2023空间物体监测数据规范

空间物体监测数据规范目 次前 言 III范围 1标性用件 1术和义 1监数结构 2元据素内和式 2数体素内和式 44学测据要的内和式 4光测据要的内和式 5达测据要的内和式 5监数扩要素 6数的展素 6据的展素 8附录A资性间物监数规示例 光监数必素示例 激监数必素示例 12雷监数必素示例 12地光监数展要示例 13天光监数展要示例 14地激监数展要示例 15地雷监数据展要示例 16参考献 17IPAGEPAGE1PAGEPAGE10空间物体监测数据规范范围本文件主要适用于空间物体监测数据的汇集、处理、交换、共享和应用。标准性引用文件GB/T7408-2005GB/T32296GB/T16831-2013基于坐标的地理点位置标准表示法术语和定义《空间物体轨道数据规范》确立的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1空间物体光学监测数据spaceobjectsopticalmeasurementsdata利用光学望远镜获取的空间物体角度、视星等等数据。3.2空间物体激光监测数据spaceobjectslaserrangingmeasurementsdata利用激光测距望远镜获取的空间物体距离等数据。3.3空间物体雷达监测数据spaceobjectsradarmeasurementsdata利用雷达监测设备获取的空间物体角度、距离及雷达散射截面等数据。3.4J2000参考系J2000referencesystem以地心为原点，历元J2000.0平赤道为XY平面，历元J2000.0平春分点为X轴指向的右手参考系。3.5地心天球参考系geocentriccelestialreferencesystem（GCRS）以2000B1.3J20000.02[6]3.6地平坐标系horizontalcoordinatesystem以当地铅垂线背离地心方向为Z轴方向、北向为X轴方向、东向为Y轴方向的坐标系。3.7WGS84参考系worldgeodeticsystem1984referencesystemWGS84（的方向，系统WGS84（f）（GM）（ω）[7]3.8国际地球参考系internationalterrestrialreferencesystem（ITRS）由国际测地和地球物理联合会2号决议定义的参考系。与地球自转严格同步，原点位于地球质心，XY平面为地球赤道面，X轴指向本初子午线。ITRS与WGS84参考系之间的差别在厘米量级。[8,9,10]监测数据结构测站分类、时区、数据时间标识、参考系、数据修正标识等。数据要素分为必备要素和扩展要素。必备要素是监测数据必备的要素不可缺失，扩展要素是监测数据的辅助性要素可以缺失。元数据要素的内容和格式META_STARTMETA_END表5表1元数据的必备要素序号要素名称中文名称说明示例及释义序号要素名称中文名称说明示例及释义1OBS_TYPE数据类型监测数据类型，分为光学、激光、雷达监测数据。光学数据：OPTICAL激光数据：LASER雷达数据：RADAR“DATA_TYPE=OPTICAL”代表光学监测数据。2DEVICE_ID设备编号应用、交换和共享范围内，确保监测设备编号的唯一性。“DEVICE_IDBJ01”代表监测设备编号为BJ013SITE_TYPE测站分类测站类型，分为地基固定站、地面移动站、天基站。地基固定站：GROUND_FIXED地面移动站：GROUND_MOBILE天基站： SPACE_BASED“SITE_TYPE=基固定站。4TIMEZONE时区数据时间的时区信息，用小时表示。东半球为正，西半球为负“TIMEZONE8东8区，北京时间。5OBS_TIME_TYPE数据时间标识监测数据时间信息标识，分为设备信号发射时刻、信号离开空间物体时刻、设备信号接收时刻。DEVICE_TRANSMITTARGET_TRANSMIT设备接收信号时刻：DEVICE_RECEIVE“OBS_TIME_TYPE=DEVICE_TRANSMIT”，代表数据时间是设备信号发射信号时刻。6REF_SYS参考系该要素定义数据体测角观测量（ANG1、ANG2）的参考系，参考系以监测设备位置为原点，坐标轴与该要素所对应参考系一致。J2000参考系：J2000GCRS:GCRS地平坐标系：HORIZON注：当“REF_SYS=J2000”或者“REF_SYS=GCRS”时，测角观测量为赤经和赤纬；当“REF_SYS=HORIZON”时，测角观测量为方位角和仰角。“REF_SYSJ2000”，代表测角观测量为赤经和J2000参考系一致。7CORRECTIONS_APPLIED数据修正标识监测数据的修正标识信息。