在使用Space-Track网站过程中,发现卫星轨道数据有两种:TLE和OMM,对两种格式的数据进行字段含义的记录。
 

TLE(Two-Line Element)两行轨道数,是一种标准格式,用于描述卫星的轨道参数。它由两行文本组成,包含了卫星轨道所需的所有关键信息,使得用户可以计算卫星在任何给定时间的位置和速度。

  • 第一行通常包含卫星的编号、国际卫星识别号码(NORAD Catalog Number)、发射年份、轨道类型等信息。
  • 第二行包含卫星的轨道参数,如轨道半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和平近点角等。

官方给的示例如下:

ISS (ZARYA)
1 25544U 98067A   04236.56031392  .00020137  00000-0  16538-3 0  9993
2 25544  51.6335 344.7760 0007976 126.2523 325.9359 15.70406856328906
----------------------------------------------------------------------
1234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890   reference number line
         1         2         3         4         5         6         7
第0行(首行)
例子 描述
列1-24 国际空间站(ISS ZAEYA) 基于附属目录中的信息的对象的公用名。
第1行
例子 描述
1 1 行号
3-7 25544

卫星目录号

  • 美国太空部队(NORAD)为对象分配的目录号。
  • 在对对象进行编目时,将按顺序分配编号。
  • 小于 10000 的对象编号始终向右对齐,并在左侧用零或空格填充。
8 U

元素集的安全分类。网站上的所有对象的分类为 “U”(未分类)

  • "U",代表"未分类"(Unclassified)
  • C: "Confidential",表示机密数据。这类数据通常受到一定级别的保密限制,只限授权人员访问。
  • R: "Restricted",表示受限数据。这类数据虽然不是最高机密,但仍有特定的访问限制。
  • S: "Secret",表示秘密数据。这是较高级别的保密数据,需要严格的安全措施和访问控制。
10-17 98067A

国际标志。

  • 包含发射年份、发射序号和发射物体标识符。
  • 前两个字符表示对象的启动年份。
  • 接下来的 3 个字符表示从年初开始的发布编号。
    这次特别的发射是1998年的第67次发射。
  • 字段的其余部分(1 到 3 个字符)表示发射的部分。“A”块通常是有效载荷。如果是单一物体的发射,则使用字母“A”表示。如果一次发射携带了多个物体,它们将按照发射顺序使用字母顺序进行标记(例如,第一个使用“A”,第二个使用“B”,依此类推)。如果超过26个物体,将使用双字母代码,如“AA”,“AB”,“AC”等。
19-32 04236.56031392 轨道数据的参考时间点(UTC) *注意:第 21 列和第 22 列中可以接受空白。
  • 年份(第19到20字符):表示Epoch时间所在的年份的后两位数字。比57大的数字是19XX年,其余的是20XX年,例如,"04"表示2004年。
  • 天数(第21到32字符):表示从该年的1月1日开始到Epoch时间的天数,以小数形式表示。这个值是一个十进制小数,可以有多位小数,表示一年中的某一天以及这一天中的某一部分。例如,"236" 表示第236天。可以接受空格,如“006”或“6”
  • 小数点后的 "56031392" 是天数的小数部分,表示这一天中的具体时间点:23小时33分36秒
34-43 .00020137

平均运动的一阶时间导数

  • 小数点前的" "表示没有整数部分,可以有正负号。
  • 小数点后的"00020137"表示小数部分,这是一个非常小的正数,表明平均运动(即卫星绕地球的角速度)随时间有微小的增加。
45-52 00000-0

平均运动与时间的关系的二阶导数(假设为小数点)

  • "00000"表示二阶时间导数的数值部分,这里全为零,意味着没有显著的二阶变化,或者说卫星的平均运动的一阶时间导数本身并没有随时间显著变化。
  • "0"是短横线后的数字,表示数据的精度或者是一个占位符。
54-61 16538-3 BSTAR拖调制系数(BSTAR Drag Term)。这个系数用于描述卫星在轨道上受到的非保守力(如大气阻力)的影响。
  • 数值部分(16538):表示BSTAR的数值,通常是一个正数。这个数值是大气阻力对卫星轨道影响的量化表示,单位是地球半径的倒数(1/地球半径)。数值越大,表示卫星受到的大气阻力越大,轨道衰减越快。
  • 指数部分(-3):表示数值部分的指数,用于调整数值的大小。在这个例子中,指数是-3,意味着实际的BSTAR值是16538乘以10的-3次方,即0.0016538。
63 0

元素集类型

  • 这个字段通常为“0”,表示这是一组公开发布的轨道数据,供外部使用。
65-68 999 元素编号
69 3 校验和

Space-Track.org推荐开发者使用OMM(Orbital Mean Elements Message)标准来替代传统的固定宽度TLE或3LE格式,因为TLE格式不支持超过99,999的数字。OMM是CCSDS 502.0-B-2 Orbit Data Messages Blue Book中规定的一个国际标准,用于数学表示卫星的平均轨道。

