針對僅使用兩行要素（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)計算方法。介紹了一種常用的基于兩組TLE的直接計算法,分析TLE選取間隔對結(jié)果精度的影響;提出了一種基于多組TLE的迭代計算方法,以降低異常TLE對計算結(jié)果的影響;從彈道系數(shù)計算效果、在再入預報中的應(yīng)用等方面對這兩種方法進行比較分析。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的計算結(jié)果對短期軌道衰減特性反應(yīng)得更準確,用于臨近再入時的預報效果更好。 

【文章來源】：中國空間科學技術(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 兩個算例目標的彈道系數(shù)結(jié)果Table 2 Ballistic coefficient results of the test objects m2/kg 項目 00694目標 42821目標 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目標為例,取最后一次計算結(jié)果為實際再入時間,利用兩種方法的彈道系數(shù)結(jié)果進行再入預報的精度情況如圖3所示�？梢钥吹�,基于兩組TLE的最大預報誤差為53.2%,平均誤差約12.2%,而基于多組TLE的最大預報誤差為39.8%,平均誤差約10.6%�？傮w而言,無論是預報精度還是預報結(jié)果的穩(wěn)定性,基于多組TLE的再入預報方法均有較大優(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)果用于再入預報時并非一直最優(yōu)。受方法本身特點的限制,使用多組TLE時數(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28個再入目標再入前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均為計算時獲取的最新TLE結(jié)果,即使用直接法時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預報精度較優(yōu)的目標個數(shù),紅色部分為基于多組TLE預報精度較優(yōu)的目標個數(shù),比較時各再入目標的實際再入時間均取自space-track網(wǎng)站發(fā)布的最終再入信息�？梢钥吹�,當距離目標再入不足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;當距離目標再入大于1天,兩種方法的優(yōu)劣次數(shù)基本相當。其原因是使用直接法計算時,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短期軌道衰減特性。另外,在計算過程中發(fā)現(xiàn),當臨近再入,基于多組TLE擬合彈道系數(shù)時迭代次數(shù)明顯增加,甚至可能出現(xiàn)不收斂的情況。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]空間物體解體碎片云的長期演化建模與分析[J]. 張斌斌,王兆魁,張育林.  中國空間科學技術(shù). 2016(04)
[2]利用衛(wèi)星兩行軌道根數(shù)反演熱層密度[J]. 任廷領(lǐng),苗娟,劉四清,李志濤.  空間科學學報. 2014(04)
[3]低軌航天器彈道系數(shù)估算及熱層大氣模型誤差分析[J]. 漆亞龍,李匯軍,項杰,滿海鈞.  空間科學學報. 2014(01)
[4]返回式航天器軌道周期變率確定及預報的數(shù)值方法[J]. 秋宏興,王秀紅,吳連大,祝開建.  中國空間科學技術(shù). 2007(03)



本文編號：3473973