如果监测数据做了多个数据修正，则数据修正标识以半角逗号（忽略空格NO视差修正：PARALLAX周年光行差修正：ANNUAL_ABERRATION周日光行差修正：DIURNAL_ABERRATION大气折射修正：ATMOS_REFRACTION光行时修正:LIGHTTIME_DELAY对流层修正：TROPOSPHERIC电离层修正：IONOSPHERIC质心修正：CENTER_MASS系统延迟修正：SYS_DELAY“CORRECTIONS_APPLIED=ANNUAL_ABERRATION,ATMOS_REFRACTION”META_STARTOBS_TYPE=META_STARTOBS_TYPE=DEVICE_ID=BJ01SITE_TYPE=GROUND_FIXEDTIMEZONE=8OBS_TIME_TYPE=DEVICE_RECEIVEREF_SYS=GCRSCORRECTIONS_APPLIED=ANNUAL_ABERRATION,ATMOS_REFRACTIONMETA_END图1元数据必备要素示例如图数据体要素的内容和格式概述DATA_END（2DATA_STARTDATA_STARTOBS_TIME,12……kDATA_END1要素2的名称,……, 素N的名称12N12N12N图2数据体的结构示意图光学、激光和雷达监测数据体的要素组合存在不同，下面分别描述。光学监测数据体要素的内容和格式光学监测数据体的必备要素如表2所示，扩展要素如表6所示。光学监测数据示例如附录A.1、A.4、A.5所示。表2光学监测数据体的必备要素序号要素名称单位中文名称说明示例及释义1OBS_TIME秒数据时间GB/T7408-20055.1YYYY-MM-DDThh:mm:ss.ss，“s”代表秒“2021-05-21T03:00:38.391234”，2021052103:00:38.391234。序号要素名称单位中文名称说明示例及释义应由数据交换双方确定。数据时间所包含的时区信息由时区定义。2ANG1度测角11[0,360)定义与元数据要素REF_SYS值一致。如REF_SYSJ20001J2000参考系下的赤经。“168.9813”，代表测角1值为168.9813度。3ANG2度测角2290,90]定义与元数据要素REF_SYS值一致。如REF_SYSJ20002J2000参考系下的赤纬。“43.8842”，代表测角2值为43.8842度。激光监测数据体要素的内容和格式激光监测数据体的必备要素如表3所示，扩展要素如表6所示。激光监测数据示例如附录A.2、表3激光监测数据体的必备要素序号要素名称单位中文名称说明示例及释义1OBS_TIME秒数据时间GB/T7408-20055.1定的字符，采用日期和时间的扩展格位数应由数据交换双方确定。“2021-05-21T03:00:38.391234”，2021052103:00:38.391234。2TIME_OF_FLIGHT秒光束飞行时间信号从设备到目标再回到设备的时间间隔。“.089416”，代表光束从设备0.008093481996秒。6.4雷达监测数据体要素的内容和格式雷达监测数据体的必备要素如表4所示，扩展要素如表6所示。雷达监测数据示例如附录A.3、表4雷达监测数据体的必备要素序号要素名称单位中文名称说明示例及释义1OBS_TIME秒数据时间GB/T7408-20055.1定的字符，采用日期和时间的扩展格位数应由数据交换双方确定。“2021-05-21T03:00:38.391234”，2021052103:00:38.391234。2ANG1度测角110,360)度，REF_SYS“18913”，6.913度。序号要素名称单位中文名称说明示例及释义REF_SYSHORIZON1标系下的方位角。3ANG2度测角22-90,90]度，REF_SYSHORIZON2系下的仰角。“4.82”，3824RANGE米测距空间物体到监测设备的距离测量值。“314192994.9米。监测数据扩展要素本章为监测数据的扩展要素。监测数据中的扩展要素应由数据交换双方确定。用户可增加自定义“USR_DEFINED_“USR_VALUE_”为表5表6A.4A.5A.6、A.7所示。元数据的扩展要素元数据的扩展要素如表5所示。表5元数据的扩展要素序号要素名称中文名称说明示例及释义1TASK_ID任务编号监测数据对应的监测任务编号。“TS_D=BJ11356编号为“BJ11356”。2TARGET_ID监测对象编号被监测的空间物体或天区的唯一编号。数据交换双方需约定一致的监测对象编号或者命名规则。“TRE_I=1356代表监测对象编号为“0123456”。