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航天器轨道要素

轨道要素空间关系
椭圆轨道六根数指的是:半长轴aaa,离心率e,轨道倾角iii、升交点赤经Ω\OmegaΩ、近地点辐角ω\omegaω、和过近地点时刻t0t_0t0(或真近点角φ)。

决定轨道形状:

  1. 轨道半长轴aaa:是椭圆长轴的一半。
  2. 轨道偏心率e:也就是椭圆两焦点的距离和长轴比值。

决定轨道平面在空间的位置:

  1. 轨道倾角iii:轨道平面和地球赤道平面的夹角。
  2. 升交点赤经Ω\OmegaΩ:卫星从南半球运行到北半球时穿过赤道的点为升交点。升交点和春分点对于地心的张角称为升交点赤经。(地心与春分点的连线方向为X轴方向)

决定轨道在轨道平面内的位置(轨道本身在轨道平面里还可以转动):

  1. 近地点辐角ω\omegaω:近地点和升交点对地心的张角。

卫星随时间的位置变化的初值:

  1. 过近地点时刻tpt_ptp:卫星经过近地点的时刻
    (或:真近点角φ\varphiφ:某一时刻轨道近地点到卫星位置矢量的夹角)
    (或:平近点角MMM:轨道上的物体在辅助圆上相对于中心点的运行角度)
    轨道六根数
    轨道六根数与位置速度矢量之间的转换可参考:灰机wiki-轨道六根数

TLE格式

TLE,Two-Line Orbital Element,两行轨道数据(两行轨道根数)

获取方式:

  1. Space-track,数据由美国第18/19太空防卫中队维护
  2. CelesTrak,数据由Dr. T.S. Kelso个人维护

TLE格式介绍原文链接:TLE格式描述(Basic Description of the Two Line Element (TLE) Format)

TLE格式示例
Space-Track给出的示例:
国际空间站

Line 0

ColumnsExample描述备注
1-24ISS (ZARYA)The common name for the object based on information from the Satellite Catalog.卫星通用名称

Line 1

ColumnsExample描述备注
11Line Number行号
3-725544Satellite Catalog Number航天器NORAD编号
8UElset Classification数据集类别,U为不保密,C为保密,S为机密
10-1798067AInternational DesignatorISS (ZARYA)国际编号为1998-067A,98为发射年份,067为当年第67次发射,A为发射物体编号
19-3204236.56031392Element Set Epoch (UTC) *Note: spaces are acceptable in columns 21 & 22TLE发布时间,04为历年,236.56031392为十进制表示的历日
34-43.000201371st Derivative of the Mean Motion with respect to Time平均运动(Mean Motion)的一阶时间导数,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
45-5200000-02nd Derivative of the Mean Motion with respect to Time (decimal point assumed)Mean Motion的二阶时间导数
54-6116538-3B* Drag TermB*阻力系数
630Element Set Type定轨模型类型,太空军内部为1,公开使用为0,使用SGP4/SDP4
65-68999Element Number数据集编号,第999组TLE数据
693Checksum校验位,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。用于检查数据存储或传输错误。

Line 2

ColumnsExample描述备注
12Line Number行号
3-725544Satellite Catalog Number航天器NORAD编号
9-1651.6335Orbit Inclination (degrees)轨道倾角
18-25344.7760Right Ascension of Ascending Node (degrees)升交点赤经
27-330007976Eccentricity (decimal point assumed)偏心率
35-42126.2523Argument of Perigee (degrees)近地点辐角
44-51325.9359Mean Anomaly (degrees)平近点角
53-6315.70406856Mean Motion (revolutions/day)平均运动,每天环绕地球的圈数
64-6832890Revolution Number at Epoch发射以来的飞行圈数
696Checksum校验位

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