寻找一颗合适的卫星

N2YO.com - real time satellite tracking

该网站可以查看任意卫星的飞行轨迹,你可以根据其轨迹确定它是否适合于指定地面站的观测实验。选中的卫星也可以查看其 Two Line Element Set (TLE),该数据将用于生成卫星轨道数据。

N2YO网站选卫星.mp4

此外你还可以通过以下网站查看所有正在运行的卫星(及TLE数据),方便你搜索

CelesTrak: Current GP Element Sets

通过TLE生成卫星轨道数据

轨道数据是一个时间序列,给出任意时刻卫星的坐标。有很多软件/库可以实现该功能,例如

GitHub - brandon-rhodes/python-sgp4: Python version of the SGP4 satellite position library

Satellite Orbit Coordinate Transformations

GitHub - skyfielders/python-skyfield: Elegant astronomy for Python

其中后两者的功能更全面一些,可以处理很多 TLE 以外的计算问题。

此外不要忘了数据时间要与实验时间相对应:

<aside> 📌 选择TLE数据的时候需要注意,数据时间要与实验时间非常接近才行。两者的时间间隔越远,TLE数据的精度越差。例如,假设我们有一个国际空间站(ISS)的TLE数据:

ISS (ZARYA)

1 25544U 98067A 24069.80428241 .00013510 00000+0 24615-3 0 9990 2 25544 51.6414 87.9469 0006205 347.9554 1.1547 15.49771431443131

其中的第二行第四段:24069.80428241代表数据时间,含义是24年(前两位)的第069.80428241 个年积日,对应的日期是 2024年3月8日。因此在设计实验时间时最好也设置为该日期。

</aside>

通过GNSS数据内插

这种方法精度会更高一些,更适合实测实验。首先需要有卫星的GNSS定位数据,然后进行内插。内插的方法有很多,比较简单的是采用三次样条插值(Cubic splines),可以用SciPy完成

1-D interpolation — SciPy v1.12.0 Manual