ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΡΟΧΙΕΣ ΔΟΡΥΦΟΡΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ STK 10

Transcript

1 ΤΕΙ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΡΟΧΙΕΣ ΔΟΡΥΦΟΡΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ STK 10 A. Αρχικό Set-up 1. Κλικάρετε την εικόνα του STK 10 B. Δημιουργώντας το περιβάλλον 1. Κλικάρετε στο «Create New Scenario». 2. Εμφανίζεται η μάσκα «New Scenario Wizard». 3. Ονομάστε το νέο Σενάριο «Troxies» a) Πατήστε το κουμπί για να αλλάξετε την τοποθεσία αποθήκευσης. b) Εμφανίζεται η μάσκα «Browse for Folder». Βρείτε το «C:\». Πατήστε «Make New Folder» και πληκτρολογήστε ΤΕΙ\labOrbits. c. Θα αναδυθεί η μάσκα «STK: New Scenarios Wizard». Πατήστε OK. 1

2 4. Περιμένετε μέχρι να επανεμφανιστεί το software: a) Θα δείτε τη μάσκα «Insert STK Objects». Πατήστε «close». Θα χρησιμοποιήσουμε τη μάσκα αργότερα για να προσθέσουμε αντικείμενα στο σενάριό μας. 5. Μεγιστοποιήστε το παράθυρο που περιέχει το «3D globe». Κλείστε το παράθυρο «Time line View» 6. Χρησιμοποιώντας το ποντίκι a) Πατώντας το αριστερό κουμπί και κουνώντας το ποντίκι αλλάζει η γωνία με την οποία βλέπουμε τη Γή. b) Πατώντας το δεξί κουμπί και κουνώντας το ποντίκι αλλάζει το βήμα εστίασης (zoom in and out). 2

3 c) Πειραματιστείτε μέχρι να νοιώσετε άνετα με τα κουμπιά ελέγχου. 7. Reset view: Εάν δεν μπορείτε να δείτε τη Γή πατήστε το κουμπί «Home View ( )» στην κορδέλα περιήγησης του «3D Graphics». Γ. Προσθήκη Αντικειμένων 1. Θα χρησιμοποιήσουμε τον «Objects Browser» στα αριστερά της Οθόνης για να προσθέσουμε αντικείμενα στο σενάριο μας. 2. Πατήστε «Insert» στην γενική κορδέλα περιήγησης και μετά πατήστε «New». Αναδύεται η μάσκα «STK Objects». 3. Πατήστε «Place». Στην δεξιά πλευρά της μάσκας ενεργοποιείται η περιοχή «Select a Method». 3

4 4. Διπλό κλικ στο «From City Database». a) Αναδύεται η μάσκα «Insert from city database». b) Στο «City Name» πληκτρολογήστε «Sparta» και πατήστε «Search». c) Ανάμεσα στα αποτελέσματα εμφανίζεται και η «Sparta, Lakonia, Greece» με Γεωγραφικό Πλάτος και Γεωγραφικό Μήκος d) Αν θέλετε να αλλάξετε το χρώμα μπορείτε να το αλλάξετε πατώντας «Color» e) Επιλέξτε τη Σπάρτη που μας ενδιαφέρει και πατήστε «Insert». 4

5 f) Πατήστε «Close». g) Πατήστε «Close»για να κλείσετε το παράθυρο «Insert STK Objects». 5. Περιηγηθείτε στην υδρόγειο για να δείτε πως φαίνεται η πόλη Σπάρτη στην επιφάνεια της Γής. 6. Εάν ζουμάρετε στην πόλη θα σας εμφανιστούν εικόνες της πλατείας της Σπάρτης από την υπηρεσία Bing. 7. Πατήστε «Window Tile Vertically» για να εμφανιστεί και το «2D Graphics». 5

