ICS49.140 CCSV70 中华人民共和国国家标准 GB/T45742—2025 空间物体轨道确定和预报技术要求 Technicalrequirementsofspaceobjectsorbitdeterminationandprediction 2025-05-30发布 2025-09-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 轨道动力学模型要求 2 …………………………………………………………………………………… 4.1 概述 2 ………………………………………………………………………………………………… 4.2 轨道动力学模型的时间和坐标系统要求 2 ………………………………………………………… 4.3 轨道动力学模型 2 …………………………………………………………………………………… 4.4 轨道动力学模型设置要求 3 ………………………………………………………………………… 5 轨道预报技术要求 3 ……………………………………………………………………………………… 5.1 概述 3 ………………………………………………………………………………………………… 5.2 输入数据要求 4 ……………………………………………………………………………………… 5.3 轨道预报技术流程 4 ………………………………………………………………………………… 6 轨道确定技术要求 6 ……………………………………………………………………………………… 6.1 概述 6 ………………………………………………………………………………………………… 6.2 输入数据要求 6 ……………………………………………………………………………………… 6.3 初轨确定技术要求 7 ………………………………………………………………………………… 6.4 批处理精密定轨技术要求 7 ………………………………………………………………………… 6.5 序贯处理精密定轨技术要求 9 ……………………………………………………………………… 6.6 输出数据要求 11 ……………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 一种轨道动力学模型的摄动加速度计算方法 12 ……………………………………… A.1 地球非球形引力摄动 12 …………………………………………………………………………… A.2 地球潮汐形变摄动 12 ……………………………………………………………………………… A.3 第三体引力摄动 13 ………………………………………………………………………………… A.4 后牛顿效应摄动 13 ………………………………………………………………………………… A.5 大气阻力摄动 14 …………………………………………………………………………………… A.6 太阳光压摄动 14 …………………………………………………………………………………… 附录B(资料性) 不同类型轨道和轨道预报精度要求下的摄动加速度模型设置 15 …………………… 附录C(资料性) 基于线性化理论的轨道运动参数修正和协方差预报方法 18 ………………………… C.1 基于最小二乘估计的轨道运动参数修正值计算方法 18 …………………………………………… C.2 状态转移矩阵计算方法 18 …………………………………………………………………………… C.3 轨道运动参数协方差矩阵的线性预报方法 19 ……………………………………………………… 参考文献 20 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T45742—2025 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。 本文件起草单位:中国科学院国家天文台、南京大学、西安卫星测控中心、北京航天飞行控制中心、 中国航天标准化研究所。 本文件主要起草人:刘静、程昊文、汤靖师、王彦荣、曹建峰、郑峰椿、李大卫、杨旭、张耀、甘庆波、 李杨、江海、泉浩芳、赵南英。 ⅢGB/T45742—2025 空间物体轨道确定和预报技术要求 1 范围 本文件规定了绕地球运动空间物体轨道确定和预报中的主要力模型、输入输出和技术流程。 本文件适用于在自然力作用下绕地球运动空间物体测量、编目和预警中涉及的空间物体轨道数据 生成、轨道运动状态预测及其应用。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T45621 航天术语 空间碎片 3 术语和定义 GB/T45621界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 J2000.0参考系 J2000.0referencesystem 以地球质心为原点,历元J2000.0平赤道为XY平面,历元J2000.0平春分点为X轴指向的右手参 考系。 注:历元J2000.0是指地球时(TerrestrialTime)2000年1月1日12时0分0秒。 3.2 地心天球参考系 geocentriccelestialreferencesystem 以地球质心为原点,由2000年国际天文学联合会(IAU)决议B1.3定义的右手参考系。 注:GCRS坐标轴指向与J2000.0参考系靠近,相差约为0.02″。 3.3 轨道运动参数 orbitalmotionparameters 空间物体轨道运动状态参数,用空间物体位置和速度矢量或可等价转换为位置和速度矢量的参数 表示;在轨道确定中轨道运动参数也可包含轨道动力学模型参数。 注:轨道动力学模型参数包括大气阻力系数、太阳光压系数等。 3.4 轨道测量数据 orbitalmeasurementdata 直接或间接反映空间物体轨道运动状态的测量数据。 注:轨道测量数据包括测角、测距、测速、三维位置等。 3.5 测量方程 measurementequations 表示空间物体轨道测量数据值与轨道运动参数之间关系的方程组。 1GB/T45742—2025 3.6 测量矩阵 measurementmatrix 基于测量方程得到的空间物体轨道测量数据值对轨道运动参数的偏导数矩阵。 3.7 动力学方程 dynamicalequations 空间物体轨道运动参数随时间变化的微分方程组。 3.8 轨道确定 orbitdetermination 基于动力学方程,利用空间物体轨道测量数据确定在某一时刻空间物体轨道运动参数的过程。 注1:轨道确定分为初轨确定和精密定轨两类。 注2:轨道确定理论上也能够确定测量模型参数,但并不在本文件的范围内。 3.9 轨道预报 orbitprediction 利用某时刻轨道运动参数,基于动力学方程,计算过去或未来某时刻轨道运动参数的过程。 4 轨道动力学模型要求 4.1 概述 轨道动力学模型是指在一个或多个力作用下,空间物体轨道运动所符合的模型,以轨道运动参数满 足的动力学方程表示。轨道动力学模型是空间物体轨道确定和预报的基础。 4.2 轨道动力学模型的时间和坐标系统要求 轨道动力学模型的时间系统应采用地球时。 轨道动力学模型的坐标系统,在空间物体轨道动力学模型精度需求优于10m时应采用地心天球 参考系,否则可选择J2000.0参考系或地心天球参考系。 4.3 轨道动力学模型 4.3.1 动力学方程 轨道动力学模型满足的动力学方程表示为式(1): r→·· =-μr→ r3+F→ ε(r→,r→· ,t) …………………………(1) 式中: r→ ———空间物体位置矢量; r→· ———空间物体速度矢量; r→·· ———空间物体加速度矢量; r———空间物体地心距离; μ———地球引力常数; F→ ε———各摄动加速度矢量的和; t———时间。 4.3.2 地球质点引力加速度 将地球简化为同等质量的质点所产生的引力加速度,采用式(1)中的-μr→ r3计算。 2GB/T45742—2025