3TARGET_TYPE空间物体类型被监测空间物体的类型，包括绕地运动物体，小行星、彗星等。绕地运动物体：EARTH_ORBIT绕月运动物体：LUNAR_ORBIT绕太阳（系）运动物体：SOLAR_ORBIT绕火星运动物体：MARS_ORBIT绕金星运动物体：VENUS_ORBIT其他：OTHER未知：UNK“TRE_TPE=间物体类型为绕地运动的物体。4OBS_SERIES_ID监测序列编号监测序列的唯一编号。一个监测序列包含一条或多条监测数据记录。“OBS_SERIES_ID=5OBSERVOR观测者观测人员或者科学家信息。“OSROR=XAMNG”代表观测人员或者科学家为“XIAOMING”。序号要素名称中文名称说明示例及释义6ORGANIZATION提供数据的机构提供数据的机构名称或代号。“OGNZAINA提A。7DEVICE_CRS设备参考系地面移动站和天基站位置、速度的参考坐标系标识，包括：国际地固坐标系：DEVICE_CRS=ITRSJ2000参考系：DEVICE_CRS=J2000地心天球参考系：DEVICE_CRS=GCRS“DVC_CS=J00”，代表设备位置的参考坐标系为J2000.0。8DEVICE_LLA设备的大地坐标地基固定站的位置，包含纬度、经度、高程，采用WGS84坐标系。0。“D”代表相应数据的小数部分为零位或多位数，其有效位数应由数据交换双（-标识。东经由正号（+）标识，西经由（-）标基准面的高程由负号（-）标识。GB/T16831-20137文件中重复标识。“+39.123456+023.123456+123.123”代表纬度39.12345623.123456高程为123.123米。9DATA_QUALITY数据质量该要素为数据质量评估结果。数据质量评估是指利用高精度数据对数据质量进行评估或者利用观测量的统计信息对数据质量进行评估。评估方法和评估通过标准由数据交换双方确定。未做评估：DATA_QUALITY=RAW通过评估：DATA_QUALITY=VALIDATED未通过评估：DATA_QUALITY=DEGRADED如果指定了“DATA_QUALITYDEGRADED它适用于相应数据体中的所有数据，因此未通过数据质量评估的数据应单独列出。“DT_UAIY=RW”，10COV_VAL_TYPES协方差矩阵的中监测数据要素（COV字段定义）中所包含的观测量及顺序，以半角逗号分隔“,”“COV_VAL_TYPES=ANG1,ANG2,RANGE,RANGERATE”代表协方差中的监测数据1211AST_CAT天文定位参考星表GAIATYCHO-2UCAC4等“AST_CATUCAC4”,代表天文定位参考星表为UCAC4。12OPTICAL_BAND测光波段光度测量得到视星等的波段。用户可根据需要“OPTICAL_BAND=g”,代序号要素名称中文名称说明示例及释义UBVRI、ugriz中定义的波段符号。具体的波段范围由数据交换双方确定。g。13PHOT_CAT测光参考星表测光参考星表，如GAIA、TYCHO-2、UCAC4等“AST_CAT=GAIA”,代GAIA。14BIN_WINDOW标准点窗口长度激光标准点数据的窗口长度，单位为秒。“BNWNDW10”，激光标准点数据的窗口长度为5秒。数据体的扩展要素6所示。表6数据体的扩展要素序号要素名称单位中文名称要素说明和取值示例及释义1MAG-视星等视星等值。“11.123”代表视星等为11.123等。2IMG_X像素星象中心X轴位置X“941.0”代表底片坐标X坐标位置941.0。3IMG_Y像素星象中心Y轴位置Y“2391.1”代表Y坐标位置2391.1。4EXPOSURE秒曝光时间观测的曝光时间。“12.0”代表曝光时间为12.0秒。5BIN_PEAK_MINUS_MEAN皮秒标准点窗口内数据峰值-均值激光测距标准点数据窗口内峰值-均值，单位为皮秒。4.3秒。6BIN_VOL-标准点窗口内的数据点数激光测距标准点数据窗口内完整数据点数。“33”代表标准点窗口内完整的数据点数为33。7BIN_WINDOW秒标准点窗口长度激光测距标准点的窗口长度。“30.0”代表标准点窗口长度30.0秒。8DELAY_CAL皮秒激光测距系统延迟测距系统延迟。“142104.0”代表激光测距142104.09SIG_NOISE%回波率卫星激光测距的回波率。“20.1”代表回波率为20.1%。10RANGERATE米/秒距离变率空间物体到监测设备的距离随时间变率。3193.4317秒。11RCS平方米雷达散射截面物体反射雷达信号的能力，与雷达的频关。“12.1”，代表被测雷达散射截面为12.1平方米。12DEVICE_PX米设备X方向位置观测设备X方向位置。