【STK11官方Tutorial學(xué)習(xí)筆記】Lesson10：向量幾何工具
Lesson 10 Vector Geometry Tool
本節(jié)課程用于講解幾何向量工具包。
在 Lesson 3 中，我們使用到了衛(wèi)星模型的向量。本課程中，我們將使用幾何向量工具包自定義向量模型。
由于本課程視頻只有一半，所以以下教程根據(jù)上述官方文檔順序進行。
創(chuàng)建新場景
創(chuàng)建一個持續(xù)時長為兩天的新場景。
打開 STK 軟件
點擊創(chuàng)建新場景按鈕
3. 在新場景向?qū)е?，修改場景名稱為 STK_AnalysisWorkbench。結(jié)束時間改為 + 2 days。
4. 點擊 OK
5. 場景加載后，點擊保存。
6. 確認保存的路徑和文件名。直接點擊保存即可。
禁用地形服務(wù)器
打開場景屬性。
2. 點擊 Basic>Terrain。
3. 取消勾選使用地形服務(wù)器。(Use terrain server for analysis)
4. 點擊 OK。
插入設(shè)施
插入設(shè)施對象用以跟蹤衛(wèi)星。
1. 使用 STK 對象工具插入設(shè)施對象，插入方式為默認插入。
2. 將設(shè)施對象重命名為 Sat_Tracker。
插入衛(wèi)星
插入衛(wèi)星作為設(shè)施跟蹤的對象。
1. 使用 STK 對象工具箱插入衛(wèi)星對象，插入方式選擇軌道向?qū)?(Orbit Wizard)。
2. 設(shè)置衛(wèi)星名稱為 My_Sat，衛(wèi)星高度為 700 km，顏色為白色。
3. 點擊 OK。
創(chuàng)建接入
創(chuàng)建設(shè)施對象和衛(wèi)星對象之間的接入。
1. 在對象瀏覽器中，右鍵 Sat_Tracker，點擊 Access。
2. 在關(guān)聯(lián)對象列表中選擇 My_Sat。
3. 點擊 Compute。
4. 觀察時間線視圖，此時應(yīng)該有多個連通的接入。
5. 關(guān)閉接入工具窗口。
向量幾何工具 (Vector Geometry Tool)
任務(wù)：創(chuàng)建兩個向量之間的夾角。
1. 打開 3D 地圖窗口。(默認已打開)
2. 聚焦到地面設(shè)施。
3. 打開地面設(shè)施的屬性。
4. 點擊 3D Graphics>Vector。
太陽向量
太陽向量 (Sun Vector) 以設(shè)施 Sat_Tracker 的中心為錨點，指向太陽。
1. 選中太陽向量的 show 選項。
2. 點擊 Apply。
3. 返回 3D 地圖窗口，調(diào)整視角以看清太陽向量。(注意調(diào)整時間。此時我的場景正值黑夜，太陽在地球背面，所以該向量指向設(shè)施下方)
4. 點擊動畫工具欄的播放按鈕，可以看到太陽向量會一致跟隨著太陽進行運動。
5. 結(jié)束觀看后，不要忘記點擊動畫工具欄中的重置按鈕。(上圖中紅色按鈕)
6. 返回設(shè)施 Sat_Tracker 的屬性窗口。
衛(wèi)星向量
可以將場景中的對象添加到向量幾何工具的向量列表之中。
1. 點擊添加。這會打開向量幾何工具。
2. 在 Sat_Tracker 的組件列表中，展開 To Vectors 所在文件夾。
3. 選中 My_Sat 向量。
4. 點擊 OK。
5. 勾選 Show Magnitude 選項。
6. 點擊 Apply。
7. 返回 3D 地圖窗口，調(diào)整視角?？梢钥吹教栂蛄亢托l(wèi)星向量。
8. ?點擊動畫工具欄中的播放按鈕，會觀察到 My_Sat 向量會一直指向衛(wèi)星。Show Magnitude 使得地圖中可以動態(tài)顯示地面站到衛(wèi)星之間的距離。
9. 播放完成后，點擊動畫工具欄中的重置按鈕。
10. 返回 Sat_Tracker 的屬性窗口。
自定義角
創(chuàng)建太陽向量和衛(wèi)星向量之間的夾角。假設(shè)場景中有這樣一個需求，當(dāng)太陽向量與衛(wèi)星向量之間的夾角小于 30 度時，則關(guān)閉衛(wèi)星追蹤系統(tǒng)。
1. 在對象瀏覽器中，右鍵 Sat_Tracker 并且選擇 Analysis Workbench。
2. 打開 Vector Geometry 標(biāo)簽頁 選中 Sat_Tracker。
3. 點擊新建角 (Create New Angle) 按鈕。
4. 在彈出窗口中，做以下設(shè)置：
類型 (Type)：Betweem Vectors
名稱 (Name)：Sun_Angle
原向量 (From Vector)：Sat_Tracker My_Sat
目標(biāo)向量 (To Vector)：Sat_Tracker Sun
5. 點擊 OK。
導(dǎo)入自定義角
返回 Sat_Tracker 的屬性窗口。點擊 3D Graphics>Vector。
選擇角 (Angles) 標(biāo)簽頁。
點擊添加 (Add) 按鈕。
4. 選中 Sun_Angle。
5. 點擊 OK。
6. 選中展示角大小 (Show angle value) 選項。
7. 點擊Apply。
8. 返回 3D 地圖窗口并調(diào)整視角，確保你能看到太陽向量、衛(wèi)星向量以及它們之間的夾角。
9. 點擊動畫工具欄中的播放按鈕。在動畫播放時，角度大小也會隨之改變。
