針對(duì)航天器軌道動(dòng)力學(xué)課程理論性和應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn),研究了基于STK的課程仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。從教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容體系上分析了航天器軌道動(dòng)力學(xué)課程特點(diǎn),提出了基于仿真場(chǎng)景課件和仿真實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革思路,提煉出航天器軌道機(jī)動(dòng)設(shè)計(jì)和地面覆蓋能力分析兩個(gè)課程設(shè)計(jì)題目。并選取經(jīng)典霍曼轉(zhuǎn)移軌道,基于STK/Astrogator模塊給出了軌道機(jī)動(dòng)設(shè)計(jì)的仿真實(shí)例。教學(xué)實(shí)踐表明,該方法有利于學(xué)生構(gòu)建空間邏輯思維、理解復(fù)雜理論問(wèn)題、培育實(shí)踐應(yīng)用能力,有效提升了教學(xué)效果。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2020,37(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

航天器軌道動(dòng)力學(xué)課程內(nèi)容體系

仿真場(chǎng)景課件利用STK/VO模塊2D/3D可視化場(chǎng)景，可將復(fù)雜抽象的軌道動(dòng)力學(xué)理論知識(shí)以平面/立體的圖片/視頻形式直觀展現(xiàn)出來(lái)。以講授航天器軌道和坐標(biāo)系的相關(guān)內(nèi)容為例，制作3D仿真場(chǎng)景視頻，如圖2所示。場(chǎng)景參考系設(shè)置為地慣系（紅色坐標(biāo)軸），播放場(chǎng)景后，地慣系和航天器軌道（黑色橢圓）保持不變，地固系（黑色坐標(biāo)軸）隨地球自轉(zhuǎn)，航天器則在軌道上運(yùn)行。通過(guò)仿真場(chǎng)景，對(duì)動(dòng)靜坐標(biāo)系、航天器軌道穩(wěn)定性和航天器位置時(shí)變性之間的關(guān)系一目了然。3.2 仿真實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)

STK/Astrogator是交互式軌道機(jī)動(dòng)和軌道設(shè)計(jì)的專(zhuān)用分析模塊，用于高精度軌道機(jī)動(dòng)設(shè)計(jì)仿真分析，其頁(yè)面如圖3所示。STK/Astrogator通過(guò)用戶定義的任務(wù)控制序列（mission control sequence,MCS）來(lái)計(jì)算航天器星歷及執(zhí)行程序飛行任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)航天器沿預(yù)定軌道運(yùn)行。作為一種圖形編程語(yǔ)言，MCS以任務(wù)段（mission segments）的形式規(guī)定如何計(jì)算航天器軌道。任務(wù)段分為星歷生成段和程序控制段兩大類(lèi)。

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