卫星星历合集——（1）基本概念

基本概念

星历 Ephemeris

也叫两行轨道数据（TLE，Two-Line Orbital Element），两行是指：位置和速度，是由美国的 CelesTrak 发明的

卫星、航天器或飞行体一旦进入太空，即被列入 NORAD（ [ˈ n ɔ r æ d]）卫星星历编号目录。列入 NORAD 卫星星历编号目录的太空飞行体将被终生跟踪。卫星、火箭残骸等飞行体成为太空垃圾时，仍被列入 NORAD 卫星编号目录，直到目标消失。

卫星星历的时间按世界标准时间（UTC，不是时间戳）计算

开普勒三大定律

轨道六要素

星历数据中包含卫星轨道的六要素，也叫开普勒轨道要素（Keplerian elements）

包括：

1、半长轴 a

2、偏心率 e

描述轨道形状的参数，0 表示完美圆形轨道，接近 1 则表示轨道趋向于非常扁的椭圆

3、倾角 i

描述轨道平面相对于参考平面（通常是赤道）的倾斜角度

4、升交点赤经Ω（RAAN 角度）

描述轨道升交点相对于某一参考方向（通常是春分点）的角度位置

春分点：太阳在春季从南向北穿过地球赤道的那一点

升交点：轨道在从南半球穿越到北半球时，首次穿过赤道的点

RAAN 角度：从春分点到升交点的角度测量，沿地球赤道平面顺时针测量

5、近地点幅角ω

描述轨道上最近地球点（近地点）相对于升交点的角度

6、真近点角 ν或平近点角 M

描述卫星在轨道上的位置，真近点角是从近地点到卫星当前位置的角度，平近点角则是卫星绕轨道运行一个周期的平均位置的角度(也是从近地点开始测)

区别：平近点角是基于平均速度来算，也就是说卫星应该在的地方，而真近点角是卫星当前时刻实际所在的地方

也就是说卫星星历信息包括轨道六要素，可以用来获取卫星当前的准确位置，这也是卫星信号发往地面接收器携带星历信息的必要原因，以方便后续计算接收器与发射时刻卫星的距离。

GNSS

GNSS 是 Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统。

包括地面部分和空中部分，形成一个综合的空天地一体化系统。这里是这两部分的主要功能和互动方式：

空中部分

卫星

地面部分

控制站：监控和管理卫星健康状况的地面设施，确保卫星运行正常。

跟踪站：收集卫星信号，用于精确计算卫星的轨道数据和钟差，这些数据经处理后上传回卫星。

接收卫星信号，其中包括初步星历数据

计算并更新星历数据

确定卫星的确切轨道位置。

纠正卫星时钟的偏差。

生成精密星历，预测卫星未来位置的数据。

数据交给上传站

上传站：将计算后的数据（如修正的星历）发送给卫星，再由卫星广播给全球使用卫星定位的用户。

这次先介绍这些，都是基础概念，适合研0课题组为卫星通信的同学。我这里只是简单整理，希望能帮助刚接触星历的萌新（和我一样），后续还会续更（包括一些简单的MATLAB仿真）。

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本文作者： 祝小火 本文链接： https://www.cnblogs.com/zhuxiaohuo/articles/18160999 关于博主： 评论和私信会在第一时间回复。或者直接私信我。 版权声明： 本博客所有文章除特别声明外，均采用 BY-NC-SA 许可协议。转载请注明出处！ 声援博主： 如果您觉得文章对您有帮助，可以点击文章右下角【推荐】一下。

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