基 于 ＳＧＰ４ 模型的卫星轨道计算 刁 宁 辉 ① ，
基 于 ＳＧＰ４ 模型的卫星轨道计算
刁 宁 辉 ① ，刘 建 强 ① ，孙 从 容 ① ，孟 鹏 ②
(① 国家卫星海洋应用中心 ，北 京 １０００８１；② 上海技术物理所 ，上 海 ２０００８３)
摘 要 ：以 ＴＥＲＲＡ 卫星为例介绍两行元素轨道 的格式 ，采 用 ＳＧＰ４ 模 型 计 算 ＴＥＲＲＡ 卫星的卫星轨道 ，即 卫
星的实时位置和速度 ；并计算卫星相对于北京地面站的方位角和高度角 。 最 后 利 用 ＳＴＫ 软件的模拟结果进行精 度 评 价 。 结 果 表 明 ，计算结果精度较高 ，具有实际应用价值 。
关 键 词 ：ＴＥＲＲＡ；两行元素轨道 ；ＳＧＰ４ 模 型 ；方 位 角 ；高 度 角
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３１７７．２０１２．０４．０１１
中 图 分 类 ：ＴＰ７９
ＳａｔｅｌｌｉｔｅＯｒｂｉｔＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＳＧＰ４ Ｍｏｄｅｌ
ＤＩＡＯ Ｎｉｎｇ－ｈｕｉ① ，ＬＩＵＪｉａｎ－ｑｉａｎｇ① ，ＳＵＮ Ｃｏｎｇ－ｒｏｎｇ① ，ＭＥＮＧ Ｐｅｎｇ②
(① ＮａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＯｃｅａｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１；② ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００８３)
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｕｓｅｓＴＥＲＲＡｓａｔｅｌｌｉｔｅａｓａｎｅｘａｍｐｌｅｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｔｗｏ－ｌｉｎｅｅｌｅｍｅｎｔｓｅｔｆｏｒｍａｔ，ａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅ
ｓａｔｅｌｌｉｔｅｏｒｂｉｔｕｓｉｎｇＳＧＰ４ ｍｏｄｅｌ，ｔｈａｔｉｓｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙ；ｔｈｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅａｚｉｍｕｔｈａｎｄｅｌｅｖａｔｉｏｎａｎｇｌｅ． Ｆｉｎａｌｌｙ，ｇｉｖｅｓｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｕｓｉｎｇＳＴＫ ｓｏｆｔｗａｒｅｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｈａｓｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＥＲＲＡ；ｔｗｏ－ｌｉｎｅｅｌｅｍｅｎｔｏｒｂｉｔｒｅｐｏｒｔ：ＳＧＰ４ ｍｏｄｅｌ；ａｚｉｍｕｔｈａｎｇｌｅ；ｅｌｅｖａｔｉｏｎａｎｇｌｅ
一般摄动项的 ＴＬＥ 轨道 是由 北 美 航 天 国 防 司 令 部
(Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ＤｅｆｅｎｃｅＣｏｍｍａｎｄ，ＮＯ－ ＲＡＤ)提出来的。ＴＬＥ 考 虑 的 一般摄动项包括地球 扁 率 、日月引力的长期 和 周 期摄 动影响 ，以 及 大 气 阻 力 产 生 的 引力共振和轨道衰退［２］。ＴＬＥ 轨 道 的 轨 道 参 数 较 少 ，精 度 没 有 ＴＢＵＳ 轨 道 高 ，称 为 粗 轨 根 数 。ＴＬＥ 提 供 的 是 平 均 开 普 勒 根 数 ，对 于 一 般 的 中 小 型 地 面 站 ，精 度 是 足 够 的 。
ＴＬＥ 轨 道 计 算 卫 星 轨 道 需 要 用 到 ＮＯＲＡＤ 开 发 的 ＳＧＰ４／ＳＤＰ４ 模 型 ，这 些 模 型 需 考 虑 到 地 球 非 球 形 引 力 、日 月 引 力 、太 阳 辐 射 压 及 大 气 阻 力 等 摄 动 力 的 影 响 。ＳＧＰ４(Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ＧｅｎｅｒａｌＰｅｒｔｕｒｂａ－ ｔｉｏｎｓ)即 简 化 常 规 摄 动 模 型 ，可 以 应 用 于 轨 道 周 期 小 于 ２２５ 分 钟 的 近 地 球 物 体 。ＳＤＰ４(Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ
引
言
１
我 国 航 天 事 业 发 展 突 飞 猛 进 ，卫 星 遥 感 应 用 日
趋 成 熟 ，已 经 广 泛 应 用 于 海 洋 、农 业 、军 事 、气 象 等 诸 多 领 域 。相 关 部 门都已经发 射了自己的卫星 ，如 国 家 海 洋 局 的 海 洋 系 列 卫 星 、中国气 象局的风云系列 气 象 卫 星 。但这些部门尚未建立自己的测控站，各地
面站 在 计 算 卫 星 轨 道 时 都 需 要 从 上 下 载 ＴＢＵＳ
(ＮＯＡＡ ＡＰＴＰＲＥＤＩＣＴＢＵＬＬＥＴＩＮＳ)轨道 或两行 元素(Ｔｗｏ－ＬｉｎｅＭｅａｎｅｌｅｍｅｎｔ，ＴＬＥ)轨道 ［１］。
ＴＢＵＳ 轨道 提 供 的 卫 星 参 数 较 多，且 精 度 较 高，称为精轨根数。但是
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