参考坐标系由DEVICE_CRS定义。当“DEVICE_CRS=3877555.527J2000X3877555.52713DEVICE_PY米设备Y方向位置观测设备Y方向位置。参考坐标系由DEVICE_CRS定义。当“DEVICE_CRSJ2000”J2000Y序号要素名称单位中文名称要素说明和取值示例及释义分量为5741390.381米。14DEVICE_PZ米设备Z方向位置观测设备Z方向位置。参考坐标系由DEVICE_CRS定义。当“DEVICE_CRS=J2000”时，“905043.492”代表测站位置在J2000参考系下Z分量为905043.492米。15DEVICE_VX米/秒设备X方向速度观测设备X方向速度。参考坐标系由DEVICE_CRS定义。当“DEVICE_CRSJ2000”813.915321J2000X813.915321/秒。16DEVICE_VY米/秒设备Y方向速度观测设备Y方向速度。参考坐标系由DEVICE_CRS定义。当“DEVICE_CRSJ2000”561.547740J2000Y561.547740/秒。17DEVICE_VZ米/秒设备Z方向速度观测设备Z方向速度。参考坐标系由DEVICE_CRS定义。当“DEVICE_CRSJ2000”站速度在J2000参考系下Z7520.357310/18ATM_PRESSUREMbar气压测量的周围气压。“965”代表气压为965mbar。19RHUMIDITY%相对湿度表示测量的相对湿度。“45”代表相对湿度为45％。20TEMPERATURE摄氏度温度表示测量的环境温度。“13.1”代表环境温度为13.1摄氏度。21WIND_SPEED米/秒风速表示测量的风速。“3.43.4秒。22RMS_ANG1度测角1误差ANG1*cos(ANG2)的误差，代表监测和数据处理过程中引入的随机误差，采用一倍标准差表示。“0.001”代表ANG1*cos(ANG2)的误差为0.001度23RMS_ANG2度测角2误差21“0.001ANG20.00124RMS_RANGE米测距误差1“10.0RANGE10.025RMS_RANGERATE米/秒距离变率误差1示。“0.1”代表RANGERATE的误差为0.1米/秒。26RMS_TIME_OF_FLIGHT_BIN皮秒激光测距窗口内光束飞行时间误差激光窗口内光束飞行时间的误差，代表监测和数据处理过程中引入的随机误差，采用1倍标准差表示。“26.0”代表激光测距窗口内光束飞行时间的误差为26.0皮秒。27RMS_RCS平方米雷达散射截面误差RCS1“0.1RCS0.128RMS_MAG-视星等误差1“0.1MAG0.129COV-监测数据协方差矩阵的下三角元素矩阵中各元素所对应的观测量及其顺序COV_VAL_TYPES测数据的协方差矩阵中每个元素的单位差，单位为度*度。协方差矩阵中的多个当“COV_VAL_TYPES=ANG1,ANG2,RANGE差矩阵中的要素包括测角1、测角2、测距。“[0.3678724,0.481,0.036864,0.1,0.11,3.34]”，依次代表序号要素名称单位中文名称要素说明和取值示例及释义元素之间用半角逗号分隔“,”，矩阵用方括号包括。cov(ANG1*cos(ANG2),ANG1*cos(ANG2))单位度*度、cov(ANG1*cos(ANG2),ANG2)单位度*度、cov(ANG2,ANG2)单位度*度、)单位米*度、cov(RANGE,ANG2)单位米*度、cov(RANGE,RANGE)单位米*米,其中cov为协方差运算符。30CORRECTION_ANG1度测角1的修正值测角1的修正值。“0.00021正值为0.0002度。31CORRECTION_ANG2度测角2的修正值测角2的修正值。“-0.00022修正值为-0.000232CORRECTION_RANGE米测距的修正值测距的修正值。“2.0”代表测距的修正值为2.0米。33CORRECTION_RANGERATE米/秒距离变化率的修正值距离变化率的修正值。