python自动化八层框架，STK与Python通过com组件连接

STK（Satellite Tool Kit）是一款常用于卫星任务设计、分析与模拟的软件，具有八层框架，包括三维建模、动力学模拟、指导和控制、通信、信号处理、任务管理、数据分析和可视化等八个层次。Python作为一种广泛应用于科学计算和数据处理的语言，可以通过COM（Component Object Model）组件连接STK进行自动化操作。本文将详细介绍如何使用Python与STK通过COM组件连接进行自动化操作。

一、安装STK

首先需要下载并安装STK软件，可以在官方网站下载免费试用版或正式版，安装过程中需要选择COM组件。安装完成后，打开STK软件，在“File”菜单下选择“New Scenario”新建一个场景，命名为“Sample”，选择“Earth”为中心天体，点击OK。

二、Python连接STK

Python连接STK需要使用“pywin32”和“win32com”两个库。可以使用pip安装：

```

pip install pywin32

pip install pypiwin32

```

在Python中使用COM组件连接STK，需要先通过win32com库的“Dispatch”方法创建STK应用程序对象，然后使用该对象调用STK中的方法和属性，接下来介绍几个常用的方法和属性：

- GetApplication：获取当前正在运行的STK应用程序对象。

- Root：获取STK的根对象，在连接STK后首先需要获取此对象。

- Commands：获取STK命令对象，用于执行命令。

- ExecuteCommand：使用STK命令执行字符串命令。

- Units：获取单位转换对象。

- GetFromGMTTime：将时间从GMT转换为UTC。

三、创建卫星和设施

以下Python代码用于在STK中创建一个名为“Satellite1”的卫星和一个名为“Facility1”的地面设施：

```

import win32com.client as win32

# 连接STK

stkApp = win32.Dispatch('STK12.Application')

stkApp.Visible = True

# 获取STK根对象

stkRoot = stkApp.Personality2

# 新建Satellite1卫星

satellite = stkRoot.CurrentScenario.Children.New(18, 'Satellite1')

satellite.SetPropagatorType(9)

# 设置卫星初始位置和速度

initialState = satellite.Propagator.InitialState

initialState.Epoch = '1 Jul 2021 12:00:00.000'

initialState.SetStateRepository('ICRF')

initialState.AssignCartesian(9500, 10000, 0, 0, 7.92, 0)

# 新建Facility1设施

facility = stkRoot.CurrentScenario.Children.New(25, 'Facility1')

facility.Position.AssignGeodetic(39.9, 116.4, 0)

```

其中，“18”表示在STK中创建的对象为卫星，“25”表示为设施。通过“SetPropagatorType”方法设置卫星的轨道预报器类型为“J2Perturbation”，表示使用J2扰动模型进行轨道预报。

四、设置时间步长和起始和结束时间

以下Python代码用于设置STK中的场景起始时间为2021年7月1日12时，结束时间为2021年7月2日12时，时间步长为10秒：

```

startTime = '1 Jul 2021 12:00:00.000'

endTime = '2 Jul 2021 12:00:00.000'

stepTime = 10

stkRoot.CurrentScenario.SetTimePeriod(startTime, endTime)

stkRoot.UnitPreferences.Item('DateFormat').SetCurrentUnit('UTCG')

stkRoot.UnitPreferences.Item('TimeUnit').SetCurrentUnit('Sec')

stkRoot.Simulation.SetTimeStep(stepTime)

```

其中，“SetTimePeriod”方法用于设置场景起始和结束时间，“UnitPreferences”用于设置单位，使用“Item”方法指定具体的单位类型，“SetCurrentUnit”方法用于设置当前单位，“Simulation”用于设置时间步长。

五、设置图形和报告

以下Python代码用于设置STK场景中的二维图和报告：

```

# 新建二维图

stkRoot.ExecuteCommand('New / "Sample/MyGraph" GraphType "XYGraph"')

stkRoot.ExecuteCommand('Graphics */MyGraph Show Off')

stkRoot.ExecuteCommand('ReportCreate */MyGraph AnalyticalSatellite/Satellite1 X Y')

stkRoot.ExecuteCommand('Window */MyGraph Size 500 400')

stkRoot.ExecuteCommand('Friendship */MyGraph AnalyticalFacility/Facility1')

# 新建报告

stkRoot.ExecuteCommand('BatchGraphics */MyGraph ExportData Reports\\MyReport.txt ASCII')

```

其中，“New”方法用于新建图形，使用“GraphType”指定图形类型，“ExecuteCommand”用于执行命令。在图形中将卫星和地面设施添加为好友对象，以便将它们绘制到同一个图形中。在报告中导出二维图的X和Y值为文本文件，以备后续分析使用。

六、计算访问时间

以下Python代码用于计算Facility1设施对Satellite1卫星的可见时间：

```

access = stkRoot.CurrentScenario.AccessProvider

accessTimes = access.GetAccessToObject(facility, satellite)

accessIntervalCollection = accessTimes.Times

accessIntervalCollection.ToArray(0, accessTimes.Count - 1)

accessIntervals = accessIntervalCollection.IntervalArray

for interval in accessIntervals:

print('Access Start: ' + interval.Start)

print('Access End: ' + interval.Stop)

```

其中，“AccessProvider”用于获得场景的访问数据提供器，可以通过“GetAccessToObject”方法获取设施对卫星的访问时间数据，使用“Times”属性获取访问时间间隔集合对象，“ToArray”方法将时间间隔集合对象转换为数组，“IntervalArray”获取数组中的访问间隔。

七、结束会话

使用完STK后，需要使用以下Python代码关闭STK应用程序：

```

stkRoot.CloseScenario()

stkApp.Quit()

```

其中，“CloseScenario”方法用于关闭当前场景，如果存在未保存的修改会弹出对话框提示；“Quit”方法用于关闭STK应用程序。

综上，通过以上Python代码可以实现在STK中创建卫星和设施、设置场景时间、创建图形和报告、计算访问时间等自动化操作。当然，更复杂的操作也可以在Python中实现。使用Python与STK结合进行自动化操作，能够大大提高卫星任务设计和分析的效率，并简化操作流程。 如果你喜欢我们三七知识分享网站的文章， 欢迎您分享或收藏知识分享网站文章 欢迎您到我们的网站逛逛喔！https://www.ynyuzhu.com/