¿Qué es/era la efemérides TLE heredada tipo 2? (TLE, línea 1, columna 63)

La entrada del conjunto de elementos de dos líneas de Wikipedia para la línea 1, columna 63 (1.12) dice:

Tipo de efemérides (solo para uso interno; siempre cero en datos TLE distribuidos ) 13

13 Preguntas frecuentes de Celestrak : formato de conjunto de elementos de dos líneas

Y eso dice:

El campo 1.12 representa el tipo de efemérides (es decir, el modelo orbital) utilizado para generar los datos. El informe número 3 de Spacetrack sugiere las siguientes asignaciones: 1=SGP, 2=SGP4, 3=SDP4, 4=SGP8, 5=SDP8. Sin embargo, este valor se usa solo para análisis interno: todos los conjuntos de elementos distribuidos tienen un valor de cero y se generan usando el modelo orbital SGP4/SDP4 (según corresponda).

Sin embargo, esta respuesta a ¿Será el nuevo "formato TLE" orbitalmente mejor que los TLE tradicionales? enlaces a https://www.space-track.org/documentation#/sgp4 (requiere inicio de sesión para leer el contenido) que se dice que dice (doble bloque de comillas porque estoy citando una cita):

Para garantizar la compatibilidad con versiones anteriores, ahora hay un nuevo Ephemeris Type 4 (XP) compatible con el TLE que permite a los usuarios usar SGP4 Ephemeris Types 0 o 2 heredados , o SGP4-XP Ephemeris Type 4 TLE sin cambiar las entradas a la biblioteca SGP4prop. Esto evita que las interfaces cambien debido a la actualización de XP.

Pregunta: ¿ A qué tipo de efemérides se refiere el "2" en "Tipos de efemérides SGP4 heredados 0 o 2"? ¿Alguna vez se han publicado TLE especificando este tipo? Y no importa si o ahora, ¿a qué tipo corresponde el "2"?

Respuestas (2)

Esto tiene que ver con las ambigüedades en las definiciones utilizadas para ciertos términos, y el software hace extrañas contorsiones para evitar romper la compatibilidad con versiones anteriores. La familia de propagadores de perturbaciones generales simplificadas de la USAF se basa en teorías de elementos medios del movimiento orbital. Sin embargo, existen múltiples formas de definir y calcular el movimiento medio, e históricamente la Fuerza Aérea usó dos de ellas combinadas.

En palabras de Walter , "por elementos medios entendemos los elementos osculantes de los que se han sustraído perturbaciones del potencial terrestre de periodo corto y de periodo largo". Brouwer y Kozai publicaron sus fórmulas para elementos medios en 1959 y tenían el mismo objetivo, pero sus implementaciones seleccionaron diferentes perturbaciones para restar. Trabajaban de forma tan simultánea que sus artículos aparecían en el mismo número de la misma revista en páginas sucesivas. Cuáles son exactamente las diferencias entre ellos es muy complicado de establecer, ya que ambos documentos son principalmente solo listas de ecuaciones, algunas de las cuales tienen 7 u 8 líneas cada una.

La diferencia que nos preocupa aquí es simplemente que SGP, el original sin el 4 al final, usa elementos medios de Kozai; pero SGP4, el que se utiliza operativamente desde hace más de 40 años, utiliza elementos medios de Brouwer. Sin embargo, cuando se realizó ese cambio, la USAF decidió no cambiar el formato TLE en absoluto, por lo que todavía se especifican en formato Kozai, aunque eso significa que deben convertirse a Brouwer antes de su uso. Este tema es tratado por Vallado , quien también discute ambigüedades en la definición del sistema de coordenadas utilizado para los TLE. Además, señala que las conversiones entre elementos, como el movimiento medio hacia o desde el semieje mayor, deben realizarse utilizando el modelo WGS-72 que SGP4 utilizó internamente; intentar usar números de una teoría más nueva producepeores respuestas, porque la inconsistencia magnifica la inexactitud. Sin embargo, el nuevo SGP4-XP usa EGM-96, que es una buena actualización, pero presenta diferencias adicionales entre el antiguo Tipo 0 y el nuevo Tipo 4 TLE.

