STK 特定问题建模（四）北斗导航精度、DOP、可见卫星分析（第三部分）

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简介

本篇对卫星导航中的导航精度进行仿真，以北斗三号MEO卫星为例。计算全球任意区域、飞行航迹下的导航定位精度因子DOP（GDOP、PDOP等）以及给定测量精度下的定位精度

建模将从以下几个部分开展：
1、北斗三号卫星星座仿真（这里仅考虑MEO）
2、定义分析区域、剖分网格
3、导航精度分析
4、特定轨迹、峡谷环境导航精度分析

本篇续接上文，对峡谷山区环境下的导航精度进行分析，以圣海伦火山附近区域为例。

一、三维地形数据导入

有网络时（梯子），可以使用STK插件Bing地图方式加载地形数据。但是当网络不好时，可以通过手动外部导入地形数据，包括地形纹理数据和影像，从而在视图窗口中显示地形。这里选择后一种方式。

1.1 区域影像数据导入

STK影像数据为.jp2格式，常见的图片格式，如.png .jpg .bmp等可以通过STK自带的图片转换工具STK Imagery and Terrain Converter进行格式转换。

首先，下载一张圣海伦火山照片：（纬度46.1243至46.3138，经度-122.289至-122.048）

菜单栏点击Utilities—STK Imagery and Terrain Converter，打开图像转换器，将上图转换至.jp2格式并保存

点击Global Manager，在earth下点击添加，选择添加地形/影像，将转换后的文件导入

1.2 地形文件导入

导入影像文件后，需要导入地形文件，即三维地形纹理，并将其转换为STK .pdtt文件。这里选用常用的dem地形文件（对遥感影像进行处理获得的栅格数字高程模型）。SRTM是常见的获取dem地形文件的数据集，该数据由NASA和国家地理空间情报局通过雷达干涉测量、机载/舷外天线系统采集数据并生成的近全球陆地高程数据产品。这里选用SRTM数据集下载地形文件。

打开网站EarthExplorer，选中圣海伦火山区域：

数据集选择SRTM：

将格式为GeoTIFF的高程数据下载，而后通过Global Mapper软件，将其转换为USGS DEM的.dem格式，再通过STK的Imagery and Terrain Converter工具可转换成STK地形文件.pdtt格式。

与影像文件类似，点击Global Manager，在earth下点击添加，选择添加地形/影响，将转换后的文件导入。在Global Manager中，右键导入的地形文件，选择Zoom to，将视角转换至对应地形区域，最终结果如下：

二、剖分网格，设置约束

2.1 网格划分

与上一篇博客导航精度分析步骤类似STK 特定问题建模（四）北斗导航精度、DOP、可见卫星分析（第二部分），首先创建Area对象，将其选中圣海伦火山区域。

Insert Area对象，设置区域边界为圣海伦火山附近

对圣海伦火山区域进行网格剖分：插入Coverage对象，以默认方式插入。在覆盖网格区域中选择Custom Regions，将刚才创建的Area对象选中至右边。设置网格划分为Distance，网格大小为0.5km，网格高度选择为Altitude above Terrain，高度为0km（附着在地表）

网格划分结果如下：

2.2 网格约束

由于覆盖网格位于一些相当崎岖的地形上，为了使分析准确，在接下来计算导航精度钱，覆盖网格中的每个点都需要考虑当地地形。因此，需要创建一个设施对象，其约束可以应用于覆盖定义中的网格点（相当于约束模板的作用）。

以默认的方式插入设施：

改变设施坐标，将其部署在圣海伦火山区域内：

对约束设施进行编辑，在AzEIMask中，选择Terrain Data，并勾选Mask Constraint

接下来，将设施的约束应用于区域内剖分的每一个网格点上。编辑Coverage对象，在Grid中，点击Grid Constraint Options，约束模板选择为Facility，选中刚才创建的对象。

三、导航精度分析

网格剖分+约束设置完毕。接下来，对该峡谷山区的导航精度进行分析。在Coverage对象中，将之前创建的北斗3号MEO卫星全部选中

右键覆盖对象，点击计算可见性：

接下来的步骤与STK 特定问题建模（四）北斗导航精度、DOP、可见卫星分析（第一部分）完全一致。

插入Figure of Merit对象，将其连在覆盖对象下，特性选择DOP，计算方法选择PDOP（具体含义见之前的文章）。

在2D Animation中，选择Show Contours

区域内PDOP分析结果如下

PDOP统计结果如下：（部分点PDOP相当大）

由此，PDOP分析完毕！

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