Celetrak's A New Way to Obtain GP Data (alias TLEs) von Dr. TS Kelso 2020 May 27 erklärt die Einführung eines neuen Infoblob-Formats, das in mehrfacher Hinsicht "besser" ist als das alte TLE und Folgendes enthält:
Die US-Regierung stellt dem Rest der Welt seit den 1970er Jahren Orbitaldaten zu GP oder allgemeinen Störungen zur Verfügung. Diese Daten werden durch Anpassen von Beobachtungen des US Space Surveillance Network (SSN) erzeugt, um Brouwer-Mean-Elemente unter Verwendung des Orbit-Propagators SGP4 oder Simplified General Perturbations 4 zu erzeugen.
Viele von Ihnen kennen diese Daten in Form von TLEs oder Two-Line Element Sets. TLEs wurden entwickelt, um die minimalen Daten bereitzustellen, die erforderlich sind, um die Umlaufbahn eines Resident Space Object (RSO) zu einer Zeit zu verbreiten, als sowohl die Bandbreite für die Übertragung als auch die digitale Speicherung extrem begrenzt waren. Tatsächlich konnte die Übertragung damals per Fax, Papierkopie (Postzustellung) oder sogar per Telefon erfolgen, und die Speicherung erfolgte mit Lochkarten oder Magnetband.
Obwohl uns dieses Format viele Jahrzehnte lang gute Dienste geleistet hat, war es nicht ohne Probleme. Zum Beispiel verursachte die Wahl einer zweistelligen Jahreszahl viele Probleme, die sich dem Jahr 2000 näherten – Probleme, die umgangen wurden, indem neu definiert wurde, was diese beiden Ziffern darstellen –, aber dieses Jahr-2000-Problem besteht noch volle 20 Jahre im 21. Jahrhundert. Und jetzt nähern wir uns einem weiteren Meilenstein, bei dem wir nicht mehr alle Objekte katalogisieren können, die wir innerhalb der 5-stelligen Katalognummernbeschränkung des TLE-Formats verfolgen.
Einer der Haupttreiber, der uns dazu zwingt, die Verfolgung von mehr als 100.000 Objekten in Betracht zu ziehen, ist die Aktivierung des Space Fence auf dem Kwajalein-Atoll. Der Space Fence erreichte am 27. März 2020 seine anfängliche Betriebsfähigkeit (IOC) und wird voraussichtlich weit mehr als die etwa 26.000 Objekte verfolgen, die derzeit vom SSN verfolgt werden – vielleicht bis zu einer Größenordnung.
Und wir erwarten, dass die Daten vom Space Fence irgendwann in diesem Sommer (2020) öffentlich verfügbar sein werden. Das 18. Space Control Squadron (18 SPCS) hat bereits intern auf die Verwendung von 9-stelligen Katalognummern umgestellt, um diese Änderungen zu unterstützen, und wir erwarten, dass 18 SPCS Daten vom Space Fence mit 9-stelligen Katalognummern veröffentlichen wird.
Frage: Sicherlich sind die organisatorischen Verbesserungen entscheidend, aber gibt es möglicherweise auch orbitale mechanische Verbesserungen gegenüber der SGP4-Ausbreitung traditioneller TLEs? Ich verstehe nicht wirklich, was passiert; Handelt es sich ausschließlich um eine Verbesserung der Formatierung und Indexierung, oder wird die Menge der enthaltenen Orbitalinformationen ebenfalls modifiziert und/oder verbessert?
Änderungen durch den neuen Zaun:
Änderungen aufgrund des neuen Formats:
Skimming CCSDS RECOMMENDED STANDARD FOR ORBIT DATA MELDUNGEN , sieht es für mich so aus, als ob drei verschiedene Nachrichtentypen definiert sind: Orbit Parameter Message (OPM), Orbit Mean Elements Message (OMM) und Orbit Ephemeris Message (OEM).
OPM gibt Position und Geschwindigkeit und optional "oskulierende Kepler-Elemente" an. Es ist "für Börsen geeignet, die "keine dynamische High-Fidelity-Modellierung erfordern".
OMM ist im Wesentlichen die gleiche Information wie eine TLE in einem besser lesbaren Format (sowohl für Menschen als auch für moderne Software).
OEM "ist für Austauschvorgänge geeignet, die eine höhere Wiedergabetreue oder eine dynamische Modellierung mit höherer Präzision erfordern, als dies mit dem OPM möglich ist" und "ermöglicht die dynamische Modellierung einer beliebigen Anzahl von Gravitations- und Nichtgravitationsbeschleunigungen". Es enthält optionale Raumfahrzeugparameter wie Masse, Sonneneinstrahlungsfläche und Luftwiderstandsflächen, sodass es mit einem ausgefallenen Propagator verwendet werden kann, der diese Effekte modelliert.
