pythonpyephem库卫星轨道计算及两⾏轨道参数TLE python pyephem库 卫星轨道计算及两⾏轨道参数TLE
作者：⼩卫星
操作系统： Ubuntu18.04 LTS
IDE： PyCharm Community 2018.1
Python 2.7
1、安装
$ pip install pyephem
/pyephem/
2、测试
先颗卫星，事实上可以⽤python⾃动弄下来，进北美防空司令部的：
celestrak/NORAD/
可以看到北⽃卫星的两⾏轨道参数（TLE），把前三⾏复制进来，⾃⼰的经纬度可以在google上：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
import ephem
#/pyephem/quick.html
me = ephem.Observer()
me.lon, me.lat, me.elevation = '108.5000', '34.5000', 800.0
line1 = "BEIDOU G1"
line2 = "1 36287U 10001A 18194.84994825 -.00000297 00000-0 00000-0 0 9999"
line3 = "2 36287 1.4745 3.9768 0004214 156.8560 216.8921 1.00270561 31144"
sat = adtle(line1, line2, line3)
me.date = '2018/7/14'#w()
satpute(me)
print(sat.az * 180.0 / 3.1416) #卫星的⽅位⾓
print(sat.alt * 180.0 / 3.1416 ) #卫星的仰⾓
print(sat.range_velocity) #卫星相对于观察者的运动速率，为正，表⽰卫星正在远离观察者。
输出为：
/home/wy/PycharmProjects/wP2/venv/bin/python /home/wy/.PyCharmCE2018.1/config/scratches/wyEPH1.py
131.486721673
38.9986189838
-4.0736*******
Process finished with exit code 0
表⽰卫星仰⾓为39度，⽅位⾓为131.5度。这是个GEO卫星，所以改变时间，结果变化不⼤。但是因为星历有时效性，时间设的和星历时间太远，则程序计算误差极⼤（部分原因是卫星本⾝会进⾏轨道调整）。再设的过⼤，程序不会计算。 如2018年7⽉14⽇download的星历，设时间为‘2008/7/10’，会报错：
me.date = '2008/7/14'#w()
/home/wy/PycharmProjects/wP2/venv/bin/python /home/wy/.PyCharmCE2018.1/config/scratches/wyEPH1.py Traceback (most recent call last):
File "/home/wy/.PyCharmCE2018.1/config/scratches/wyEPH1.py", line 13, in <module>
satpute(me)
ValueError: TLE elements are valid for a few weeks around their epoch, but you are asking about a date 3651 days from the epoch
Process finished with exit code 1
滚筒电机
3、卫星轨道参数来源
卫星轨道来源其实有很多，主要有两个：
（1）彗星、⼩⾏星等⾃然天体轨道
International Astronomical Union (IAU)的Minor Planet Center (MPC)，以接收和分发⾃然天体轨道为⽬的，⽹站：
www.minorplanetcenter/iau/Ephemerides/Soft03.html
例如：www.minorplanetcenter/iau/Ephemerides/
# From MPC106342
C/1995 O1 (Hale-Bopp),e,89.0947,283.1330,130.8144,183.1685,0.0003976,0.99490338,0.0000,03/29.3733/1997,2000,g -2.0,4.0
其格式为xephem格式，需要⽤readdb函数读取： 喷淋吸收塔
ephwy = addb("C/1995 O1 (Hale-Bopp),e,89.0947," + \
"283.1330,130.8144,183.1685,0.0003976,0.99490338,0.0000," + \
"03/29.3733/1997,2000,g -2.0,4.0")
ephwypute('2018/7/14')
print(ephwy.name)
print("%s %s" % (ephwy.ra, ephwy.dec))
print("%s %s" % (stellation(ephwy), ephwy.mag))
输出为：
C/1995 O1 (Hale-Bopp)插板闸门>拉挤模具
0:30:39.87 -85:43:48.2
('Oct', 'Octans') 22.21
（2）⼈造卫星、船、器
两⾏轨道数据（TLE，Two-Line Orbital Element），由美国celestrak发明创⽴，是⽤于描述太空飞⾏体位置和速度的表达式。
celestrak/NORAD/elements/
电子标签生产设备
例如：
celestrak/NORAD/
最后⼀⾏（2018.07.14基线）
BEIDOU-3 M8
1 43246U 18029B 18194.72004803 -.00000064 00000-0 10000-3 0 9991
2 43246 55.0642 39.6410 0004409 332.7876 76.6516 1.8623294
3 1964
第0⾏，将第1⾏视为0⾏，是 通⽤名称，最长为24个字符。
第1⾏和第2⾏是标准的卫星星历格式（TLE格式），每⾏69个字符，包括0～9，A～Z（⼤写）、空格、点和正/负号。
卫星星历编号含义：
第1⾏：
（1）43246U。43246是北美防空司令部(NORAD)⾃⼰给的卫星编号。U代表不保密。C、S都是NORAD⾃⼰才能看到，是保密的。
（2）18029B。国际编号，18表⽰2018年发射，029表⽰是这⼀年的第29次发射，B则表⽰是⼀箭多星，依次有A、B、C.... 。北⽃的MEO卫星都是⼀箭双星，所以只有A、B。
（3）18194.72004803。表⽰这组轨道数据的时间点，18是2018年，194表⽰第194天，也就是7⽉14⽇。72004803表⽰这⼀天⾥的时刻。
（4）.00069181 13771-5 44016-2。为轨道模型参数。
（5）0。为轨道模型类型，SGP4/SDP4轨道模型。
（6）999。表⽰是该空间飞⾏器的第999组TLE参数，我错略把各种卫星看了下，发现都是999。
（7）7。为校验位。
第2⾏：
（1）43246。NORAD卫星编号。
（2）55.0642。轨道倾⾓。
（3）39.6410。升交点⾚经。
（4）0004409。轨道偏⼼率，实际值为0.0004409。
（7）332.7876。近地点幅⾓。
（8）76.6516。平近点⾓。表⽰这组TLE对应的时刻时，卫星在轨道的什么位置。
（9）1.86232943。每天环绕地球的圈数，其倒数就是周期。
版税计算（10）196。发射以来飞⾏的圈数，可以推算，196/1.86232943=105.24454天就是多少时间之前发射的。
查下新闻就知道：2018年3⽉30⽇1时56分，中国在西昌卫星发射中⼼⽤长征三号⼄运载⽕箭（及远征⼀号上⾯级），以“⼀箭双星”⽅式成功发射第三⼗、三⼗⼀颗北⽃导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是中国北⽃三号第七、⼋颗组⽹卫星。是吻合的。
（11）4 。校验位。
这个东西强⼤到发射后⼏天就有数据，⽽且精确度极⾼，但是使⽤时务必注意其中的时间都是UTC时间，中国⽤的是UTC+8，因此时间加8⼩时才能对应上。
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