Supongamos que quisiera comparar los TLE con las posiciones reales de los satélites LEO, ¿qué datos hay disponibles? ¿De cuál puede ser más fácil extraer los puntos X, Y, Z, T?

Bajo la respuesta de @RyanC a ¿Cómo puedo trazar la trayectoria del satélite desde tres TLE diferentes para detectar cualquier desviación en la ruta con el tiempo? Escribí:

Creo que SGP4 + TLE es tan popular porque los TLE son los únicos datos satelitales tan fácilmente disponibles. A menos que me equivoque, obtener mejores datos sobre los vectores de estado de satélites específicos requiere una combinación de dinero, permisos y acceso a seguimiento o telemetría. Algunos satélites científicos de observación de la Tierra podrían ser la excepción; en sus productos de datos pueden tener horas y posiciones precisas.

En otras palabras, puede haber algunos productos de datos disponibles públicamente donde X , Y , Z , T Los puntos están incluidos, y creo que puede haber varios satélites científicos de observación de la Tierra donde esto sea así.

Pregunta: Supongamos que quisiera comparar los TLE con las posiciones reales de los satélites LEO, ¿qué datos hay disponibles? ¿De cuál puede ser más fácil extraer los puntos X, Y, Z, T?

Para algunos satélites, puede ser necesario investigar o descargar otras herramientas de software antes de que se pueda extraer este tipo de metadatos, pero quizás para otros sea bastante fácil. Sé que las descargas de imágenes DSCOVR (al menos solían) contienen un JSON con dichos datos, pero eso está en una órbita heliocéntrica (halo), no LEO.

@Chris eso es excelente, ¡gracias! Estoy aterrorizado por las conversiones de tiempo, por ejemplo, en este caso, cómo convertir "Época en (segundos) desde J2000 epoch Terrestrial Time" a UTC, por ejemplo. Supongo que probablemente no sea difícil de hacer aproximadamente, pero para tratar de hacer comparaciones de subkm, debe hacerse correctamente en decenas de milisegundos.
@uhoh Recientemente también estaba tratando de trabajar con Planet Labs, una combinación muy buena de efemérides/TLE reales, y con respecto a la conversión de época en segundos desde J2000 Tiempos terrestres, pensé que podría ser posible hacer una conversión precisa tomando la época J2000 en UTC ( astro.vaporia.com/start/epoch.html ) y simplemente sumando los segundos. Uso R's as.POSIXct, pero creo que Python tiene funcionalidades similares con la biblioteca de fecha y hora, donde puede especificar la época de origen y la cantidad de segundos desde entonces para producir una cadena de fecha y hora en la zona horaria deseada (UTC)?
@Rafa hay dos partes en el desafío. Una cosa es cambiar una época J2000 como 691928619.184000en segundos a otro formato de tiempo, pero otra es asegurarse de que sea correcto hasta el nivel de ~milisegundos. Solo por ejemplo, ¿cómo convertir la hora J2000 a UTC en python? tiene varias respuestas, pero ¿son correctas para ordenar con precisión de milisegundos? El tiempo es duro; el tiempo es confuso!
@uhoh ¡Ciertamente, me he dado cuenta del gran dolor que conlleva intentar realizar conversiones de tiempo precisas! (Creo que solo comparable a la conversión entre marcos de referencia). Creo que el recurso proporcionado por Planet Labs es muy valioso, por lo que (aparte de un Intercambio de conversiones de tiempo) he preguntado sobre esto en Astronomy Exchange astronomy.stackexchange.com/questions/47712/…

Respuestas (1)

Un punto de distribución central para todas las misiones científicas y todas las misiones GNSS es el Sistema de Información de Datos de Dinámica de la Corteza (CDDIS) en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

Los datos están disponibles aquí: https://cddis.nasa.gov/Data_and_Derived_Products/GNSS/orbit_products.html

El proyecto se describe aquí: https://earthdata.nasa.gov/eosdis/daacs/cddis

Hay muchos productos diferentes, algunos de los cuales son más fáciles de trabajar que otros. La respuesta y los comentarios recientes de Rafa sobre la comparación de SDP4 y SGP4 con órbitas de alta precisión mencionan el análisis de RINEX para GPS, GLONASS y DORIS , por lo que puede intentar comenzar allí.