6 Δ. Εισαγωγή Δορυφόρων 1. Θα προσθέσουμε μερικούς δορυφόρους προς σύγκριση 2. Πατήστε «Insert». a) Πατήστε «New», b) Επιλέξτε «Satellite» στην αριστερή πλευρά του παραθύρου 3. Διπλό κλικ στο «Orbit Wizard» στη δεξιά πλευρά του παραθύρου 4. Εμφανίζεται το παράθυρο «Orbit Wizard». a) Στην επιλογή «Type» επιλέξτε «Geosynchronous» b) Στο πεδίο «Satellite Name» ονομάστε τον δορυφόρο «GEO». c) Στο δεξιό μέρος στην επιλογή «Color» επιλέξτε το χρώμα που θέλετε. Πατήστε OK 6

7 d) Πατήστε «Close» για να κλείσει η μάσκα «Insert STK Objects». 5. Παρατηρείστε την τροχιά του δορυφόρου σε 2D και 3D Graphics. 6. Παρατηρείστε ότι η τροχιά του δορυφόρου εμφανίζεται σε 3D Graphics ενώ σε 2D Graphics φαίνεται σαν να μένει σταθερός σε ένα σημείο. E. Παίζοντας με τον Χρόνο 1. Κουμπιά Ελέγχου Χρόνου : a) Πατήστε play και δείτε την περιστροφή της Γης και του Δορυφόρου (Το μπλε δεξιόστροφο βέλος στην λωρίδα περιήγησης χρόνου) b) Πατήστε το κουμπί «Reset» για να επανέλθετε στην αρχική χρονική στιγμή. c) Μπορείτε να επιταχύνετε ή να επιβραδύνετε τη ροή του χρόνου πατώντας στα βέλη που δείχνουν προς τα άνω και προς τα κάτω αντίστοιχα. 2. Τώρα ας προσθέσουμε μερικούς ακόμη δορυφόρους. Είδαμε πως χρησιμοποιείται το «orbit wizard». Θα προσθέσουμε μερικούς ακόμα τύπους δορυφόρων και θα τους συγκρίνουμε. Επαναλάβατε τα βήματα της ενότητας Δ με τις παρακάτω αλλαγές. i. Επιλέξτε «Insert..New. Satellite», μετά πατήστε «Orbit Wizard». ii. Επιλέξτε τον τύπο «Circular» και αλλάξτε το όνομα του δορυφόρου σε LEO. iii. Πατήστε OK. iv. Επιλέξτε «Satellite», μετά πατήστε «Orbit Wizard». 7

8 v. Επιλέξτε τον τύπο «Sun Synchronous» και αλλάξτε το όνομα του δορυφόρου σε «SUNSYNCH». vi. Πατήστε OK. vii. Επιλέξτε «Satellite», μετά πατήστε «Orbit Wizard». viii. Επιλέξτε τον τύπο «Molniya» και αλλάξτε το όνομα του δορυφόρου σε «MOLNIYΑ». ix. Πατήστε OK και μετά Close. 3. Χρησιμοποιήστε τα Κουμπιά Ελέγχου Χρόνου για να δείτε τις τροχιές των δορυφόρων. ΣΤ. Προσθέτοντας Sensors 1. Τώρα ας προσθέσουμε έναν «sensor» στον δορυφόρο Molniya για να δούμε πως βλέπει την Γή από την τροχιά του. 2. Ας φτιάξουμε τον δορυφόρο έτσι ώστε να «βλέπει» τη Γή: Προσθήκη sensor: a) Επιλέξτε «Insert», μετά «New» b) Από την υποενότητα «Attached Objects» επιλέξτε «Sensor» c) Διπλό κλικ στο «Insert Default» στην υποενότητα «Select Method» d) Αναδύεται η μάσκα «Select Object». Επιλέξτε τον «Molniya» e) Πατήστε OK, μετά «Close». 3. Πτήσε το «Reset» και μετά το «Play». i. Μπορείτε να δείτε τον κώνο που δείχνει από τον δορυφόρο προς τη Γη. Θα πρέπει να τον τροποποιήσουμε λίγο. ii. Διπλό κλικ στο «Sensor1» που επικολλάται στον δορυφόρο «Molniya». 8

