什么是开普勒轨道根数.doc

什么是开普勒轨道根数? 开普勒轨道根数是卫星跟踪程序用来计算卫星在太空中位置的一组数列。开普勒轨道根数有两种形式：NASA 双行根数格式(TLE)和AMSAT详细格式根数。 我们可以利用开普勒轨道根数来获知特定时刻的卫星轨道信息。只要取得某一特定时刻的根数，就可以通过复杂的数学计算预测到卫星在太空中的位置。但需要注意一个问题，我们只能得到某个时间点的开普勒轨道根数。预测卫星位置的精确性会随着时间的推移而降低。使用7天前开普勒轨道根数来进行卫星位置预测，其准确性要强于使用3个月前的开普勒轨道根数。 另外一个需要考虑的因素是卫星轨道的高度。高轨道卫星，比如Oscar 40，所受地球大气层阻力和重力的影响与ISS、低轨道卫星（LEO）相比就越小。因此高轨道卫星使用开普勒轨道根数的时间期限要长于轨道卫星。除此因素之外，为了避免ISS和太空中其他物体发生碰撞，需要经常调整它的飞行轨道，因此需更频繁的更新其开普勒轨道根数。 根据你所感兴趣的卫星轨道高度，我们建议每2周更新一次低轨道卫星的根数，每4-5周更新一次高轨道卫星的根数。ISS于2004年5月6日的开普勒轨道根数：ISS1 25544U 98067A 04127.92349537 .00017095 00000-0 14786-3 0 72322 25544 51.6276 176.0525 0011067 106.0444 249.6038 15.69246258311835双行根数的定义(用相应关键字代表)1AAAAAU YYLLLPPP BBBBB.BBBBBBBB .CCCCCCCC DDDDD-D EEEEE-E F GGGGZ2AAAAA HHH.HHHH III.IIII JJJJJJJ KKK.KKKK MMM.MMMM NN.NNNNNNNNRRRRRZ关键字* 1- 第一行行标* 2 - 第二行行标* AAAAA-按顺序分配的人造卫星编号(1到99999的5位整数)* U -安全保密级别(u=不保密) * YYLLLPPP-国际标志符(YY=2位，发射年度;LLL=3位,该年度发射序列；PPP=该次发射中的部件序列号，最多3位)* BBBBB.BBBBBBBB -纪元时间-2位数字表示年份，其次3位数字表示天数，后面的小数是不足一天的时间。* .CCCCCCCC -ndot/2 阻力参数(rev/day2) -平均运动一阶导数的1/2。SGP轨道传播函数中会用到这个阻力参考量。 * DDDDD-D -n double dot/6 阻力参数(rev/day3) -平均运动二阶导数的1/6。-D指以10为底的D次幂。SGP轨道传播函数中会用到这个阻力参考量。* EEEEE-E -星体阻力参数(1/地球半径) - 伪弹道系数。-E是以10为底的E次幂。SGP4轨道传播函数中会用到这个阻力参考量。* F -星历表类型1位整数（如果为零则使用Project Spacetrack报告中所提供的SGP或SGP4）。 * GGGG -顺序分配的根数集编号(1到9999范围内的整数)。当数值数到达9999后，从1开始循环计数。* HHH.HHHH -轨道倾角(0到180度)。* III.IIII -升交点的赤经(0到360度)。* JJJJJJJ -轨道偏心率此处系小数点后的数值，小数点在第一位，已被省略。(意即此值在0.0到1.0之间)。* KKK.KKKK -近地点角距(0到360度)。* MMM.MMMM -平均近地点角度(0到360度)。* NN.NNNNNNNN -平均运动(每天的公转次数)。* RRRRR -公转序号(1到99999范围内的整数)。当数值到达99999后，从1开始循环计数。 * Z -校验和(1位整数)。通过计算所在行上所有整数字符的和得出校验和的值。如果当前行的符号位为负数，需要加1。对符号位和各字符数据位的和以10取模可得校验和的值。轨道根数和相关术语a -半长轴(米，英尺) 定义轨道大小的常量E0-偏心率；定义轨道形状的常量(当离心率为0时，轨道为圆形；当离心率小于1时，轨道为椭圆)I0-轨道倾角(度数):赤道平面和卫星轨道平面之间的角度。O0-升交点的赤经(度数):卫星轨道平面与地球赤道平面的交线对零子午线的角度。 W0-近地点角距(度数):轨道近地点与地心连线对升降点连线的角度(说明了轨道近地点在轨道平面内的位置)。M0 -真近角(度数):航天器瞬时位置与地心连线对轨道长轴的夹角。Apogee -远地点:轨道平面上卫星与地球的最远距离的点。Perigee -近地点:轨道平面上卫星与地球的最近距离的点。Line of Nodes -交点线:卫星轨道平面和地球赤道面的交线。卫星姿态控制(姿态经度/姿态纬度)计算偏向角:1 姿态经度 -ALON(参见图片) 将卫星的Z轴与卫星轨道的长轴关联起来。