Wo kann man Ephemeridendaten für Geodäsie-Satelliten erhalten?

Ist jemandem bekannt, wo man Ephemeridendaten in GCRS-Koordinaten (Geocentric Celestial Reference Systems) für einen Geodäsie-Satelliten wie LAGEOS erhalten kann (es spielt keine Rolle, welche Mission)? Oder alternativ simulierte Daten in GCRS-Koordinaten . Insbesondere kartesische Positions- und Geschwindigkeitskoordinaten. Ich kann sie nirgends finden.

Update: Meine Verwirrung hat zugenommen. Ich werde versuchen, meine Frage neu zu formulieren.

Ist es möglich, eine Ephemeridendatei zu erhalten und eine Transformation durchzuführen, sodass die Ephemeridendaten in GCRS-Koordinaten ausgedrückt werden können? Und wenn ja, wie ist der Ablauf?

Zweck der Frage: Was mich interessiert, sind Ephemeridendaten für einen Satelliten (egal welche Mission), der der klassischen Newtonschen Beschleunigung plus relativistischen Korrekturen unterliegt, wie vom IERS empfohlen, wie Schwarzschild-, Lense-Thirring- und geodätische Beschleunigungen.

"Kartesische Positions- und Geschwindigkeitskoordinaten" - diese veralten schnell . Stattdessen möchten Sie die Orbitalparameter - Periapsis, Apoapsis, Neigung, Länge des aufsteigenden Knotens, Argument der Periapsis und wahre Anomalie bei T = 0.
@JohnDvorak Ich hätte definitiv gerne kartesische Koordinaten. Es sei denn, es ist einfach, sich von einem zum anderen zu verwandeln?
Klarstellung: Kartesische Koordinaten sind innerhalb von Minuten nutzlos. Sekunden, wenn Sie die Satellitenbewegung ignorieren. Orbitalparameter sind gut für ... Wochen, glaube ich?
@JohnDvorak LAGEOS-Satellitenbahnen werden zentimetergenau gemessen und vorhergesagt. Dies wird durch einen guten Zustandsvektor und einen guten Propagator erreicht. Keplersche Orbitalparameter sind Annäherungen und kein guter Weg, reale Umlaufbahnen zu charakterisieren.

Antworten (1)

Die JPL Horizons -Website gibt Ephemeriden für eine große Anzahl von Erdsatelliten sowie Raumschiffe, Planeten, Monde, Asteroiden usw.

Wenn Sie es wie unten gezeigt konfigurieren, die gewünschten Einheiten auswählen, die vollständigen Zustandsvektoren (x, y, z, vx, vy, vz)verwenden, geozentrische Koordinaten verwenden ( @500), erhalten Sie die folgende Ausgabe. Sie können verschiedene Zeitschrittgrößen (bis zu 1 Minute) und Zeitrahmen auswählen. Sie können den direkten Download als CSV-Text anstelle von HTML wählen, wenn Sie möchten - empfohlen für lange Dateien.

Es scheint mir, dass die Ephemeriden aufgrund des besonderen Status und der Verwendung der LAGEOS-Satelliten nur einen relativ kurzen Zeitraum in die Zukunft vorhersagen, im Gegensatz zu anderen Raumfahrzeugen, die manchmal jahrelange Vorhersagen haben.

Dies sollte Ihnen den Einstieg erleichtern! Wenn Sie weitere Fragen zu diesem Beitrag als Kommentare haben und ich oder jemand anderes versuchen wird, Ihnen zu helfen.

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Hier sind die Tabelleneinstellungen. Ich glaube, dass ICRF/J2000.0 mit Ecliptic- und Mean Equinox-Einstellungen Ihnen etwas nahe an GCRS geben wird, aber im Moment bin ich mir nicht sicher, wie nahe es ist. Ich werde weiterlesen und in den Kommentaren um Hilfe bitten.