“0.00020.0002/PAGEPAGE13PAGEPAGE12附录A（）META_STARTOBS_TYPE=META_STARTOBS_TYPE=DEVICE_ID=BJ01SITE_TYPE=GROUND_FIXEDTIMEZONE=8OBS_TIME_TYPE=DEVICE_RECEIVEREF_SYS=GCRSCORRECTIONS_APPLIED=ANNUAL_ABERRATION,ATMOS_REFRACTIONMETA_ENDDATA_STARTOBS_TIME, ANG1, ANG22023-08-18T10:58:29.000000,158.233403,50.7425822023-08-18T10:59:29.000000,133.025214,41.3015642023-08-18T11:00:29.000000,109.705441,20.0099262023-08-18T11:01:29.000000,93.152983,-4.6867792023-08-18T11:02:29.000000,82.273139,DATA_END-22.239952图3地基光学监测数据示例BJ01GCRS225META_STARTOBS_TYPE=LASERDEVICE_ID=BJ02SITE_TYPE=GROUND_FIXETIMEZONE=8META_STARTOBS_TYPE=LASERDEVICE_ID=BJ02SITE_TYPE=GROUND_FIXETIMEZONE=8OBS_TIME_TYPE=DEVICE_TRANSMITREF_SYS=GCRSCORRECTIONS_APPLIED=SYS_DELAYMETA_ENDDATA_STARTOBS_TIME,TIME_OF_FLIGHT2023-08-18T10:58:29.000000,0.0080934819962023-08-18T10:59:29.000000,0.0062745467722023-08-18T11:00:29.000000,0.0054971016122023-08-18T11:01:29.000000,0.0061730985262023-08-18T11:02:29.000000,DATA_END0.007938522358图4地基激光监测数据示例META_STARTOBS_TYPE=RADARDEVICE_ID=BJ03SITE_TYPE=GROUND_FIXEDTIMEZONE=8META_STARTOBS_TYPE=RADARDEVICE_ID=BJ03SITE_TYPE=GROUND_FIXEDTIMEZONE=8OBS_TIME_TYPE=TARGET_TRANSMITREF_SYS=HORIZONCORRECTIONS_APPLIED=TROPOSPHERIC,IONOSPHERICMETA_ENDDATA_STARTOBS_TIME,ANG1,ANG2,RANGE2023-08-18T10:58:29.000000,42.11338,22.81920,1213223.8542023-08-18T10:59:29.000000,61.40754,33.20809,940551.3162023-08-18T11:00:29.000000,97.05955,40.01026,823994.1062023-08-18T11:01:29.000000,133.65845,33.77120,925302.3692023-08-18T11:02:29.000000,153.85559,23.20896,1189911.6992023-08-18T11:03:29.000000,164.23325,14.86029,DATA_END1534927.217图5地基雷达监测数据示例26META_STARTOBS_TYPE=META_STARTOBS_TYPE=DEVICE_ID=BJ01SITE_TYPE=GROUND_FIXEDTIMEZONE=8OBS_TIME_TYPE=DEVICE_RECEIVEREF_SYS=GCRSCORRECTIONS_APPLIED=ANNUAL_ABERRATION,ATMOS_REFRACTIONTASK_ID=20230818105829_000999_BJ01TARGET_ID=000999TARGET_TYPE=EARTH_ORBITOBS_SERIES_ID=00OBSERVOR=XIAOMINGORGANIZATION=NAOCDEVICE_LLA=+39.123456+023.123456+123.123DATA_QUALITY=RAWAST_CAT=UCAC4OPTICAL_BAND=gPHOT_CAT=UCAC4META_ENDDATA_STARTOBS_TIME, ANG1, ANG2，MAG,RMS_ANG1,RMS_ANG2,CORRECTION_ANG1，CORRECTION_ANG22023-08-18T10:58:29.000000,158.233403,50.742582,11.23,0.001,0.001,0.003,0.0022023-08-18T10:59:29.000000,133.025214,41.301564,11.01,0.001,0.001,0.003,0.0022023-08-18