9 iii. iv. Αναδύεται η μάσκα «properties» για τον σένσορα. Στην κατηγορία «Basics» επιλέξτε «Definition» και αλλάξτε την γωνία του κώνου «Cone Angle» από 45 σε 8 μοίρες «8 deg». v. Πατήστε OK vi. Επανεκκινήστε το σενάριο για να δείτε τις διαφορές. Η ακτίνα του σένσορα είναι λιγότερο φαρδιά. Τώρα ο σένσορας «κοιτάει» την Γη χωρίς να σπαταλάει άσκοπα ενέργεια στο διάστημα. Ζ. Πρόσβαση 1. Τώρα χρειάζεται να δούμε πότε ο δορυφόρος «μιλάει» με τις εγκαταστάσεις στην Σπάρτη: a) Πατήστε στον «Sensor1»που επικολλάται στον δορυφόρο «Molniya». b) Επιλέξτε «Analysis» από την ταινία πλοήγησης εργαλειοθήκη στην κορυφή c) Επιλέξτε «Access». Access σημαίνει το πότε ο δορυφόρος μπορεί να «δει» κάτι στο έδαφος. d) Επιλέξτε «Sparta». e) Πατήστε «Compute». f) Θα δείτε ότι το όνομα της εγκατάστασης στο έδαφος άλλαξε σε «*Sparta». 9

10 g) Πατήστε στο «Access» στην περιοχή «Reports». h) Αναδύεται νέο παράθυρο το οποίο δείχνει σε ποια χρονικά διαστήματα ο σένσορας δορυφόρος «βλέπε»ι την Σπάρτη. Εμφανίζεται επίσης και ο συνολικός χρόνος πρόσβασης (σε δευτερόλεπτα). 3. Δημιουργήστε το «Access Reports» για κάθε έναν από τους υπόλοιπους δορυφόρους. Συγκρίνατε τους χρόνους πρόσβασης για κάθε δορυφόρο. Εξηγήστε τις διαφορές. 4. Γιατί ο «Geosynchronous» Δορυφόρος δεν «βλέπει» καθόλου τη Σπάρτη. Δημιουργήστε έναν νέο γεωστατικό δορυφόρο που να βλέπει την Σπάρτη (πρέπει να αλλάξετε το «sub satellite point»). Ψάξτε στο «Satellite database» έναν υπαρκτό γεωστατικό δορυφόρο που να βλέπει την Ελλάδα (ψάξτε στο «local 10

11 database» χρησιμοποιώντας την λέξη «Hellas»). 5. Μετά τις αλλαγές ποιος δορυφόρος έχει το μεγαλύτερο χρόνο πρόσβασης; 6. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ «Geosynchronous» και «Sun Synchronous» δορυφόρου; 7. Στον δορυφόρο «LEO» αλλάξτε την παράμετρο «inclination» (δεξί κλικ στον Δορυφόρο και επιλογή «Properties») στις 30 degrees. Πως μεταβάλλεται ο συνολικός χρόνος πρόσβασης; 8. Υπολογίστε με δοκιμές σε ποιο «inclination» μεγιστοποιείται ο συνολικός χρόνος πρόσβασης. 9. Στον σένσορα του δορυφόρο «Molniya» αλλάξτε την γωνία του κώνου στις 10 degrees. Πως μεταβάλλεται ο συνολικός χρόνος πρόσβασης; 10. Υπολογίστε με δοκιμές από ποια γωνία και μετά μεγιστοποιείται ο συνολικός χρόνος πρόσβασης. 11. Εισάγετε «Satellite Select a Method Load GPS Constellation». Πόσοι δορυφόροι χρειάζονται για να καλυφθεί το GPS σύστημα σε πλανητικό επίπεδο; 11