域侦察需求满足度计算方法。分析结果表明,该方法能够有效评价侦察需求的满足度,并发现导致满足度降低的原因。     

MATLAB/STK联合仿真方法研究及GUI设计

详细介绍了MATAB(矩阵实验室)与STK(卫星工具箱)软件互联的方法;STK提供了相应的二次开发接口,可供MATLAB等软件进行二次开发;利用MATLAB和STK软件组合搭建仿真环境,以某Walker星座的设计与优化算法为例,具体介绍了联合仿真步骤流程及GUI界面的设计方法,并综合考虑了卫星轨道、传感器以及卫星编队等相关参数对星座最优设计的影响;结果表明,利用MATLAB和STK组合仿真能够以图像及数据列表的形式方便直观的给出最优结果,通过联合仿真,较大程度上减小了MATLAB的编程工作量,同时通过GUI界面的设计,以可视化的形式对主体程序进行集成,只需输入参数,便可快速进行相应的轨道仿真与数据输出,避免了在进行卫星星座设计时需反复对STK参数进行调整的工作;在对卫星星座设计与运行轨道的问题分析中,MATLAB/STK联合仿真相较于使用单一软件进行问题分析而言,要更加便利、形象直观。     

面向区域的电子侦察卫星规划系统设计与实现

电子侦察卫星对区域目标的覆盖侦察在反恐及海上搜救等领域发挥着极其重要的作用。针对电子侦察卫星区域覆盖探测需求,综合考虑各种星地资源使用约束,提出了一种面向区域覆盖的电子侦察卫星多目标规划方法,并设计实现了相应的规划仿真系统。对问题建模进行了深入分析,设计了系统的组成结构及运行流程,并详细介绍了各功能模块中的关键技术,包括基于多目标进化机制的侦察序列求解算法和基于并行车间调度模型的数传序列求解算法。最后给出了一个应用实例及仿真规划结果,从侦察规划和数传规划两方面验证了系统的有效性与适应性。该系统的运行效果已在实际项目中得到检验。     

基于NSGA-Ⅱ算法的区域覆盖卫星星座优化

针对区域覆盖的卫星星座优化设计.将一种基于Pareto最优概念的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)引入区域覆盖侦察卫星星座的多目标优化设计,并利用多属性决策中的字典序法,根据目标的重要程度.在得到的Parcto解中进行选择.最后,利用STK和Visual C++针对侦察卫星星座进行了仿真,仿真结果表明了算法可以找到多个Pareto解,避免了传统求解方法的权值选择问题,并且较简单遗传算法具有更好的灵活性,为解决星座多目标优化设计问题提供了新的思路.     

成像卫星任务规划可视化仿真系统实现技术

对成像卫星任务规划的方案进行可视化仿真分析,是确保成像卫星任务规划的可靠性和高效益的有效途径。本文在分析成像卫星任务规划的可视化仿真特性、建模特性、数据处理技术等的基础上,设计了一种适合于成像卫星任务规划的可视化仿真系统。该系统基于GIS设计了任务规划二维规划视图,在STK基础上构建了任务规划三维视景仿真分析环境。同时,建立了资源库,对仿真的场景、模型资源进行有效管理。该系统已成功应用于某卫星任务规划系统,提高了成像卫星任务规划的效率。     

WPF/STK集成的卫星轨道引导文件自动生成方法

针对获得轨道引导文件的传统方法比较繁琐和复杂的问题,详细介绍了采用WPF（Windows呈现基础）与STK（卫星工具箱）软件集成的方法;利用Visual Studio（可视化工作室）搭建仿真环境,以自动产生某卫星轨道引导文件的程序为例,具体介绍了集成开发的步骤流程及遇到的问题和解决方法;结果表明,利用WPF和STK进行系统集成,不仅能够获取符合任务要求轨道引导文件,而且大大减小了WPF的编程工作量,同时通过个性化主界面设计,以可视化的形式对主程序集成,只需输入参数,便可快速获取相应的引导文件,避免了获取引导文件时需反复对STK参数进行修改;在测控任务开始前获取轨道引导文件的操作中,WPF/STK联合仿真相较于仅使用STK软件进行处理而言,要更加简洁高效。     

基于Arena的卫星侦察地面系统仿真

侦察卫星地面应用系统仿真的目的,就是为了模拟控制数据的形成过程,以及有效载荷数据从接收、处理到按用户需要形成情报产品的流程,通过模拟系统的控制流和数据流,找出系统瓶颈并优化系统流程.通过讨论卫星侦察地面系统的组成和功能,分析系统工作原理,提出了将系统流程分成用户服务流程和数据接收处理流程两部分的思想.基于离散事件仿真软件Arena,设计并实现了卫星侦察地面系统的用户服务流程和数据接收处理流程.通过仿真结果分析,找出了系统瓶颈所在,提出了系统改进意见.     

卫星任务规划系统时间窗口模块的设计与实现

设计并实现了卫星任务规划系统的时间窗口模块。通过数据接口设置任务的约束要求,利用STK(Satellite Tool Kit)的时间窗口计算能力,计算卫星传感器对于地面目标的可用时间窗口,以简化资源调度模块的求解过程。对于没有可用时间窗口的任务,时间窗口模块能分析时间窗口分配失败的原因,用户可以根据失败原因来分析卫星系统的动态能力。     

基于STK/Scheduler的空间天文卫星任务规划研究

空间天文卫星任务规划是一类复杂的NP难问题,将STK/Scheduler(Satellite Tool Kit/ Scheduler,卫星仿真工具包/任务规划)商业软件从对地观测任务规划领域拓展应用至空间天文卫星任务规划领域,对于获取可靠解算结果、快速构建地面运控仿真环境、提供解算参考基准具有重要意义。根据空间天文卫星任务规划问题,建立了以最大获取科学回报为目标的多约束任务规划模型,开展了基于STK/Scheduler的空间天文卫星任务规划解算和实例验证。实验结果表明:利用STK/Scheduler开展空间天文卫星任务规划能够适应多种规划时段和解算要求,具有求解稳定等特点,可以满足空间天文卫星任务规划的基本需求。     

光学侦察卫星任务时效性评估研究

卫星任务时效性直接影响卫星的任务效益,针对光学侦察卫星任务流程,详细分析任务相关环节并建立了数学模型;从时间链上对侦察卫星姿态调节时间、过境时间、数据下传时间三个任务环节进行了仿真计算,并比较了多颗卫星对具体观测任务的相关时效差异以及相关影响因素,有效反映了侦察卫星任务效能,为光学侦察卫星任务时效性分析及效能评估提供了依据,对卫星观测任务方案时间任务效能分析预评估有重要的应用价值。