基于MATLAB的LEO卫星多普勒频移仿真分析系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现低轨卫星轨道动力学建模，精确仿真卫星与地面站的相对运动，实时计算多普勒频移并生成S形变化曲线，自动标注峰值频移，适用于通信系统分析与教学演示。

详 情 说 明

基于轨道动力学模型的LEO卫星多普勒频移仿真分析系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的低地球轨道（LEO）卫星多普勒频移仿真分析系统。系统通过建立精确的卫星轨道动力学模型，模拟卫星与地面站的相对运动关系，实时计算卫星在不同轨道位置时的多普勒频移值，并提供全面的可视化分析功能。该系统适用于卫星通信系统设计、信号处理算法验证以及轨道参数优化等应用场景。

功能特性

• 精确轨道建模：基于轨道动力学原理建立卫星运动模型，支持数值积分求解
• 多普勒频移实时计算：根据相对运动几何关系实时计算频移值
• S形曲线生成：自动生成多普勒频移随时间变化的特征S曲线
• 关键参数标注：自动识别并标注最大多普勒频移值及其出现时刻
• 变化率分析：计算多普勒频移变化率，识别最大变化率点
• 参数对比分析：支持不同轨道参数（高度、倾角、偏心率）的仿真对比
• 可视化输出：提供曲线图、统计表格和动画演示等多种输出形式

使用方法

输入参数设置

1. 卫星轨道参数：

- 轨道高度（单位：km） - 轨道倾角（单位：度） - 轨道偏心率

1. 地面站位置：

- 地理经度坐标（单位：度） - 地理纬度坐标（单位：度）

1. 通信参数：

- 载波频率（单位：GHz）

1. 仿真时间参数：

- 仿真起始时间 - 仿真时长

1. 卫星初始轨道相位：

- 升交点赤经 - 近地点幅角

运行仿真

设置完所有参数后，执行主程序即可开始仿真分析。系统将自动完成轨道计算、频移分析和结果输出。

结果输出

仿真完成后，系统将生成：

• 多普勒频移S曲线图（含最大频移标注）
• 多普勒频移变化率曲线图
• 关键参数统计表格
• 轨道位置与多普勒频移对应关系动画

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存要求：至少4GB RAM
• 存储空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括轨道动力学模型初始化、卫星运动轨迹数值积分、地面站与卫星几何关系计算、多普勒频移实时估计算法、关键特征点自动识别与标注、多参数对比分析引擎以及结果可视化输出接口。该文件通过协调各功能模块的工作流程，实现了从参数输入到结果输出的完整仿真分析链路。