Lesson 8-1 Analytical and Visual Terrain

本節(jié)課程將演示如何將自己的地形和圖像添加到場(chǎng)景中。

對(duì)應(yīng)官方文檔：STK - Add Fidelity with STK Pro (agi.com)

新建一個(gè)名為 Lesson 8 的場(chǎng)景。

地形圖導(dǎo)入及轉(zhuǎn)換

在對(duì)象瀏覽器中右鍵場(chǎng)景，點(diǎn)擊屬性 (Properties)。

在新彈出的屬性窗口中，點(diǎn)擊 Basic>Terrain，點(diǎn)擊右側(cè)的 Add 導(dǎo)入本地地形文件。

在本地文件中尋找 hoquiam-e.dem。該文件位于 \Data\Resources\stktraining\samples。比如我的文件位于 D:\Program Files\AGI\STK 11\Data\Resources\stktraining\samples

點(diǎn)擊打開進(jìn)行導(dǎo)入。

導(dǎo)入成功后如下圖所示。在該窗口中依次點(diǎn)擊 Apply 和 OK。

地形文件需要轉(zhuǎn)化為 PDT 格式文件才可以使用。點(diǎn)擊菜單欄 Utilities>Imagery and Terrain Converter。

在圖像和地形轉(zhuǎn)換器中，點(diǎn)擊地形區(qū)域 (Terrain Region)。在地形源 (Terrain Source) 中，選擇剛才導(dǎo)入的 hoquiam-e.dem。

數(shù)據(jù)輸出文件夾選擇為當(dāng)前場(chǎng)景所在文件夾。

因?yàn)樵摰匦挝募鞘ズ愃?(St.Helens) 山周圍的地形圖，因此將其重命名為 MtStHelens。

點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換 (Convert) 按鈕。

在 3D 地圖中添加地形

在 3D 地圖的工具欄中點(diǎn)擊地球管理器 (Globe Manager)。

在左側(cè)會(huì)彈出地球管理器。點(diǎn)擊添加地形 (Add Terrain/Imagery) 按鈕。

點(diǎn)擊 Add Terrain/Imagery。

在彈出的窗口中打開剛才保存轉(zhuǎn)換地形文件的輸出文件夾，勾選地形文件。點(diǎn)擊下方的 Add 按鈕。

此時(shí)彈出窗口，詢問是否要用此地形進(jìn)行分析。點(diǎn)擊確定 (Yes) 即可。

在地球管理器中右擊剛導(dǎo)入的地形文件，點(diǎn)擊 Zoom To。此時(shí)，3D 地圖將會(huì)聚焦于地形所在位置。

調(diào)整地圖視角，可以觀察到此地形的立體結(jié)構(gòu)。

在地球管理器中右擊剛導(dǎo)入的地形文件，點(diǎn)擊 Toggle Extents。查看導(dǎo)入地形圖的輪廓。再次點(diǎn)擊可以取消輪廓顯示。

在場(chǎng)景中添加地點(diǎn)

在搜索欄中輸入圣海倫斯山 (st helens)，雙擊搜索到的合適的地點(diǎn)。

在對(duì)象瀏覽器中將會(huì)導(dǎo)入剛才雙擊的地點(diǎn)。聚焦 (Zoom to) 到該地點(diǎn)，確認(rèn)地點(diǎn)選擇無誤。

不過此時(shí)地點(diǎn)標(biāo)記可能會(huì)被山體擋住。

點(diǎn)擊 3D 地圖工具欄中的屬性 (Properties) 按鈕。

勾選標(biāo)簽調(diào)整欄 (Label Declutter) 中的使能 (Enable) 選項(xiàng)。點(diǎn)擊 OK。

此時(shí)就能確保地點(diǎn)標(biāo)簽不被擋住了。

為地點(diǎn)添加地形約束

為了后續(xù)接入 (Access) 計(jì)算時(shí)能夠考慮地形因素，我們需要為地點(diǎn)對(duì)象添加地形約束。

在對(duì)象瀏覽器中右擊該地點(diǎn)，點(diǎn)擊屬性 (Properties)。

點(diǎn)擊 Basic>AzEIMask。使用地形數(shù)據(jù) (Terrain Data) 作為 Mask 遮罩，并且勾選使用遮罩作為接入計(jì)算的約束 (Use Mask for Access Constraint)。

