¿Cómo obtener el UTC de la época en un satélite TLE (elemento de dos líneas)?

Dado: 16031.25992506

El 16 corresponde a 2016. Como 1957 fue el primer año en que se lanzaron satélites, el 57 sería 1957, y en 2057 esto podría cambiar, ya que habrá un problema.

El 31 significa el día 31 del año (31 de enero)

El .25992506 es el día fraccionario desde la medianoche. Esto significa 6.2382 horas, 14.292 minutos, 17.52 segundos, básicamente se logra multiplicando primero por 24, luego quitando las horas, luego 60, luego quitando los minutos, luego 60 nuevamente para obtener los segundos.

En cuanto a los segundos bisiestos, en realidad no está definido. La NASA ha declarado que el estándar practicado es :

En la práctica, generalmente mantiene las horas UTC, pero los segundos intercalares se sobrecargan en el primer segundo del día siguiente.

Entonces, la conclusión es que la conversión debería darte la hora en UTC. Los segundos bisiestos son molestos, pero la hora aún debería ser UTC.

La mejor suposición disponible sobre la escala de tiempo utilizada en los archivos TLE es del informe épico Revisiting Spacetrack Report #3 de Celestrak, que han puesto en línea aquí:

https://celestrak.org/publications/AIAA/2006-6753/

Tomaron el antiguo software SGP4, recopilaron todos los parches y mejoras que pudieron encontrar en las docenas de versiones en línea y en varios laboratorios, y emitieron una nueva versión limpia del algoritmo (la que se usa en Skyfield, de hecho).

En la "Sección E" del informe, adivinan que la hora está en UTC o UT1, y concluyen que la diferencia realmente no importa porque SGP4 simplemente no es lo suficientemente preciso para predecir las posiciones de los satélites durante <1 segundo. (La diferencia entre UTC y UT1 siempre es menos de un segundo). Dicen:

La contabilidad del tiempo dentro de SGP4 se refiere a la época de los datos TLE. … Se asume que el sistema de tiempo aquí es UTC, pero no existe documentación formal y UTC, tal como se define actualmente, solo se introdujo en 1972. UT1 es necesario para calcular GMST para las transformaciones de coordenadas discutidas en el apéndice, pero se desconoce si UT1 o UTC es lo que requiere el software, aunque asumimos UT1 para este documento. El error asociado con la aproximación de UT1 con UTC está dentro de la incertidumbre teórica de la propia teoría SGP4. Excepto por el cálculo de GMST, este documento y código asume que el tiempo se realiza como UTC.

Por lo tanto, puede ignorar TAI, TT y TDB cuando se trata de satélites. Todas las horas con las que trate serán probablemente UTC.

El término "día juliano" (o fecha) tiene tres significados muy distintos. Para los historiadores, normalmente significa una fecha que se expresa en el calendario juliano, a diferencia del calendario gregoriano. Por ejemplo, la fecha juliana del 3 de septiembre de 1752 es el mismo día que la fecha gregoriana del 14 de septiembre de 1752. Para los astrónomos, significa el número de días desde el mediodía (en alguna escala de tiempo, típicamente TT o UT) el 1 de enero de 4713 a. Julian). Por ejemplo, JD 2357569 se refiere al mediodía UT del 14 de septiembre de 1752.

El tercer significado es el número de día del año, con 1 que significa 1 de enero. Este tercer significado es el significado previsto en la página de la NASA citada.

Celestrak afirma que el tiempo es UT.

"https://celestrak.org/columns/v04n03/#FAQ03"

UT es tiempo astronómico (más precisamente rotacional). Se determina mediante observaciones que dependen de la rotación de la Tierra y se relaciona convencionalmente con el tiempo sideral aparente. Las convenciones se eligen para mantener la UT sincronizada con el sol.

El Observatorio Naval de los Estados Unidos http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/UT.php dice esto sobre UT:

En el uso astronómico y de navegación, UT a menudo se refiere a un tiempo específico llamado UT1, que es una medida del ángulo de rotación de la Tierra observado astronómicamente. Se ve afectado por pequeñas variaciones en la rotación de la Tierra. UT1 es una forma moderna de tiempo solar medio en el meridiano de Greenwich. Los tiempos que pueden etiquetarse como "Tiempo universal" o "UT" en los datos proporcionados por el Departamento de Aplicaciones Astronómicas del Observatorio Naval de los EE. UU. (por ejemplo, en los almanaques anuales) se ajustan a esta definición.

Sin embargo, en el uso civil más común, UT se refiere a una escala de tiempo llamada "Tiempo universal coordinado" (UTC abreviado), que es la base del sistema mundial de tiempo civil.

Las compensaciones entre UT y UTC siempre están en el rango de -0,9 a 0,9 segundos. UT funciona más lentamente que UTC, por lo que los segundos intercalares positivos (los únicos que se han utilizado hasta la fecha) le dan a UT la oportunidad de ponerse al día. Cuando UTC se adelanta más de 0,5 segundos a UT, se inserta un segundo bisiesto, después de lo cual UT se adelanta a UTC en aproximadamente medio segundo. No se preocupe, UTC se pondrá al día en unos nueve meses. https://www.nist.gov/pml/time-and-frequency-division/atomic-standards/leap-second-and-ut1-utc-information

Las reglas utilizadas por NORAD para actualizar un TLE son que cuando la posición actual de un satélite basada en las últimas mediciones difiere de la predicción SPG4 basada en el último conjunto de TLE publicado en más de 5 kilómetros, los TLE se actualizan. La precisión de las predicciones SPG4/TLE es otro tema.

La cinemática orbital ignora los segundos intercalares. Uno debería propagar la posición de un satélite usando SI segundos en SPG4. Si el tiempo entre la época especificada en la TLE y la dicción previa o posterior abarca un segundo bisiesto, los usuarios deben poder dar cuenta de ello.