Der Celestrak-Post-You-Link besagt, dass Celestrak OMMs bereitstellen wird, sodass es keine funktionale Verbesserung bei der Ausbreitung gegenüber TLE bietet, OEMs jedoch möglicherweise.
Nur die Daten zu ändern, würde nicht viel bringen, wenn sie nur in das gleiche alte SGP4 eingespeist würden, das wir seit Jahrzehnten verwenden. Zu meiner freudigen Überraschung hat die US-Regierung jedoch endlich einen neuen Propagator für den öffentlichen Gebrauch bereitgestellt! Ich habe es nirgendwo angekündigt gesehen, aber wenn Sie zu https://www.space-track.org/documentation#/sgp4 gehen und die ZIP-Datei herunterladen, sagen die Versionshinweise darin:
Der Simplified General Perturbations Version 4 (SGP4) Propagator enthält jetzt wichtige neue Funktionen in Form von Extended Perturbations (XP), die erhebliche Genauigkeitsverbesserungen gegenüber früheren Versionen von SGP4 für alle Orbitregime bewirken. Diese neue erweiterte Version des SGP4-Propagators wird als „SGP4-XP“ bezeichnet.
Um die Abwärtskompatibilität zu gewährleisten, gibt es jetzt einen neuen Ephemeris-Typ 4 (XP), der jetzt von der TLE unterstützt wird und es Benutzern ermöglicht, ältere SGP4-Ephemeris-Typen 0 oder 2 oder SGP4-XP-Ephemeris-Typ-4-TLEs zu verwenden, ohne die Eingaben in die SGP4prop-Bibliothek zu ändern. Dadurch wird verhindert, dass sich Schnittstellen aufgrund des XP-Upgrades ändern.
Die jetzt von SGP4-XP verfügbare Ausbreitungsgenauigkeit wird durch die Einbeziehung erweiterter Störungen erheblich verbessert, die durch die Verwendung des neuen TLE-Ephemeridentyps 4 abgegriffen werden können, der den alten n ̈⁄6-Term in den Spalten 45-52 von Zeile 1 durch den des Objekts ersetzt Parameter des Sonnenstrahlungsdruckmodells, AGOM [m^2/kg]. Für den AGOM-Wert in den Spalten 45-52 wird der führende Dezimalpunkt angenommen. Wie zuvor in Abbildung 3 zusammengefasst, umfassen erweiterte Störungen eine bessere Mondstörungsmodellierung, neue und mehr Resonanzmodellierung, Sonnenstrahlungsdruckmodellierung (zusätzlich zur Widerstandsmodellierung), und das Geopotentialmodell wurde um den J5-Zonalterm und das alte WGS- erweitert. 72 Terme werden durch EGM-96-Terme ersetzt, um mit der SP-Ausbreitung durch die operative ASW konsistent zu sein. Zusätzlich, Das statische statische Atmosphärenmodell wird durch das Jacchia-70-Modell ersetzt, das einen generischen Sonnenfluss und einen geomagnetischen Index verwendet, der den zukünftigen Fluss auf der Grundlage von Flussperioden vorhersagt, die mehr als 40 Jahre zurückreichen. Daher ist es nicht mehr erforderlich, F10.7- und Ap-Werte für den Betrieb des SGP4-XP-Propagators beizubehalten.
Da dies eine neue Funktion ist, ist es aus Vorsicht äußerst wichtig, weiterhin die aktuellste Version der SGP4-Bibliothek zu verwenden, falls sich SGP4-XP ändert. Wenn aus irgendeinem Grund Änderungen erforderlich sind, sind die Änderungen möglicherweise nicht abwärtskompatibel mit früheren Versionen von SGP4-XP. Zukünftige Versionsaktualisierungen können Fehlerbehebungen sowie Verbesserungen enthalten und sind möglicherweise nicht abwärtskompatibel mit früheren Versionen von SGP4-XP. Experimente und parallele Läufe werden empfohlen, um einen Einblick in die Modellierungsverbesserungen zu geben.
Die Versionshinweise beschreiben tatsächlich Änderungen an jedem Teil der Astrodynamics Standards-Bibliothek, was für diejenigen unter Ihnen von Interesse sein könnte, die mehr über die zugehörige Software wissen möchten, die nur für die Verwendung durch die US-Regierung bestimmt ist. Allerdings finde ich das jetzt viel weniger interessant als früher, weil wir endlich eine große Verbesserung zu SGP4 haben. Ich habe keine Zahlen darüber, wie viel besser es ist, aber die Versionshinweise behaupten, dass "die neue SGP4-XP-Genauigkeit statistisch gleichwertig ist" mit dem hochpräzisen numerischen Special Perturbations-Propagator, den sie für reale Operationen verwenden. Dies ist möglicherweise das Beste, was sie für die Öffentlichkeit getan haben, seit sie überhaupt TLEs veröffentlicht haben.
Papageientaucher
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