點(diǎn)擊 2D Graphics>AzEIMask。勾選距離欄 (At Range) 中的顯示 (Show) 選項(xiàng)，設(shè)置最大距離 (Maximum Range) 為 10 km。以顯示 10 km 范圍內(nèi)的遮罩。點(diǎn)擊 OK。

設(shè)置成功后，EzEI遮罩 (EzEIMask) 將在 3D 地圖中顯示。紅色遮罩的上方就是地點(diǎn) (圖中小黃點(diǎn)) 可以直視到的范圍。

引入對(duì)象演示接入計(jì)算

菜單欄點(diǎn)擊 Insert>New。

插入對(duì)象為地面車輛 (Ground Vehicle)，方式為自定義屬性 (Define Properties)，點(diǎn)擊插入 (Insert)。

海拔參考欄配置為：

• 粒度 (Granularity)：設(shè)置為 0.01 km。

• 插值方式 (Interp Method)：設(shè)置為地形高度 (Terrain Height)。

位置配置：

• 點(diǎn)擊 Insert Point 以插入點(diǎn)

• 由于車輛所在海拔已經(jīng)設(shè)置為參考地形高度，我們配置車輛的經(jīng)緯度即可。

• 設(shè)置維度 (Latitude) 為 46.23，經(jīng)度 (Longitude) 為 -122.23。(設(shè)置該經(jīng)緯度只是為了其位置在山的位置附近，其具體運(yùn)動(dòng)軌跡還要在后續(xù)調(diào)整)

點(diǎn)擊 OK，插入車輛對(duì)象。

在 3D 對(duì)象編輯欄中，選擇編輯對(duì)象為車輛。

接下來我們要繪制車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡。調(diào)整 3D 地圖視角到火山口正上方。

點(diǎn)擊下圖中框出的 Object Edit Start 按鈕。

接下來，開始繪制車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡。

軌跡繪制方式與 Lesson 2 中提到的航線繪制方式相同。

• 添加 (Add)：按住 Shift 點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵。

• 調(diào)整 (Modify)：使用鼠標(biāo)左鍵按住并移動(dòng)需要調(diào)整的節(jié)點(diǎn)。

• 刪除 (Remove)：按住 Shift，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)。

最后，不要忘記刪除在屬性定義時(shí)引入的右下角的點(diǎn)。

點(diǎn)擊 Object Edit Accept 按鈕以保存該路線。

計(jì)算接入 (Access)

為了了解地形如何影響 Access，我們可以計(jì)算地點(diǎn)和車輛之間的接入存在的時(shí)間。 (此接入指的就是車輛與地點(diǎn)坐標(biāo)間的連線。如果被山體遮擋，則沒有接入)

在對(duì)象瀏覽器中右擊車輛對(duì)象，點(diǎn)擊 Access。

此時(shí)接入起點(diǎn)已選擇為車輛。點(diǎn)擊下方的地點(diǎn) (Mount_St_Helens_WA)，將其設(shè)置為接入終點(diǎn)。點(diǎn)擊 Compute。

計(jì)算結(jié)束后，點(diǎn)擊 Access 查看結(jié)果。

從報(bào)告中可以看出，接入存在的時(shí)間是不連續(xù)的。說明汽車在運(yùn)動(dòng)過程中，存在接入被山體遮擋的情況。

如下圖所示。此時(shí)車輛所在位置，與地點(diǎn)坐標(biāo)間沒有接入。(接入被山體遮擋)

而下圖時(shí)刻，車輛與地點(diǎn)坐標(biāo)間存在接入。圖中白線即為所示。

接入的時(shí)間線視圖

計(jì)算接入后，接入的連通時(shí)間已被自動(dòng)加入時(shí)間線視圖。

但是由于連通時(shí)間比較短，我們加入車輛運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間方便對(duì)比。

