2020-09-25 09:35:37

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卫星星历,又称为两行轨道数据(TLE,Two-Line Orbital Element),由美国celestrak发明创立,是用于描述太空飞行体位置和速度的表达式---两行式轨道数据系统。

基本信息

  • 中文名称

    卫星星历

  • 外文名称

    TLE,Two-Line Orbital Element

  • 又称

    两行轨道数据

  • 发明创立者

    美国celestrak

折叠 编辑本段 基本信息

卫星、航天器或飞行体一旦进入太空,即被列入NORAD卫星星历编号目录。列入NORAD卫星星历编号目录的太空飞行体将被终生跟踪。

卫星星历以开普勒定律的6个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数,具有极高的精度。

卫星星历能精确计算、预测、描绘、跟踪卫星、飞行体的时间、位置、速度等运行状态;能表达天体、卫星、航天器、导弹、太空垃圾等飞行体的精确参数;能将飞行体置于三维的空间;用时间立体描绘天体的过去、现在和将来。

卫星星历的时间按世界标准时间(UTC)计算。

卫星星历定时更新。

折叠 编辑本段 格式

卫星星历格式,又称为两行式轨道数据格式(TLE,Two-Line Orbital Element Set Format)。

折叠 编辑本段 格式含义

卫星星历的结构为上下两行,每行69个字符,包括0~9、A~Z(大写)、空格、点和正负号,其他字符是无意义的。

第0行,将第1行视为0行,是卫星通用名称,最长为24个字符。

第1行和第2行是标准的卫星星历格式(TLE格式),每行69个字符,包括0~9,A~Z(大写)、空格、点和正/负号,除此之外的其他字符都是无意义也无效的。

卫星星历编号含义

(1)第1行,字符号1是轨道数据。

(2)第1行的1~3和第2行2~3是卫星编号;

(3)1~4是秘密分级,U、C 或S。

U表示此数据是不保密的,可供公众使用的;C 表示此数据是保密的,仅限NORAD使用;S表示此数据是保密的,仅限NORAD使用。

(4)1~6是卫星的发射年份;

(5)1~10是轨道数据的建立时间,按世界标准时间;

(6)1~21是两个轨道比较参数;

(7)每行的最后一位都是以10为模的校验位,可以检查出90%的数据存储或传送错误。

折叠 编辑本段 名词解释

(1)第0行

第0行是一个最长为24个字符的卫星通用名称,由卫星所在国籍的卫星公司命名,如SINOSAT 3。卫星通用名称与NORAD编号、国际编号都是卫星识别编码。

(2)行号

行号是卫星星历的序列号,如第1行或第2行。

(3)NORAD卫星编号

NORAD卫星编号,又称为NASA编号,SCC编号,是NORAD特别建立的卫星编号,每一个太空飞行器都被赋予唯一的NORAD卫星编号。

NORAD卫星编号由五位数的卫星识别码组成,每一位数都有特定的含义。

如"鑫诺3号"卫星的NORAD卫星编号为31577;遥感2号(YAOGAN 2)卫星的NORAD卫星编号为31490;"长征3号甲"(CZ-3A)为31578。

(4)秘密级别

卫星星历的秘密级别,分为3个的级别,分别用一个字符来表示:

① U–非保密的

② C–机密的

③ S–绝密的

(5)国际编号

国际编号是全世界国家使用的一种卫星标识方法,前两位是发射年份,后面是在这一年的发射序号。

如"鑫诺3号"卫星的国际编号是07021A。

"07"表示"鑫诺3号"卫星的发射年份2007年;

"021"表示2007年国际编号的第21次发射;

"A"表示是第一个。按照国际编号规则,如果一次发射多颗卫星,使用26个英文字母排序,按照A、B、C、D的顺序排列为每个卫星编号;如果超过了26个编号,则使用两位字母,如AA、AB、AC编号。