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Hier ist eine Beispielausgabe der obigen Konfiguration. Es scrollt von links nach rechts und von oben nach unten.

Revised: Sep 11, 2017                 LAGEOS-2                         -122195

LAGEOS-2 (1992-070B, "Laser Geodynamics Satellite", NASA/ASI)
60-cm diameter sphere, 426 corner cube reflectors (VIS), 4 germanium (IR)
Deployed: 1993-Oct-22 from Space Shuttle Columbia (STS 52)


*******************************************************************************
Ephemeris / WWW_USER Mon Sep 11 21:51:05 2017 Pasadena, USA      / Horizons    
*******************************************************************************
Target body name: LAGEOS-2 (spacecraft) (-122195) {source: LAGEOS-2}
Center body name: Earth (399)                     {source: DE431mx}
Center-site name: BODY CENTER
*******************************************************************************
Start time      : A.D. 2017-Jan-01 00:00:00.0000 TDB
Stop  time      : A.D. 2017-Jan-05 00:00:00.0000 TDB
Step-size       : 1440 minutes
*******************************************************************************
Center geodetic : 0.00000000,0.00000000,0.0000000 {E-lon(deg),Lat(deg),Alt(km)}
Center cylindric: 0.00000000,0.00000000,0.0000000 {E-lon(deg),Dxy(km),Dz(km)}
Center radii    : 6378.1 x 6378.1 x 6356.8 km     {Equator, meridian, pole}    
Output units    : KM-S                                                         
Output type     : GEOMETRIC cartesian states
Output format   : 2 (position and velocity)
Reference frame : ICRF/J2000.0                                                 
Coordinate systm: Ecliptic and Mean Equinox of Reference Epoch                 
*******************************************************************************
            JDTDB,            Calendar Date (TDB),                      X,                      Y,                      Z,                     VX,                     VY,                     VZ,
**************************************************************************************************************************************************************************************************
$$SOE
2457754.500000000, A.D. 2017-Jan-01 00:00:00.0000,  5.049112760756619E+03,  9.246781656953866E+03,  5.722633641721932E+03, -2.978199703429669E+00,  3.689975896939779E+00, -3.350502047340569E+00,
2457755.500000000, A.D. 2017-Jan-02 00:00:00.0000, -6.140907600397200E+03, -8.148707798015072E+03, -6.918983669661846E+03,  2.434461456961566E+00, -4.250750074318191E+00,  2.808377534161328E+00,
2457756.500000000, A.D. 2017-Jan-03 00:00:00.0000,  6.849580412560958E+03,  6.106324592083777E+03,  7.740446107133596E+03, -1.906840987637830E+00,  4.973834339923835E+00, -2.290764139470047E+00,
2457757.500000000, A.D. 2017-Jan-04 00:00:00.0000, -7.504132672898423E+03, -4.707277560275819E+03, -8.539479988453819E+03,  1.304309397636298E+00, -5.242849004192330E+00,  1.679103108590806E+00,
2457758.500000000, A.D. 2017-Jan-05 00:00:00.0000,  7.740851830184564E+03,  2.245705288312970E+03,  8.942780571589567E+03, -6.155844902136471E-01,  5.667380276723395E+00, -9.687665040214430E-01,
$$EOE
**************************************************************************************************************************************************************************************************
Coordinate system description:

  Ecliptic and Mean Equinox of Reference Epoch

    Reference epoch: J2000.0
    XY-plane: plane of the Earth's orbit at the reference epoch
              Note: obliquity of 84381.448 arcseconds wrt ICRF equator (IAU76)
    X-axis  : out along ascending node of instantaneous plane of the Earth's
              orbit and the Earth's mean equator at the reference epoch
    Z-axis  : perpendicular to the xy-plane in the directional (+ or -) sense
              of Earth's north pole at the reference epoch.