OMM的主要特点包括:

  1. 扩展性:OMM格式设计得更加灵活,可以容纳更多的轨道参数和数据字段,以适应不同类型的轨道和不同的精度要求。

  2. 兼容性:尽管OMM提供了扩展性,但它仍然保持了与TLE格式的兼容性,使得从TLE到OMM的转换成为可能。

  3. 标准化:OMM遵循CCSDS的蓝皮书标准,确保了数据的标准化和一致性,便于不同系统和组织之间的数据交换。

  4. 数据类型和单位:OMM格式明确定义了数据类型和单位,这有助于减少数据解释上的歧义。

  5. 元数据:OMM包括了关于数据本身的元数据,如数据的生成时间、参考框架、数据有效性等。

  6. 适用性:OMM适用于不同类型的轨道,包括低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、地球同步轨道(GEO)等。

这段XML格式的数据是一个OMM(轨道均根元素消息)的例子,通常用于描述卫星或其他轨道物体的轨道参数。以下是该OMM数据中各个字段的含义:

头部(header)

  • <COMMENT>:注释,说明数据是如何生成的。
  •  <CREATION_DATE>:数据生成的日期和时间。
  •  <ORIGINATOR>:数据的来源或生成者。

正文(body)

  •  <segment>:包含轨道数据的段落。

 元数据(metadata)

  • <OBJECT_NAME>:轨道物体的名称。

  • <OBJECT_ID>:轨道物体的标识符,通常是国际设计符。

  • <CENTER_NAME>:轨道物体围绕的中心天体名称,这里为“EARTH”。

  • <REF_FRAME>:参考框架,这里为“TEME”,即真实地球质心参考系。

  • <TIME_SYSTEM>:时间系统,这里为“UTC”。

  • <MEAN_ELEMENT_THEORY>:均根元素理论,这里为“SGP4”,即一种用于计算卫星轨道的数学模型。

数据(data)

  • <meanElements>:包含轨道均根元素的字段。

  • <EPOCH>:轨道元素计算的参考时间点。

  • <MEAN_MOTION>:平均运动,表示卫星每天绕地球的圈数。

  • <ECCENTRICITY>:轨道偏心率,描述轨道形状的扁平程度。

  • <INCLINATION>:轨道倾角,轨道平面与赤道平面之间的夹角。

  • <RA_OF_ASC_NODE>:升交点赤经,轨道平面与赤道平面相交的升交点的经度。

  • <ARG_OF_PERICENTER>:近地点幅角,从升交点到近地点的角度。

  • <MEAN_ANOMALY>:平近点角,卫星在轨道上的位置,相对于近地点的角度。

  • <tleParameters>:包含两行根数(TLE)参数的字段。
  • <EPHEMERIS_TYPE>:摄动类型,通常为“0”。
  • <CLASSIFICATION_TYPE>:分类类型,这里为“U”,表示未分类。
  • <NORAD_CAT_ID>:NORAD目录编号,用于唯一标识卫星。
  • <ELEMENT_SET_NO>:元素集编号,用于区分不同的TLE数据集。
  • <REV_AT_EPOCH>:在参考时间点的轨道圈数。
  • <BSTAR>:BSTAR拖调制系数,描述大气阻力对卫星轨道的影响。
  • <MEAN_MOTION_DOT>:平均运动的一阶时间导数。
  • <MEAN_MOTION_DDOT>:平均运动的二阶时间导数。
  • <userDefinedParameters>:用户定义的参数,可以包含额外的信息。
  • <USER_DEFINED parameter="SEMIMAJOR_AXIS">:轨道半长轴。
  • <USER_DEFINED parameter="PERIOD">:轨道周期。
  •  <USER_DEFINED parameter="APOAPSIS">:远地点高度。
  • <USER_DEFINED parameter="PERIAPSIS">:近地点高度。
  • <USER_DEFINED parameter="OBJECT_TYPE">:轨道物体类型,这里为“DEBRIS”,表示碎片。
  • <USER_DEFINED parameter="RCS_SIZE">:雷达散射截面大小,这里为“SMALL”。
  • <USER_DEFINED parameter="COUNTRY_CODE">:发射国家代码,这里为“US”。
  • <USER_DEFINED parameter="LAUNCH_DATE">:发射日期。
  • <USER_DEFINED parameter="SITE">:发射场,这里为“TTMTR”。
  • <USER_DEFINED parameter="DECAY_DATE">:轨道物体的再入或解体日期。
  • <USER_DEFINED parameter="FILE">:相关文件编号。
  • <USER_DEFINED parameter="GP_ID">:地面位置标识符。

结尾(footer)

  • </ndm>:文档的结束标记。
     

参考文献:Space-Track.orgSpace-Track.Orgicon-default.png?t=N7T8https://www.space-track.org/documentation#tle

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