Es necesario registrarse para obtener una cuenta, pero el sitio dice que "los datos de EOSDIS están disponibles abiertamente para todos y de forma gratuita, excepto donde se rigen por acuerdos internacionales".

Para convertir TLE en vectores cartesianos, recomiendo obtener la biblioteca SGP4 más reciente de https://www.space-track.org/documentation#/sgp4 (debe iniciar sesión en su cuenta gratuita para que el enlace funcione). Notas de la versión para este paquete de software --- versión 8.2 (fechada el 15 de noviembre de 2021) de la ex-USAF, ahora la Biblioteca de algoritmos de astrodinámica estándar (SAAL) de la Fuerza Espacial de EE. UU. (USSF) --- dice "Se corrigieron algunos errores que obstaculizaban el rendimiento. SGP4 v8 .2 ahora es más del doble de rápido que v8.1 (más de cuatro veces más rápido que v8.0)", por lo que SGP4 continúa cambiando, aunque no mucho a la vez.

La biblioteca está implementada en Fortran y C/C++, pero también se proporcionan contenedores para C#, Go, Java, Julia, Matlab, Octave, Python, Tcl y Visual Basic. Esta lista está creciendo rápidamente; era solo la mitad de largo cuando comencé a publicarlo aquí hace dos años. Los envoltorios no son particularmente elegantes o intuitivos, a menos que haya aprendido a programar en Fortran, por lo que puede preferir escribir su propio envoltorio alrededor de su envoltorio para hacerlo más "Pythonic", por ejemplo, pero hace el trabajo.

También obtienes más que solo SGP4. Por ejemplo, las bibliotecas AstroFunc y TimeFunc manejan conversiones de UTC a TAI a GHA (ángulo horario de Greenwich), elementos keplerianos a equinoccial a pos-vel a lat-lon, calculan posiciones del sol y la luna, deriva polar, determinan si un punto en el espacio cercano a la Tierra está iluminado por el sol, y así sucesivamente. Muchos otros paquetes hacen las mismas cosas, pero si alguna vez le preocupa si, por ejemplo, está usando la definición correcta de TEME (Ecuador verdadero, Equinoccio medio) en su conversión de coordenadas, usar el SAAL es al menos un forma decente de garantizar que todos los componentes del conjunto de herramientas estén de acuerdo con las suposiciones de los demás.

Personalmente, estoy obligado a usarlos en el trabajo, porque provienen del gobierno de los EE. UU. y Skyfield no. Habiéndome acostumbrado a ellos en el trabajo, ahora también uso (algunos de ellos) en casa para cosas de aficionado, y con el tiempo me he encariñado con ellos, aunque también estoy bastante irritado por su continua preferencia por longitudes fijas y confusamente definidas. , formatos de cadena difíciles de analizar (de los cuales TLE no es el único).

¡Gracias! Para mantener mi vida simple, uso el SGP4 dentro de Skyfield. ¿El SGP4 normal para los TLE tradicionales realmente cambia en estos días, o su recomendación de "(obtener) la biblioteca SGP4 más reciente de space-track.org" es más progresista, por ejemplo, para el nuevo SGP4-XP?
@uhoh Es difícil saber si realmente cambia, o si simplemente descubrimos nuevas formas en que el código de herencia de Vallado-Kelso nunca coincidió con la realidad. Hace dos años, un colega me preguntó por qué obtenía números imaginarios de la propagación de TLE de GPS. Resultó que la razón era que estaba usando una versión antigua y no oficial de Matlab, y cuando lo cambié a la última versión oficial de Matlab, el problema desapareció. ¿Fue eso un cambio en SGP4, o simplemente un error enterrado hace mucho tiempo que siempre estaba esperando para causar un problema? No sé, pero prefiero tener la cosa real sólo para estar seguro.
Supongamos que quisiera comparar los TLE con las posiciones reales de los satélites LEO, ¿qué datos hay disponibles? ¿De cuál puede ser más fácil extraer los puntos X, Y, Z, T?
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