  Symbol meaning:

    JDTDB    Julian Day Number, Barycentric Dynamical Time
      X      X-component of position vector (km)                               
      Y      Y-component of position vector (km)                               
      Z      Z-component of position vector (km)                               
      VX     X-component of velocity vector (km/sec)                           
      VY     Y-component of velocity vector (km/sec)                           
      VZ     Z-component of velocity vector (km/sec)                           

Geometric states/elements have no aberrations applied.
@DavidHammen Erzeugt dies zumindest etwas in der Nähe von GCRS? Gibt es eine einfache Möglichkeit, diese Daten für andere Epochen als J2000.0 in GCRS umzuwandeln?
das ist extrem hilfreich und ein toller Anfang. Ich werde die IAU-Dokumentation zur Transformation zwischen Referenzsystemen lesen.
@Rumplestillskin fand dies beim Durchsuchen alter Antworten in SXSE : PDF: iers.org/SharedDocs/Publikationen/EN/IERS/Publications/tn/…
@Rumplestillskin fyi Ich habe gerade gefragt Wurden die Germanium-Eckwürfelreflektoren von LAGEOS jemals verwendet?
Das ist fantastisches Zeug!! Ich habe die JPL-Site zuvor für ein Drei-Körper-Problem mit einem Satelliten, der Erde und dem Mond verwendet, aber ich habe es völlig vergessen. Hoffentlich gibt das was ich brauche. Mir fällt schwer, die Notwendigkeit so vieler unterschiedlicher Referenzsysteme zu erkennen!
Also habe ich eine Frage - - - Ist GCRS nicht eine geozentrische Form im ICRF? Ich meine, sind sie nicht gleichwertig? Sollten die Daten nicht stimmen? Oder verstehe ich etwas falsch?
@Rumplestillskin Wenn Sie sich den Link in meinem obigen Kommentar ansehen, scheinen sie nicht identisch zu sein. Wenn Sie eine zentimetergenaue Analyse von LAGEOS-Entfernungsdaten durchführen, kann der Unterschied enorm sein, wenn Sie eine Animation oder ein Diagramm erstellen, kann der Unterschied gering sein.
Der Unterschied besteht darin, dass GCRS so definiert ist, dass es am besten innerhalb des Gravitationsfeldes der Erde angewendet wird, während ICRF dies nicht ist. Der Unterschied scheint also darin zu liegen, wie die allgemeine Relativitätstheorie gehandhabt wird.
Ahhh ich verstehe!! Wow, das ist sicherlich nicht trivial!
Ich frage mich, ob es möglich ist, nur eine Liste von Positions- / Geschwindigkeitsdaten zu erhalten, die für jede Mission in GCRS-Koordinaten umgewandelt wurden. Ich suche nicht speziell nach LAGEOS. Es klingt offensichtlich so, als ob es sehr einfach zu finden sein sollte, aber meine Google-Fähigkeiten und mein Mangel an Wissen halten mich davon ab :) Ich werde Ihr Dokument heute Abend lesen.
@Rumplestillskin PyEphem scheint ein reichhaltiges Vokabular von Koordinatenrahmen zu haben. Es ist möglich, dass die Konvertierung zwischen ICRF und GCRS nur ein paar Zeilen Skript umfasst. Eine bessere Lösung könnte die Verwendung von Astropy sein . Siehe zum Beispiel docs.astropy.org/en/stable/api/… Ich weiß nicht, ob Sie in Python aktiv sind oder nicht. Wenn nicht, werden Sie feststellen, dass es viele Türen öffnet. Ich würde vorschlagen, mit einer Ananconda-Installation zu beginnen; Beginnen Sie mit CONDA .
Ich bin mit Sicherheit überhaupt nicht in Python aktiv. Technische Details sollten den Fortschritt jedoch nicht aufhalten! Ich werde es mir auf jeden Fall anschauen.
