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MATLAB实现的卫星轨道机动模拟仿真与分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发,提供GPS数据解析、轨道动力学建模及机动策略仿真功能,支持地球非球形引力与日月摄动等扰动分析,适用于卫星轨道优化与机动过程研究。

详 情 说 明

基于GPS数据的卫星轨道机动模拟仿真与分析系统

项目介绍

本项目是一个集成了轨道数据解析、动力学建模、机动策略仿真、精度分析与可视化功能的卫星轨道机动模拟仿真系统。系统能够处理标准格式的GPS星历与观测数据,建立高精度轨道动力学模型,模拟典型轨道机动过程,并通过与实际观测数据的比对评估轨道仿真精度,为卫星轨道设计、机动策略验证与性能分析提供全面的仿真支持。

功能特性

  • 轨道数据解析模块:支持读取并解析RINEX格式的GPS导航星历数据和观测数据,提取精密轨道参数与观测值。
  • 轨道动力学建模:构建包含地球非球形引力摄动、日月第三体引力摄动等关键扰动因素的高保真轨道动力学模型。
  • 机动策略仿真:实现霍曼转移、共面轨道调整等典型轨道机动方式的数值仿真,支持用户自定义推力参数与机动时刻。
  • 轨道精度分析:利用GPS观测数据作为基准,对仿真轨道进行精度评估,统计位置、速度误差并生成评估报告。
  • 可视化展示:提供卫星轨道与机动轨迹的三维动态可视化显示,同时生成轨道高度、倾角等关键参数的时间序列曲线图。

使用方法

  1. 准备输入数据:配置所需的RINEX格式星历文件、观测文件,设定卫星初始轨道参数、机动控制参数及力学模型参数。
  2. 运行仿真系统:执行主程序启动仿真流程。系统将自动完成数据解析、动力学积分、机动仿真与精度分析。
  3. 查看输出结果:仿真结束后,系统将生成包含时间序列数据、轨道要素对比、精度评估报告在内的多种结果文件。
  4. 分析可视化结果:通过系统生成的三维轨道图与参数变化曲线图,直观分析机动过程与轨道特性。

系统要求

  • 操作系统:Windows/Linux/macOS
  • 编程环境:MATLAB (建议 R2018b 或更高版本)
  • 必要工具包:MATLAB 基础安装(需包含图像处理与数值计算工具箱)
  • 内存建议:最低 4GB RAM,处理大型数据文件时建议 8GB 或以上

文件说明

主程序文件整合了系统的核心流程控制功能,包括调度轨道数据读取与解析模块、初始化卫星轨道动力学模型、执行指定的轨道机动策略仿真、调用数值积分算法进行轨道预报、实现仿真轨道与GPS观测数据的精度比对分析,并最终驱动可视化模块生成三维轨道动画与轨道参数时间序列图。