ALON等于Z轴和轨道长轴所形成的夹角度数+180度。2 姿态纬度 -ALAT 如果卫星的Z轴和卫星轨道平面重合，ALAT=0; 其他情况下，Z轴和轨道平面的夹角度数就是ALAT的值。开普勒轨道根数是卫星跟踪程序用来计算卫星在太空中位置的一组数列。开普勒轨道根数有两种形式：NASA 双行根数格式(TLE)和AMSAT详细格式根数。我们可以利用开普勒轨道根数来获知特定时刻的卫星轨道信息。只要取得某一特定时刻的根数，就可以通过复杂的数学计算预测到卫星在太空中的位置。但需要注意一个问题，我们只能得到某个时间点的开普勒轨道根数。预测卫星位置的精确性会随着时间的推移而降低。使用7天前开普勒轨道根数来进行卫星位置预测，其准确性要强于使用3个月前的开普勒轨道根数。 另外一个需要考虑的因素是卫星轨道的高度。高轨道卫星，比如Oscar 40，所受地球大气层阻力和重力的影响与ISS、低轨道卫星（LEO）相比就越小。因此高轨道卫星使用开普勒轨道根数的时间期限要长于轨道卫星。除此因素之外，为了避免ISS和太空中其他物体发生碰撞，需要经常调整它的飞行轨道，因此需更频繁的更新其开普勒轨道根数。根据你所感兴趣的卫星轨道高度，我们建议每2周更新一次低轨道卫星的根数，每4-5周更新一次高轨道卫星的根数。ISS于2004年5月6日的开普勒轨道根数：ISS1 25544U 98067A 04127.92349537 .00017095 00000-0 14786-3 0 72322 25544 51.6276 176.0525 0011067 106.0444 249.6038 15.69246258311835双行根数的定义(用相应关键字代表)1 AAAAAU YYLLLPPP BBBBB.BBBBBBBB .CCCCCCCC DDDDD-D EEEEE-E F GGGGZ2 AAAAA HHH.HHHH III.IIII JJJJJJJ KKK.KKKK MMM.MMMM NN.NNNNNNNNRRRRRZ关键字* 1 - 第一行行标* 2 - 第二行行标* AAAAA -按顺序分配的人造卫星编号(1到99999的5位整数)* U -安全保密级别(u=不保密) * YYLLLPPP -国际标志符(YY=2位，发射年度;LLL=3位,该年度发射序列；PPP=该次发射中的部件序列号，最多3位)* BBBBB.BBBBBBBB -纪元时间-2位数字表示年份，其次3位数字表示天数，后面的小数是不足一天的时间。* .CCCCCCCC -ndot/2 阻力参数(rev/day2) -平均运动一阶导数的1/2。SGP轨道传播函数中会用到这个阻力参考量。* DDDDD-D -n double dot/6 阻力参数(rev/day3) -平均运动二阶导数的1/6。-D指以10为底的D次幂。SGP轨道传播函数中会用到这个阻力参考量。* EEEEE-E -星体阻力参数(1/地球半径) - 伪弹道系数。-E是以10为底的E次幂。SGP4轨道传播函数中会用到这个阻力参考量。* F -星历表类型1位整数（如果为零则使用Project Spacetrack报告中所提供的SGP或SGP4）。 * GGGG -顺序分配的根数集编号(1到9999范围内的整数)。当数值数到达9999后，从1开始循环计数。* HHH.HHHH -轨道倾角(0到180度)。* III.IIII -升交点的赤经(0到360度)。* JJJJJJJ -轨道偏心率此处系小数点后的数值，小数点在第一位，已被省略。(意即此值在0.0到1.0之间)。* KKK.KKKK -近地点角距(0到360度)。* MMM.MMMM -平均近地点角度(0到360度)。* NN.NNNNNNNN -平均运动(每天的公转次数)。* RRRRR -公转序号(1到99999范围内的整数)。当数值到达99999后，从1开始循环计数。 * Z -校验和(1位整数)。通过计算所在行上所有整数字符的和得出校验和的值。如果当前行的符号位为负数，需要加1。对符号位和各字符数据位的和以10取模可得校验和的值。轨道根数和相关术语 a -半长轴(米，英尺) 定义轨道大小的常量E0 -偏心率；定义轨道形状的常量(当离心率为0时，轨道为圆形；当离心率小于1时，轨道为椭圆)I0 -轨道倾角(度数):赤道平面和卫星轨道平面之间的角度。O0 -升交点的赤经(度数):卫星轨道平面与地球赤道平面的交线对零子午线的角度。 W0 -近地点角距(度数):轨道近地点与地心连线对升降点连线的角度(说明了轨道近地点在轨道平面内的位置)。M0 -真近角(度数):航天器瞬时位置与地心连线对轨道长轴的夹角。Apogee -远地点:轨道平面上卫星与地球的最远距离的点。Perigee