Ich habe das beigefügte Papier gelesen und muss zugeben, dass ich immer noch sehr verwirrt bin!! Vielleicht noch verwirrter. Ich hatte auf etwas wie die folgende Situation gehofft: Sie haben eine Ephemeridendatei für einen GPS-Satelliten, dessen Position in ECEF-Koordinaten berechnet wird. Sie führen jede Position durch ein Rotations-/Koordinatentransformationsprogramm und Sie haben ECI-Koordinaten. Gibt es eine solche Operation, um GCRS-Koordinaten zu erhalten? Ich zweifle, ob diese Frage jetzt überhaupt noch Sinn macht.
@DavidHammen hast du Erfahrungen damit? Wenn Sie sich Ihr Profil ansehen, scheint es genau das Richtige für Sie zu sein!
@Rumplestillskin Für viele künstliche Satelliten im Orbit um die Erde und für den natürlichen Satelliten der Erde, den Mond, wird die Bewegung mit einer Genauigkeit von Zentimetern berechnet und regelmäßig bestätigt. Ja, Genauigkeit. Dazu müssen die von der Allgemeinen Relativitätstheorie (GR) vorhergesagten kleinen Auswirkungen auf Raum und Zeit richtig berücksichtigt werden. Wenn Sie diese Genauigkeit nicht benötigen, verwenden Sie einfach die Ephemeride von Horizons, wie oben gezeigt; Sie können diese Koordinaten Earth Centered Inertial (ECI) so nennen, wie sie sind, ohne zu viel Flak zu fangen.
@Rumplestillskin Das ist Raketenwissenschaft, daher sind die Details manchmal ziemlich herausfordernd; Es ist schließlich nicht gerade eine Gehirnoperation ! youtu.be/THNPmhBl-8I
Danke für die schnelle Antwort!! Also, womit ich es zu tun habe, ist Gl. (10.12) in link .. Hmm, vielleicht spielt es keine Rolle, solange die Koordinaten nicht in einem Rotationsrahmen sind? Ich bin völlig verloren in diesem Referenzrahmengeschäft, aber danke für die Hilfe. Ich denke, ich werde in Zukunft bei der Mathematik bleiben :)
@Rumplestillskin Gl. 10.12 ist Beschleunigung, etwas, das Sie integrieren würden, um eine Umlaufbahn von Grund auf neu zu berechnen (also allgemeine relativistische Modelle für Raum-Zeit-Koordinaten und Bewegungsgleichungen ), nicht um eine vorhandene Ephemeride von einem Koordinatensystem in ein anderes zu transformieren. Auf den ersten Blick scheint es dasselbe zu sein wie die Gleichung in dieser Frage . Es ist sicherlich nichts falsch daran, eine verwandte Frage im Physik-Stack-Austausch zu stellen, solange sie nicht identisch ist.
Vorschlag 1) ping @MarkAdler Vorschlag 2) migrieren Sie dies oder stellen Sie eine verwandte, aber nicht identische Frage in SXSE
ah, das ist genau das, was ich tun möchte, aber aus irgendeinem Grund dachte ich, ich müsste eine Transformation oder etwas zu diesem Zweck in GCRS durchführen. Ich bin also daran interessiert, diese Gleichung zu verbessern, und daher brauche ich eine Ephemeride, damit ich vergleichen kann, aber es ist möglicherweise leichter gesagt als getan. Wenn ich also diese Gleichungen plus eine Newtonsche Beschleunigung integriere, sind die Koordinaten automatisch in GCRS?
Kennen Sie auch einen vorgefertigten Integrator, den ich aus einer Liste von Kräften auswählen kann? Speziell Newton und Relativitätstheorie? Ansonsten müsste ich selbst ein Skript dazu schreiben.
GMAT ist mir bekannt, aber die Auswahl des Referenzrahmens ist ein weiterer Grund für meine Frage! Es ist verwirrend.
Wo kann man Ephemeridendaten für Geodäsie-Satelliten erhalten?
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