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卫星星历

美国celestrak发明创立的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

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。

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）。
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。
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）。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，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，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。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。
（18）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。
（19）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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