空间目标轨道分布特性分析实验报告

空 间 目 标 轨 道 分布特性分析实验报告 一、实验目的 1、了解空间目标轨道分布规律； 2、掌握 TLE数据格式分析方法； 3、掌握空间目标高度分布特性分析方法与过程。 二、实验环境 Matlab 或 C 语言 三、实验原理 1 、空间目标及其分布 空间目标广义是指离地球表面 120公里以外空间的所有目标，包括自然天体和人造天体。本研究报告中的空间目标系指环绕在地球周围数万公里内的人造天体，包括卫星、平台和运载，以及上述目标解体后形成的空间碎片。对这些人造目标进行监视属空间目标监视系统的范畴。 根据有关研究，环绕地球的空间目标数目大约为 35,000,000，其中大小在 1～10cm的约 110,000个，大于 10cm的在 8000个以上。目前美国空间目标监视系统可对 30cm以上的空间目标进行例行的日常观测，对 10cm以上的目标可能观测到，但不能保证例行的日常跟踪。上述空间目标中，到 2008年 8月 24日，被美国空间目标监视系统编目过的空间目标数目为 33311个，其中 21597个已经陨落，11714个仍在轨。 空间目标都有一定大小、形状，运行在一定轨道上，使得每一空间目标都有其独特的轨道特性、几何特性和物理特性。这些特性奠定了对空间目标进行定轨和识别的基础，尤其是在用航天器一般都有特定的外形、稳定的轨道、姿态、温度等特性，是空间目标识别的主要技术支撑。 空间目标监视的核心任务是对空间目标进行探测、跟踪和识别。获取空间目标的几何特征、物理特征和运动参数等重要目标信息，进而确定目标威胁度、警戒空间碰撞、提供安全告警信息，是实施防御性空间对抗和进攻性空间对抗的基础。其中在空间目标的识别过程中，空间目标的轨道特性是主要依据，而其几何特性和物理特性则是对其轨道特性的进一步补充。 空间目标的分布是指空间分布，空间分布由轨道分布体现，了解空间目标的轨道分布特征对探测系统的设计等都具有非常重要的参考价值。这里主要通过分析轨道根数的分布来完成空间目标分布的统计，主要从空间目标半长轴、偏心率和轨道倾角三个方面进行考虑。 2、TLE 文件格式分析 NASA 发布航天器轨道根数的文本文件是 TLE 格式，TLE 文件有多种扩展名，包括*.w r、*.fr、*.gd、*.om、*.sd 和*.tce 等六种，NORAD 的双行轨道根数保存在 tce 文件中，由两行组成，有效字符为数字 0-9，大写字母 A-Z、正负号、空格和句点。其格式如下[4]： 比特位 1 3 8 10 17 19 32 34 43 45 52 54...