Visualyse Interplanetary

2023年6月1日

Visualyse Interplanetary

Visualyse Interplanetary对基础几何和动力学框架进行了重大更新,能够对月球和其他行星体及其周围的任务进行建模和仿真。

介绍

Visualyse Interplanetary的目标是扩展Visualyse Professional的模拟能力,以允许:

  1. 包括月球和火星在内的其他天体周围台站的建模
  2. 通过更详细地描述地球的形状和自转特征来增强几何框架。

Visualyse Professional在几何层的更新能够拓展出其他功能:

  • 模拟由于多普勒频移而改变的接收机频率的场景
  • 星座碰撞预测
  • TLE导入使用SGP4 / SDP4轨道预测模型
  • 支持使用儒略历时间定义仿真时间

这些增强功能允许对各种新方案进行建模,例如:

  • 仿真载人登月任务没有有害干扰的问题
  • 4G和5G移动系统对火星任务的影响
  • 月球任务、火星任务是否会对其他业务造成有害干扰

可视化星际设定

安装和配置

Visualyse Interplanetary使用了一组新的覆盖层,应该位于相关的覆盖层目录中。请注意,这些覆盖在每个XML文件中都有一个额外的字段,用于定义相关的天体。覆盖层示例如下所示:

视觉星际月球截图

主要太阳系内天体

Visualyse Interplanetary包含了一个额外的定义太阳系的物体列表。这可以在菜单选项“模型|太阳系”下找到。

如果没有指定JPL星历表文件,那么Visualyse Interplanetary将以传统模式工作。在这种情况下,该列表将仅包含标准的Visualyse Professional Earth,其中 是一个半径为 Re = 6378.145 km 的球体。

如果指定了 JPL 星历表文件,这将显示可用天体的列表,如图:

太阳系天体列表

您可以添加,编辑,复制和删除天体,允许输入主要行星和小行星的卫星。

每个对象都可以使用类似于以下内容的对话框查看或编辑:

编辑天体

注:Visualyse Interplanetary中的地球模型是标准的WGS84椭球体,每个物体都定义了它围绕的物体。

每个天体都有标识来识别它是否有(地面、大气层、海洋)。该字段用于确定哪些类型的空间站是允许的———例如:飞机不允许在月球上飞行。

星座间距离

星座间距离1 星座间距离2

多普勒频移效应

模拟由于多普勒频移而改变的接收机频率的场景

多普勒频移效应1 多普勒频移效应2

台站类型

台站类型已被重新标记,使它们更加通用,而不是特定于地球的,因为可以是 从以下对话框中看到:

空间站类型

每个站对话框的位置页面都有一个额外的字段,用于指定该站相对于哪个天体。在这里可以选择一个新的天体:

空间站对话

每个站的位置被转换为相对于所选天体的位置和速度矢量。

然后,这些坐标系被转换为一个通用的J2000.0坐标系,该坐标系使用平均赤道平面以太阳为中心。

这两组矢量在监视窗口中可见,如下所示:

观察窗口

天线指向

所有现有的台站天线指向方法仍然适用。 另外增加了通过指向天体的角度(赤经、赤纬)设置天线指向。

空间站天线

导入工具

更新导入工具时使用了以下方法:

  • SRS接口:中心天体必须是地球
  • 地面接口:中心天体必须是地球
  • 导入non-GSO:通过附属属性选择
  • FS导入:中心天体必须是地球
  • TX 导入:用于定义天体的附加字段
  • RX 导入:用于定义天体的附加字段

时间设置

时间设置有一些小改动:

  1. 所有时间都是UTC
  2. 有一个选项可以将开始时间定义为儒略日期

新对话框如下所示:

模拟运行时

仿真案例

围绕火星的轨道器与火星车的通信链路信号强度分析,其中绿色的线为火星车与卫星的通信链路。绿色圈为卫星信号的覆盖区域,在此区域内,卫星与火星着陆器通信信号质量最佳。

可视化行星际示例模拟

火星轨道器作为中继,与地球静止轨道上的卫星通信。

可视化行星际示例模拟

地月通信场景建模和仿真,探索月球星座与地球星座系统间实时高通量通信的应用场景。

可视化行星际示例模拟


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