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基于STK的卫星导航干扰仿真技术研究

作　者: 鲍猛
导　师: 潘成胜
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: GPS导航 干扰 卫星编队 轨道机动 STK
分类号: TN967.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


在众多的导航系统中,对GPS导航系统的研究尤为突出,尤其它在信息战方面表现出的强大优势。制信息权和制空权、制海权一样,成为战争胜负的关键。因此,在未来战争中GPS导航卫星系统将成为敌方及其盟友精确指挥控制、精确打击和精确兵力部署的关键支撑系统。研究GPS导航系统及其干扰方法,对搞好GPS对抗建设,积极探寻太空信息领域的制胜之策,制定未来作战攻守策略具有十分重要的意义。为了研究GPS干扰机的搭载平台技术,本文在空间动力学的基础上,结合STK卫星仿真工具软件,对卫星编队和轨道机动两种干扰搭载平台技术进行研究。在对这两种平台的干扰应用模式进行研究的基础上,提出干扰方案,得到最佳干扰策略。首先,进行基于特定任务的干扰实施建模,在对GPS的应用和干扰可行性分析及干扰目标特性和干扰方式的深入研究基础上,给出干扰平台选择的依据,从而进行了绕飞、伴飞和轨道机动的建模。针对卫星编队技术,通过对坐标系建立和转换,对Hill方程动力学模型进行了深入研究,设计了基于Hill方程的几种空间编队队形。通过Matlab仿真分析,验证这种方法是正确的。针对轨道机动技术,对能量最省、时间最省轨道转移方式和共面情况下的机动时机进行了研究,建立了一种优化的轨道机动模型,并对机动时机进行了分析,得出较优机动方案。其次,对辅助仿真软件STK(Satellite Tool Kit)进行了研究,重点对STK/Astrogator模块和STK/Connect模块的应用机理进行了研究,设计并实现了基于卫星编队飞行的STK-RTI中间件。最后,对敌军事卫星的伴飞干扰和敌空间作战飞行器变轨机动干扰应用模式进行了分析与设计,在STK下进行了仿真实现,并对仿真结果做出效能分析,得出较优的干扰平台。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-16
  1.1 课题的提出  11-12
  1.2 国内外研究现状和发展趋势  12-14
  1.3 论文结构  14-16
第2章 基于特定任务的干扰实施建模  16-48
  2.1 GPS 及其干扰可行性的研究  16-18
    2.1.1 GPS 的应用研究  16-17
    2.1.2 对 GPS 实施干扰的可行性分析  17-18
  2.2 干扰目标及其特性分析  18-19
    2.2.1 低轨军事卫星  18-19
    2.2.2 空间作战飞行器  19
  2.3 干扰方式及干扰平台选择  19-23
    2.3.1 压制式干扰  20-21
    2.3.2 欺骗式干扰  21
    2.3.3 干扰平台选择  21-23
  2.4 绕飞、伴飞建模  23-40
    2.4.1 坐标系及模型描述  23-29
    2.4.2 编队卫星队形及轨道设计  29-40
  2.5 轨道机动建模  40-48
    2.5.1 能量最省的转移方式  40-42
    2.5.2 时间最省的转移方式  42-43
    2.5.3 共面轨道机动时机的研究  43-45
    2.5.4 一种优化的轨道机动的建模  45-48
第3章 基于STK 的辅助仿真研究  48-62
  3.1 STK 及其功能模块的研究  48-49
  3.2 STK/Astrogator 模块的应用研究  49-51
  3.3 STK/Connect 模块的应用研究  51-56
    3.3.1 STK/Connect 模块的简介  51
    3.3.2 STK/Connect 模块的机理及配置方法  51-56
  3.4 基于卫星编队飞行的STK-RTI 中间件的设计与实现  56-62
    3.4.1 HLA/RTI 的研究  56
    3.4.2 STK-RTI 中间件的功能  56-60
    3.4.3 界面功能实现  60-62
第4章 基于微小卫星编队飞行的干扰仿真实现  62-74
  4.1 干扰目标的特性分析  62-64
  4.2 关键参数及视景  64-67
  4.3 效能分析  67-74
第5章 基于微小卫星轨道机动的干扰仿真实现  74-80
  5.1 干扰目标的特性分析  74-75
  5.2 关键参数及视景  75-77
  5.3 效能分析  77-80
结论  80-81
参考文献  81-83
攻读学位期间发表的论文及取得的研究成果  83-84
致谢  84-85

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电导航 > 各种体制的导航系统 > 卫星导航系统
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