T11:00:29.000000,109.705441,20.009926,10.99,0.001,0.001,0.003,0.0022023-08-18T11:01:29.000000,93.152983,-4.686779,10.89,0.001,0.001,0.003,0.0022023-08-18T11:02:29.000000,82.273139,DATA_END-22.239952,10.70,0.001,0.001,0.003,0.002图6地基光学监测数据扩展要素示例BJ012000999XIAOMINGNAOC39.123456度，23.123456123.123gUCAC4。1221215注1：测角1误差指ANG1*cos(ANG2)的误差。META_STARTOBS_TYPE=META_STARTOBS_TYPE=DEVICE_ID=SAT01SITE_TYPE=SPACE_BASEDTIMEZONE=8OBS_TIME_TYPE=DEVICE_RECEIVEREF_SYS=GCRSDEVICE_CRS=GCRSCORRECTIONS_APPLIED=ANNUAL_ABERRATIONMETA_ENDDATA_STARTOBS_TIME, ANG1, ANG2, DEVICE_PX, DEVICE_PY, 2023-08-18T04:53:00.000,338.360239,4.608998,1351822.714,6266937.002,-2491353.9602023-08-18T04:54:00.000,338.208145,4.632067,1374844.721,6080216.581,-2906808.7162023-08-18T04:55:00.000,338.059787,4.650631,1391826.602,5866763.211,-3309482.8482023-08-18T04:56:00.000,337.913750,4.663517,1402694.318,5627515.257,-3697605.8842023-08-18T04:57:00.000,337.768463,4.669298,1407400.690,5363524.494,-4069471.3282023-08-18T04:58:00.000,337.622102,4.666157,1405925.602,5075951.486,-4423444.1672023-08-18T04:59:00.000,337.472427,4.651712,1398276.088,4766060.485,-4757968.0572023-08-18T05:00:00.000,337.316623,4.622814,1384486.299,4435213.867,-5071572.166DATA_END图7天基光学监测数据示例GCRSGCRS12128META_STARTOBS_TYPE=LASERDEVICE_ID=BJ02META_STARTOBS_TYPE=LASERDEVICE_ID=BJ02SITE_TYPE=GROUND_FIXEDTIMEZONE=8OBS_TIME_TYPE=DEVICE_TRANSMITREF_SYS=GCRSCORRECTIONS_APPLIED=SYS_DELAYTASK_ID=20230818105829_000999_BJ02TARGET_ID=000999TARGET_TYPE=EARTH_ORBITOBS_SERIES_ID=00OBSERVOR=XIAOMINGORGANIZATION=NAOCDEVICE_LLA=+39.123456+023.123456+123.123DATA_QUALITY=RAWMETA_ENDDATA_STARTOBS_TIME,TIME_OF_FLIGHT,RMS_TIME_OF_FLIGHT_BIN,BIN_PEAK_MINUS_MEAN,BIN_VOL,BIN_WINDOW,DELAY_CAL,SIG_NOISE2023-08-18T10:58:29.000000,0.008093481996,0.000000002,100,800,5,6000,20.12023-08-18T10:59:29.000000,0.006274546772,0.000000002,100,800,5,6000,20.12023-08-18T11:00:29.000000,0.005497101612,0.000000003,100,800,5,6000,20.12023-08-18T11:01:29.000000,0.006173098526,0.0000