10. 播放完成后，點擊動畫工具欄中的重置按鈕。
計算工具
任務(wù)：確認什么時間太陽角 (Sun_Angle) 的角度小于 30 度。
創(chuàng)建一個標(biāo)量
返回 Sat_Tracker 的分析工作臺 (Analysis Workbench)。
選擇計算 (Calculation) 標(biāo)簽。
3. 確保左側(cè)對象列表中的 Sat_Tracker 處于選中狀態(tài)。
4. 點擊創(chuàng)建新標(biāo)量計算 (Create new Scalar Calculation) 按鈕。(位于工作臺中間)
5. 在添加計算組件 (Add Calculation Component) 窗口中，設(shè)置以下內(nèi)容：
類型 (Type)：角 (Angle)。
名稱 (Name)：Scalar_Sun_Angle
輸入角 (Input Angle)：Sat_Tracker Sun_Angle
6. 點擊 OK。
設(shè)置條件
點擊創(chuàng)建新條件 (Create new Condition) 按鈕。
2. 當(dāng)計算組件窗口開啟后，設(shè)置以下內(nèi)容：
類型 (Type)：Scalar Bounds
名稱 (Name)：Below_30_Degrees
標(biāo)量 (Scalar)：Sat_Tracker Scalar_Sun_Angle
操作 (Operation)：Below Maximum
最大值 (Maximum)：30 deg
3. 點擊 ?OK。
4. 在 Sat_Tracker 的組件列表中，展開 Below_30_Degrees 項。
5. 右鍵 SatisfactionIntervals 選擇 Report。
在報告中可以看到太陽角在整個場景時間區(qū)間內(nèi)，小于 30 度的時間。但是報告中沒有說明這些時間與地面站和衛(wèi)星處于連通狀態(tài)的時間之間的關(guān)系。
6. 關(guān)閉報告。
7. 使用鼠標(biāo)直接將 SatisfactionIntervals 拖入時間線視圖。
觀察時間線視圖，可以看到太陽對地面站與空間站接入的干擾時間。(因為在場景中假設(shè)了當(dāng)太陽角小于 30 度時，關(guān)閉衛(wèi)星追蹤系統(tǒng))
時間工具
使用分析工具臺中的時間工具可以創(chuàng)建和管理時間實例、區(qū)間和區(qū)間集合，將其命名作為可用于模型屬性或計算對象的實體。
創(chuàng)建自定義區(qū)間集合用于確定追蹤時機
區(qū)間列表
創(chuàng)建一個可融合太陽角小于 30 度的時間和地衛(wèi)連通時間的時間列表。
1. 返回分析工作臺。
2. 選擇時間標(biāo)簽。
3. 確保對象列表中的 Sat_Tracker 處于選中狀態(tài)。
4. 點擊創(chuàng)建新區(qū)間列表 (Create new Interval List) 按鈕，設(shè)置如下內(nèi)容：
類型 (Type)：Merged
名稱 (Name)：Optimal_Tracking_Times。
操作 (Operation)：MINUS (performing simple subtraction 相減)
5. 移除時間組件列表中的任意時間組件，如果需要的話。(兩個全移除掉)
被減數(shù)
地面站與空間站之間的連通區(qū)間列表作為被減數(shù) (Minuend)。
1. 點擊 Add。
2. 在選擇時間區(qū)間窗口中 (Select Time Intervales)，左側(cè)選中 Facility-Sat_Tracker-To-Satellite-My_Sat。
3. 右側(cè)選中 AccessIntervals。
4. 點擊 OK。
減數(shù)
將太陽角小于 30 度的時間區(qū)間作為減數(shù)。
1. 點擊 Add。
2. 在選擇時間區(qū)間窗口中 (Select Time Intervales)，左側(cè)選中 Sat_Tracker。
3. 右側(cè)選中 Below_30_Degrees 下的 SatisfactionIntervals。
4. 點擊 OK。
差
之前定義的 Optimal_Tracking_Times 作為上述兩者的差 (Difference)。
被減數(shù)和減數(shù)定義好后點擊 OK。
在 Sat_Tracker 的組件列表中，右鍵 Optimal_Tracking_Times 選擇 Report。
報告中顯示了太陽角小于 30 度的系統(tǒng)可以工作的時間。
2. 關(guān)閉報告。
3. 使用鼠標(biāo)將 Optimal_Tracking_Times 拖入時間線視圖。
時間線視圖
觀察一個接入連接被干擾的實例。(由于本人的本次實驗比較巧，兩個時間沒有重合的地方，所以差和被減數(shù)是相等的)
在時間線視圖中，右鍵被干擾的時間區(qū)間。
點擊 Center，在時間軸上平鋪該時間段。
在時間線視圖上，可以看到 Optimal_Tracking_Times 中去除了太陽角小于 30度的時間。
3. 在時間線視圖工具欄中，點擊刷新當(dāng)前時間線視圖 (Refresh Current Time View) 按鈕來重置時間線視圖。
保存你的工作
當(dāng)你完成之后，關(guān)掉所有的報告。
保存你的工作。