點(diǎn)擊時(shí)間線視圖中的添加時(shí)間組件 (Add Time Components) 按鈕。

選中車輛，可用持續(xù)時(shí)間 (AvailabilityTimeSpan)。點(diǎn)擊 OK。

右鍵車輛存在的時(shí)間軌道，點(diǎn)擊 Center。

現(xiàn)在可以很方便的觀察接入存在的時(shí)間了。第二條軌道橙色的部分即為接入存在的時(shí)間。也可以通過動(dòng)畫播放來動(dòng)態(tài)觀察車輛與地點(diǎn)坐標(biāo)間的接入連通情況。

Lesson 8-2 Chain Objects

對(duì)應(yīng)文檔：STK - Add Fidelity with STK Pro (agi.com)?文檔與 8-1 相同

插入鏈對(duì)象

菜單欄點(diǎn)擊 Insert>New。

點(diǎn)擊 Chain>Insert Default>Insert。

鏈對(duì)象可以滿足需要多跳轉(zhuǎn)發(fā)才能連通的情景。

插入衛(wèi)星

點(diǎn)擊菜單欄 Insert>New。

插入對(duì)象選擇衛(wèi)星，插入方式選擇軌道向?qū)?(Orbit Wizard)。點(diǎn)擊插入 (Insert)。

設(shè)置衛(wèi)星類型為地球同步衛(wèi)星 (Geosynchronous)。衛(wèi)星名稱為 GeoSat。星下點(diǎn) (Subsatellite Point) 設(shè)為-120 deg。傾角 (Inclination) 設(shè)為 50 deg。

點(diǎn)擊 OK。

定義鏈中的對(duì)象

右鍵鏈對(duì)象，點(diǎn)擊屬性。

在定義鏈屬性時(shí)，需要按順序添加對(duì)象。在左側(cè)框中選擇要添加的對(duì)象，點(diǎn)擊紅框里的藍(lán)色箭頭將該對(duì)象添加進(jìn)鏈。

在鏈中依次添加地點(diǎn) (Mount_St_Helens_WA)、同步衛(wèi)星 (GeoSat) 和 車輛 (GroundVehicle1)。

點(diǎn)擊 OK。

計(jì)算鏈的連通情況

右擊對(duì)象瀏覽器中的鏈。點(diǎn)擊 Chain>Compute Access。

計(jì)算完成后，點(diǎn)擊 Report & Graph Manager 查看計(jì)算報(bào)告。

如果想查看該鏈的連通情況，在彈出窗口中依次點(diǎn)擊連通數(shù)據(jù) (Access Data) 和 生成 (Generate)。

連通數(shù)據(jù)為空，該鏈的連通存在一些問題導(dǎo)致沒有連接。有可能是空間站無法連接地面站導(dǎo)致。

觀察 3D 地圖可知，此時(shí)空間站位于紅色 Mask 區(qū)域的下方，這意味著地面站無法直射到空間站。我們可以調(diào)整地面站位置以解決此問題。

調(diào)整地面站位置

在 3D 對(duì)象編輯欄中選中地面站，點(diǎn)擊左側(cè)的對(duì)象編輯按鈕。

按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，以改變地面站點(diǎn)的位置。

調(diào)整好后點(diǎn)擊對(duì)象編輯確認(rèn)。

如果此時(shí)圖中出現(xiàn)了兩條線，則說明線路連接成功。 (要注意此時(shí)時(shí)間軸是否位于小車存在的時(shí)間，如果不是先將時(shí)間軸拉到小車存在的時(shí)間)

移動(dòng)視角將看到該兩條路徑相交于遠(yuǎn)處的空間站。

重新計(jì)算鏈的連通情況

打開鏈的 Report & Graph Manager。

點(diǎn)擊 Complete Chain Access，查看完整鏈的連通報(bào)告。點(diǎn)擊 Generate 生成。

在報(bào)告中可以看到完整鏈的連通的開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和連通時(shí)長(zhǎng)。