El TLE tipo 0 contiene elementos Kozai, como originalmente lo usaba SGP no 4, es aquel en el que siempre se han distribuido los datos. El TLE tipo 2 contiene elementos medios de Brouwer, como los usa internamente SGP4, pero el tipo 2 nunca se transmite. Existe durante el cálculo, ya que la transformación de los elementos Kozai a Brouwer es lo primero que tiene que hacer SGP4, pero no se conserva de esa forma, a menos que usted mismo guarde el resultado intermedio. Si lo hace, deben almacenarse como Tipo 2, lo que le dice al SGP4 oficial del gobierno de EE. UU. que no duplique el paso de conversión con el que de otro modo habría comenzado. Si está utilizando alguna otra implementación que no se obtiene directamente de la Fuerza Aérea de los EE. UU., puede introducir un error significativo al contar dos veces.

Historia increíble, respuesta completa y aleccionadora, ¡muchas gracias!

Encuentro interesante la respuesta de Ryan C ... pero en realidad nunca he interpretado la documentación de esa manera. Es difícil estar seguro, ya que todos los TLE oficiales han tenido ephem tipo 0. Pero yo (y otras personas con las que he discutido el tema) asumí que ephem tipo 0 significa "use SGP4 si tiene 6.4 o más revoluciones/ día; de lo contrario, use SDP4", y ese efemén tipo 2 significa "use SGP4 incluso si este es un objeto superior".

En algunos de mis TLE para objetos cislunares/muy altos , en realidad configuro ephem tipo 2, por la sencilla razón de que SDP4 no es capaz (hasta donde puedo decir) de soportar ciertas órbitas de largo período y/o alta excentricidad sin divergente Hasta donde sé, soy el único que realmente hace uso de esto (y lo hago con la menor frecuencia posible, es decir, solo si el TLE no converge de otra manera).

Sin embargo, tenga en cuenta que debido a que los TLE distribuidos oficialmente solo han usado el tipo 0, es probable que gran parte del software simplemente ignore el tipo de efemérides. El mío ciertamente lo hizo, antes de encontrarme con los problemas con los artsats de gran altitud.

Felizmente, no tenemos que asumir más. Mi fuente es "Astrodynamics Standards Version 8.0 Release Notes" incluidas con el nuevo Sgp4Prop_small_v8.0.zip descargado de space-track.org/documentation#/sgp4 . La figura 3, elemento 4, en la página 4 dice: "El nuevo Ephemeris Type 4 TLE usa el movimiento medio de Brouwer. El movimiento medio de Brouwer reside en la línea 2, posiciones de columna 53-63. Como referencia, los conjuntos de elementos SGP de Ephemeris Type 0 incluyen el movimiento medio de Kozai movimiento; y los conjuntos de elementos de tipo 2 de efemérides incluyen el movimiento medio de Brouwer". Se encuentran más detalles en las páginas 18 y 19.
@RyanC - Veo tu punto. Tenga en cuenta, sin embargo, que esos son los nuevos tipos de efemérides, no los tipos 'heredados' (que creo que es lo que uhoh estaba preguntando). Solía ​​ser que el tipo 0 de efemérides especificaba SGP4 para 6,4 revoluciones/día o más, y SDP4 para órbitas más altas, tipo 1 = SGP "clásico", tipo 2 = SGP4, 3 = SDP4, 4 = SGP8 y 5 = SDP8. Mi suposición es que al definir los nuevos tipos, se decidió que, dado que ese byte siempre había sido cero de todos modos, podrían redefinirlo a voluntad.
@"Bill Gray" Ese puede ser el caso; No tengo ninguna evidencia para la historia. Por otro lado, no hay nada en SpaceTrack #3 que sea inconsistente con 0 y 2 que siempre han tenido el significado actual, y alude a las transformaciones de Brouwer a Kozai y viceversa. Mi suposición es que, dado que no han cambiado nada más desde 1980 o antes, probablemente no sea nuevo, pero eso es solo una especulación ociosa. :)
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