(6)TLE历时

世界标准时间(UTC,Universal Time/Temps Cordonné),又称为协调世界时。

(7)平均运动的一阶时间导数

平均运动的一阶时间导数作为一个平均运动的漂移参数,用来计算每一天平均运动的变化带来的轨道漂移,提供给轨道计算软件预测卫星的位置。两行式轨道数据使用这个数据校准卫星的位置。

(8)平均运动的二阶时间导数

平均运动的二阶时间导数作为一个平均运动的漂移参数,用来计算每一天平均运动的变化带来的轨道漂移,提供给轨道计算软件预测卫星的位置。

(9)BSTAR拖调制系数

BSTAR拖调制系数,采用十进制小数,适用GP4一般摄动理论的情况下、BSTAR大气阻力这一项,除此之外为辐射压系数。 BSTAR拖调制系数的单位是1/(地球半径)。

(10)美国空军空间指挥中心内部使用

美国空军空间指挥中心内部使用的为1;美国空军空间指挥中心以外公开使用标识为0。

(11)星历编号

星历编号是TLE数据按新发现卫星的先后顺序的编号。当一个卫星生成了一套新的TLE数据。在新的TLE数据中, 新发现卫星的星历编号按顺序排列,每个数字代表一定意义。如"鑫诺3号"卫星的星历编号为444。

(12)校验和

校验和是指这一行的所有非数字字符,按照"字母、空格、句点、正号= 0;负号=1"的规则换算成0和1后,将这一行中原来的全部数字加起来,以10为模计算后所得的和。

校验和可以检查出90%的数据存储或传送错误。按十进制加起来的个位数字的校验和,用于精确纠正误差。

第1行或第2行的校验和,就是第1行或第2行的精确纠正误差的数字。

(13)轨道的交角(度数:°)

轨道的交角是指天体的轨道面和地球赤道面之间的夹度,用0~90°来表示顺行轨道(从地球北极上空看是逆时针运行);用90~180°表示逆行轨道(从地球北极上空看是顺时针运行)。如图1 轨道的交角所示。

(16)升交点赤经 (度数:°)

升交点赤经是指卫星由南到北穿过地球赤道平面时,与地球赤道平面的交点。

降交点是指卫星由北到南穿过地球赤道平面时,与地球赤道平面的交点,如图2升交点赤经所示。

升交点赤经是指从地球的球心点望过去,升交点的赤经坐标。

(17)轨道离心率

轨道离心率是指卫星椭圆轨道的中心点到地球的球心点的距离(c)除以卫星轨道半长轴(a)得到的一个0(圆型)到1(抛物线)之间的小数值。

在TLE格式中没有体现出小数点,但是总是假定有一个小数点在第一个数字之前。它说明了卫星的轨道椭圆有扁率,以及近地点和远地点的轨道高度,如图4离心率所示。 (18)近地点角距

近地点角距是指在卫星的轨道平面内,从升交点到近地点按照卫星运行方向所走过的角度。近地点角距的数值是一个范围在0~360°之间的度数。如图5近地点角距所示。(19)平近点角

平近点角是指平近点角与真近点角和偏近点角之间的关系,即卫星在椭圆轨道上的瞬间位置。平近点角通过开普勒方程求得。平近点角主要用来指示卫星在TLE数据中的特定的TLE历时瞬间时刻的位置。平近点角的数值是一个范围在0~360°之间的度数。

(20)平均运动

平均运动(n)是指在一个太阳日内(24h),卫星在它的轨道上绕了多少圈。

平均运动的数值可以在每天0到17圈,没有每天超过17圈的稳定的地球卫星轨道。

卫星轨道周期(T)可以通过求平均运动的倒数获得;卫星轨道半长轴可以用平均运动的数值通过开普勒第三定律求得。开普勒第三定律,又称调和定律:行星绕日一圈时间的平方和行星各自离日的平均距离的立方成正比。

(21)在轨圈数

在轨圈数是指卫星从发射到TLE数据记录的TLE历时之间卫星在轨道上绕行的总圈数。在轨圈数的最后一位数是小数。

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