Что такое/были устаревшие эфемериды TLE типа 2? (ТЛЭ, строка 1, столбец 63)

Запись набора двухстрочных элементов Википедии для строки 1, столбца 63 (1.12) гласит:

Тип эфемерид (только для внутреннего использования — в распределенных данных TLE всегда ноль ) 13

13 часто задаваемых вопросов Celestrak : формат набора двухстрочных элементов

И это говорит:

Поле 1.12 представляет тип эфемерид (т. е. орбитальную модель), используемый для генерации данных. В отчете Spacetrack номер 3 предлагаются следующие назначения: 1 = SGP, 2 = SGP4, 3 = SDP4, 4 = SGP8, 5 = SDP8. Однако это значение используется только для внутреннего анализа — все наборы распределенных элементов имеют нулевое значение и генерируются с использованием орбитальной модели SGP4/SDP4 (при необходимости).

Однако этот ответ на вопрос: будет ли новый «формат TLE» лучше с точки зрения орбитальной механики, чем традиционные TLE? ссылки на https://www.space-track.org/documentation#/sgp4 (требуется вход в систему для чтения контента), который, как говорят, говорит (цитата с двойным блоком, потому что я цитирую цитату):

Для обеспечения обратной совместимости существует новый тип эфемерид 4 (XP), теперь поддерживаемый TLE, который позволяет пользователям использовать устаревшие типы эфемерид SGP4 0 или 2 или TLE эфемерид SGP4-XP типа 4 без изменения входных данных в библиотеку SGP4prop. Это предотвращает изменение интерфейсов из-за обновления XP.

Вопрос: К какому типу эфемерид относится цифра «2» в «старых типах эфемерид SGP4 0 или 2»? Были ли когда-либо выпущены TLE с указанием этого типа? И неважно да или сейчас, какому типу соответствует "2"?

Ответы (2)

Это связано с двусмысленностью определений, используемых для определенных терминов, и со странными искажениями программного обеспечения, чтобы избежать нарушения обратной совместимости. Семейство упрощенных распространителей общих возмущений ВВС США основано на теории среднего элемента орбитального движения. Однако существует несколько способов определения и вычисления среднего движения, и исторически ВВС использовали два из них, смешанные вместе.

По словам Вальтера , «под средними элементами мы понимаем соприкасающиеся элементы, из которых вычтены короткопериодические и долгопериодические возмущения земного потенциала». Брауэр и Козаи опубликовали свои формулы для средних элементов в 1959 году, и у них была одна и та же цель, но их реализации выбирали разные возмущения для вычитания. Они работали настолько одновременно, что их статьи появлялись в одном и том же номере одного и того же журнала на разных страницах. В чем именно разница между ними, сказать очень сложно, поскольку обе статьи в основном представляют собой просто списки уравнений, некоторые из которых занимают до 7 или 8 строк каждое.

Разница, которая нас здесь беспокоит, заключается просто в том, что SGP, исходный вариант без 4 на конце, использует средние элементы Козаи; но SGP4, который использовался в эксплуатации в течение последних более 40 лет, использует средние элементы Брауэра. Однако когда это изменение было внесено, ВВС США решили вообще не менять формат TLE, поэтому они по-прежнему указываются в форме Козаи, хотя это означает, что перед использованием их необходимо преобразовать в формат Брауэра. Эту тему рассматривает Вальядо , который также обсуждает неоднозначности в определении системы координат, используемой для TLE. Кроме того, в нем указано, что преобразования между элементами, такие как среднее движение к большой полуоси или от нее, необходимо выполнять с использованием модели WGS-72, которую SGP4 использовал внутри; попытка использовать числа из более новой теории приводит кхудшие ответы, потому что непоследовательность увеличивает неточность. Новый SGP4-XP, однако, использует EGM-96, что является хорошим обновлением, но вносит дополнительные различия между старым типом 0 и новым типом 4 TLE.

Тип 0 TLE содержит элементы Kozai, так как изначально использовался SGP, а не 4, это тот, в котором данные всегда распределялись. TLE типа 2 содержит элементы среднего значения Брауэра, которые используются внутри SGP4, но тип 2 никогда не передается в широковещательном режиме. Он существует во время расчета, так как преобразование из элементов Козая в элементы Брауэра — это первое, что должен сделать SGP4, но он не сохраняется в таком виде, если только вы сами не сохраните промежуточный результат. Если вы это сделаете, они должны быть сохранены как тип 2, что говорит официальному правительству США SGP4 не дублировать шаг преобразования, с которого он в противном случае начал бы. Если вы используете какую-либо другую реализацию, не полученную непосредственно от ВВС США, это может привести к значительной ошибке из-за двойного счета.

Потрясающая история, обстоятельный и отрезвляющий ответ, большое спасибо!

Я нахожу ответ Райана С. интересным... но на самом деле я никогда не интерпретировал документацию таким образом. Трудно быть уверенным, поскольку все официальные TLE имеют тип эфема 0. Но я (и другие, с кем я обсуждал этот вопрос) предположил, что тип эфема 0 означает «используйте SGP4, если у вас 6,4 или более оборотов». день; в противном случае используйте SDP4», а этот эфем типа 2 означает «используйте SGP4, даже если это более высокий объект».

В некоторых из моих TLE для окололунных/очень высоких объектов я на самом деле устанавливаю эфему типа 2 по той простой причине, что SDP4 не может (насколько я могу судить) поддерживать определенные долгопериодические и/или орбиты с высоким эксцентриситетом без расходящийся. Насколько мне известно, я единственный, кто действительно этим пользуется (и делаю это как можно реже, т. е. только в том случае, если иначе TLE не сойдется).

Имейте в виду, однако, что, поскольку официально распространяемые TLE используют только тип 0, большая часть программного обеспечения, вероятно, просто проигнорирует эфемеридный тип. У меня точно было, пока я не столкнулся с проблемами с высотными артсатами.

К счастью, нам больше не нужно предполагать. Моим источником являются «Примечания к выпуску стандартов астродинамики версии 8.0», включенные в новый Sgp4Prop_small_v8.0.zip, загруженный с сайта space-track.org/documentation#/sgp4 . На рисунке 3, элемент 4, на странице 4 говорится: «Новый TLE эфемерид типа 4 использует среднее движение Брауэра. Среднее движение Брауэра находится в строке 2, позиции столбцов 53–63. Для справки, наборы элементов SGP эфемерид типа 0 включают среднее Козаи. движения, а наборы элементов эфемерид типа 2 включают среднее движение Брауэра». Более подробная информация находится на страницах 18 и 19.
@RyanC - я понимаю твою точку зрения. Однако обратите внимание, что это новые типы эфемерид, а не «устаревшие» типы (о чем, я думаю, и спрашивал uhoh). Раньше было так, что тип эфемерид 0 указывал SGP4 для 6,4 оборотов в день или более и SDP4 для более высоких орбит, тип 1 = «классический» SGP, тип 2 = SGP4, 3 = SDP4, 4 = SGP8 и 5 = SDP8. Я предполагаю, что при определении новых типов было решено, что, поскольку этот байт в любом случае всегда был равен нулю, они могут переопределить его по желанию.
@"Билл Грей" Возможно, это так; У меня нет никаких доказательств истории. С другой стороны, в SpaceTrack #3 нет ничего, что противоречило бы тому, что 0 и 2 всегда имели текущее значение, и это намекает на преобразования Брауэра в Козаи и обратно. Я предполагаю, что, поскольку они больше ничего не меняли с 1980 года или ранее, это, вероятно, не ново, но это просто досужие предположения. :)
вы можете найти этот ответ интересным