針對(duì)僅使用兩行要素（Two Line Element,TLE）作為數(shù)據(jù)源的應(yīng)用需求,研究了基于TLE軌道衰減的彈道系數(shù)計(jì)算方法。介紹了一種常用的基于兩組TLE的直接計(jì)算法,分析TLE選取間隔對(duì)結(jié)果精度的影響;提出了一種基于多組TLE的迭代計(jì)算方法,以降低異常TLE對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響;從彈道系數(shù)計(jì)算效果、在再入預(yù)報(bào)中的應(yīng)用等方面對(duì)這兩種方法進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明,兩種方法各有優(yōu)劣,基于多組TLE的迭代計(jì)算法穩(wěn)定性更高、受TLE精度的影響更小;由于數(shù)據(jù)區(qū)間更短,基于兩組TLE的計(jì)算結(jié)果對(duì)短期軌道衰減特性反應(yīng)得更準(zhǔn)確,用于臨近再入時(shí)的預(yù)報(bào)效果更好。 

【文章來源】：中國空間科學(xué)技術(shù). 2020,40(03)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

00694的彈道系數(shù)結(jié)果

圖1 00694的彈道系數(shù)結(jié)果表2 兩個(gè)算例目標(biāo)的彈道系數(shù)結(jié)果Table 2 Ballistic coefficient results of the test objects m2/kg 項(xiàng)目 00694目標(biāo) 42821目標(biāo) 基于兩組TLE的彈道系數(shù)均值 0.014 48 0.019 81 基于多組TLE的彈道系數(shù)均值 0.014 49 0.019 82 基于兩組TLE的彈道系數(shù)方差 1.09×10-5 5.84×10-6 基于多組TLE的彈道系數(shù)方差 1.07×10-5 5.69×10-6

以42821目標(biāo)為例,取最后一次計(jì)算結(jié)果為實(shí)際再入時(shí)間,利用兩種方法的彈道系數(shù)結(jié)果進(jìn)行再入預(yù)報(bào)的精度情況如圖3所示�？梢钥吹�,基于兩組TLE的最大預(yù)報(bào)誤差為53.2%,平均誤差約12.2%,而基于多組TLE的最大預(yù)報(bào)誤差為39.8%,平均誤差約10.6%�？傮w而言,無論是預(yù)報(bào)精度還是預(yù)報(bào)結(jié)果的穩(wěn)定性,基于多組TLE的再入預(yù)報(bào)方法均有較大優(yōu)勢,原因就是基于多組TLE的彈道系數(shù)結(jié)果具有更好的穩(wěn)定性。但是基于多組TLE的彈道系數(shù)結(jié)果用于再入預(yù)報(bào)時(shí)并非一直最優(yōu)。受方法本身特點(diǎn)的限制,使用多組TLE時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)間不可能太小,而兩組TLE的選擇卻靈活許多�？疾炝穗S機(jī)28個(gè)再入目標(biāo)再入前10天起兩種方法的精度情況,結(jié)果如圖4所示。其中,兩組或多組TLE均為計(jì)算時(shí)獲取的最新TLE結(jié)果,即使用直接法時(shí)TLE選用的是迭代法所用TLE序列中的最后兩組。黑色部分為基于兩組TLE預(yù)報(bào)精度較優(yōu)的目標(biāo)個(gè)數(shù),紅色部分為基于多組TLE預(yù)報(bào)精度較優(yōu)的目標(biāo)個(gè)數(shù),比較時(shí)各再入目標(biāo)的實(shí)際再入時(shí)間均取自space-track網(wǎng)站發(fā)布的最終再入信息�？梢钥吹�,當(dāng)距離目標(biāo)再入不足1天,基于兩組TLE的彈道系數(shù)結(jié)果較優(yōu)的次數(shù)明顯多于基于多組TLE;當(dāng)距離目標(biāo)再入大于1天,兩種方法的優(yōu)劣次數(shù)基本相當(dāng)。其原因是使用直接法計(jì)算時(shí),由于選擇的是最新的兩組TLE,數(shù)據(jù)區(qū)間較短,彈道數(shù)據(jù)結(jié)果與數(shù)據(jù)弧段內(nèi)再入目標(biāo)的軌道數(shù)據(jù)(即TLE)情況、空間環(huán)境情況等形成良好的耦合系統(tǒng),可以更好地反映再入目標(biāo)短期軌道衰減特性。另外,在計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)臨近再入,基于多組TLE擬合彈道系數(shù)時(shí)迭代次數(shù)明顯增加,甚至可能出現(xiàn)不收斂的情況。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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