利用TLE数据分析LEO卫星轨道异常的新方法——综合判据法

及时准确地发现在轨卫星的轨道异常意义重大.通过有效的异常算法、能够找出发生轨道异常的碎片或航天器,为空间碎片碰撞预警系统分析和验证碰撞事件提供数据支持.通过对利用TLE(Two Line Elements)数据分析LEO在轨卫星轨道异常的方法研究,提出了一个利用单个卫星相邻根数时间差控制加综合判据的判别方法分析表明,相对于取单一因素阈值的判别方法,综合判据法能够最大限度地减少漏判,并且保持相对较高的判断准确率.

基于SGP4模型的空间站轨道精度分析

针对在地面站天线对空间站观测任务中,通常基于卫星工具包(satellite tool kit,STK)软件规划出天线对空间站的方位角和俯仰角,实现天线对空间站的自动跟踪.为了保证天线跟踪的准确性和可靠性,需要定期计算出准确的空间站轨道和天线的方位俯仰角,并更新规划任务.因此科学分析与评估空间站两行轨道根数(two line elements,TLE)长期预报精度,对地面站实现空间站的精准跟踪具有重要意义.本文以中国空间站(China Space Station,CSS)梦天实验舱为例,基于TLE数据,利用STK软件提供的简化常规摄动规模型(simplified general perturbations4,SGP4)模型计算空间站轨道以及空间站相对于西安地面站的方位角和俯仰角,并分析不同策略下的精度效果.试验结果表明:在第二天更新空间站的TLE,可以获得较好的轨道结果,从而更好地保障天线的跟踪精度.

基于Cesium的空间目标观测三维可视化平台

为满足测站对空间目标的跟踪测量需求,针对现有的空间目标观测软件在三维可视化、跨平台能力和操作易用性等方面的不足,设计开发了基于Cesium的空间目标观测三维可视化平台.介绍了软件开发框架,利用两行轨道根数(TLE)和最新的简化常规摄动模型4(SGP4)进行轨道预报,结合空间坐标系转换,实现了空间目标的轨道计算、实时位置动态显示和测站可见性分析的平台功能,并通过卫星工具包(STK)对平台计算结果进行了验证.应用结果表明,该可视化软件操作使用方便,具有良好的跨平台性能,计算结果满足精度要求,为软件设计开发的可视化与实用性相结合提供了有益探索.

一种LSTM模型预测BC值的空间碎片无控再入预报方法

提出一种利用长短周期记忆(LSTM)神经网络模型动态预测无控再入过程中弹道系数(BC)值实现空间碎片高精度再入时刻预报。通过利用空间碎片两行根数(TLE)、简化通用摄动模型(SGP4)与公开的物体陨落时间作为实测数据样本,利用迭代修正BC值方法构建预测模型的训练集,由此构造用于预测BC值的LSTM模型预测BC,再采用高精度轨道外推动力学模型配合预测BC值预报再入时刻,结果表明基于LSTM模型预测BC的空间碎片再入时刻预报方法是可行的,在95%的置信度内,90天以上的再入时刻预报精度小于10%,30天预报精度小于8%。