衛星星歷是描述天體、衛星、航天器、導彈等飛行體運行軌道的重要數據集。在天文學和航天領域中,它具有舉足輕重的地位。
簡而言之,星歷即指GPS測量中天體隨時間變化的精確位置或軌跡表。時間是其核心變量。具體應用中,星歷分為“廣播星歷”和“精密星歷”兩種。
廣播星歷是預先計算出的衛星位置預測信息,通過衛星實時廣播給用戶,常用于定位等實時應用。而精密星歷則是事后計算得出的精確位置,通常公布在相關網站上,多用于科研和深度分析。
衛星星歷的功能強大,它可以精確計算、預測、描繪和跟蹤衛星及其他飛行體的時間、位置、速度等運行狀態。這些數據不僅能夠表達飛行體的精確參數,還可以將飛行體置于三維空間中進行立體描繪,從而實現對天體過去、現在和將來的時間立體描繪。
了解衛星的位置對于理解其傳輸的數據至關重要。無論是GPS定位還是其他用途,都需要對衛星的位置有充分的了解。
全球定位系統(GPS)是在子午儀衛星導航系統的基礎上發展起來的,繼承了其成功經驗。它由空間部分、地面監控部分和用戶接收機三大部分組成。其中,星歷是GPS定位的基礎,利用星道歷描述的衛星軌道信息和用戶觀察資料來確定位置和速度。
星歷的研發與應用,為太空飛行體的位置和速度提供了精確的表達式——兩行式軌道數據系統。此系統由美國celestrak創立,并被廣泛應用于描述太空中的各類飛行體。
一旦衛星、航天器或飛行體進入太空,它們將被列入NORAD衛星星歷編號目錄,并進行終身跟蹤。即使成為太空垃圾,只要未消失,仍會被列入目錄。衛星星歷以開普勒定律為基礎,通過六個軌道參數之間的數學關系確定飛行體的各項參數,具有極高的精度。
衛星星歷不僅可以用于軍事、天文、航天等領域的預測、定位、軌道、跟蹤和測量,還可以應用于太空垃圾的計算、預測和描繪。在軍事上,衛星星歷的精準度對于戰略決策和戰場態勢感知至關重要;在航天領域,它為航天器的運行提供了可靠的依據;而在日常生活中,它也為我們提供了便捷的定位服務。
所謂“七政”與“四余”,是中國古代對天體的一種分類方式,與現代天文學和航天學的概念有所不同。七政指的是太陽、月亮及五顆行星,而四余則是指羅候、計都、月孛、紫氣等虛星。
在衛星導航系統中,星歷與歷書各自扮演著不同的角色。星歷提供實時、高精度的衛星位置信息,而歷書則提供衛星軌道的大致參數,用于預測衛星的大概位置和運動軌跡。兩者相輔相成,共同為我們在太空中的精準定位和導航提供了有力支持。
衛星星歷與歷書是衛星導航系統中不可或缺的組成部分。它們為我們深入理解太空中的飛行體提供了關鍵信息,無論是在科研還是日常生活中,都發揮著重要的作用。