卫星跟踪软件的基本应用

4.2.2　Orbitron卫星跟踪软件的基本应用

Orbitron卫星轨道测算软件安装后仅有数兆大小，使用也不复杂，在完成几项重要的参数设置后，就可以根据你的指令，预测与追踪卫星的飞行轨迹了。

1.地面观测点的设置

打开软件后，从窗口下面的“地名”栏进入，选择正确的观测点，同时会自动显示网格数据，如上海是：“pm01rf”。当在地名表中找不到你所在的城市时，也不用着急，可以直接输入网格数据。使用者还可以对地图显示的方式等其他参数进行必要修改，或从Orbitron主页上下载最新的地图模式，以显示软件使用者的个人爱好（见图4－4，图4－5）。

图4－4　设置观测点后彩图显示模式

图4－5　设置观测点后的标准显示模式

2. NORAD、CELETRAK与两行星历

目前世界各国的卫星、飞船等一旦进入太空，立即会被美国的北美防空联合司令部（NORAD）雷达系统捕获，列入卫星星历编号目录，并将一直被跟踪。由其创立的两行式轨道数据是用于描述这些卫星位置和速度的表达式，运用这些数据可以非常精确地确认卫星或其它太空飞行器所处的位置，如通过专门软件或算法确定卫星经过的时间、坐标、方位、速度等各项参数。NORAD一般都会定期向美国CELETRAK组织公开大部分资源卫星、GPS卫星、气象卫星、飞船等。老师和同学们可以通过CELETRAK组织所属的官方网站（http：//celestraK.com/），就能轻易得到绝大部分卫星的飞行轨道数据（也称为卫星星历），甚至也包括了相当一部分各国军事卫星的轨道资料，用于宇航观测或卫星通信等活动。当然这些星历数据同样可以为业余卫星通信爱好者所用。

两行式轨道数据格式（TLE，Two－Line Orbital Element Set Format）一般按表4 2方式排列，其中A代表字符，C是代表英语字符，N代表数字。

表4－2　两行星历字符排列表

星历中每项数据的特殊意义是什么？同学们可以通过表4－3和表4－4来分析和了解。

表4－3　两行星历轨道数据内容表(第一行)

（续表）

表4－4　两行星历轨道数据内容表(第二行)

注1：保密分级为：U、C或S这三类，U表示此数据是公开的，可以供公众使用的；C和S表示此数据是保密的，仅限NORAD使用。

注2：BSTAR阻力系数是指地球外层大气对卫星产生的阻尼。

3.载入和更新星历

星历，是包括卫星轨道诸元数据及其他信息的特殊编码，由一串数字和字母组成的文本文件。包括Orbitron轨道预测软件在内，大多都会采用“两行星历”（见表4－2）。在两行星历的数据中，包含了卫星名称、轨道编号、倾斜角、升交点、偏心率等轨道诸元。通过这些数据的运算，在Orbitron软件能立即显示出包括了离心率、轨道倾角等轨道诸元数据及卫星编号等信息，并能实现对卫星的同步追踪。星历需要定时进行更新，才能实现准确测算，不然会造成测算误差。

“希望一号”卫星的星历可以在它特设官网上进行下载或更新（http：// www.camsat.cn），也可以到国际业余卫星通信组织的网站（http：//www. amsat.org）上进行手动或自动更新。自动或手动更新星历，一般可采用以下方式。

方式一：采用自动更新方式。可点界面右下角“星历”选择钮，则自动出现网络更新界面，选择合适的网站，按下确认就可自动完成更新（见图4－6）。

图4－6　星历自动更新方式

方式二：采用手动更新。

步骤一：到相关卫星的官网上下载星历数据（见表4－5），并存为TXT文本（见图4－7）。

表4－5　“希望一号”卫星星历数据

图4－7　多类型卫星“两行星历”的TXT文件

步骤二：打开Orbitron软件下TLE文件夹，打开AMATEUR文件，把数据直接粘贴上去，并进行覆盖保存（图4－8）。

步骤三：完成保存步骤后，再次回到主界面，重新更新星历，在右上角框上会显示一个新的卫星编号，如HO－68（XW－1），选择这颗卫星，软件测算立即生效（见图4－9）。

3.卫星预测模式

完成观测点设置及相关卫星的星历更新后，利用软件进行卫星飞行轨迹与时程预测就变得非常简易了。选择界面右下方“预测设定”，可以对预测的天数、卫星的个数等进行选择。选择“预测”栏，按下预测按钮，就可以对卫星轨道、飞经地面站的时间、仰角、方位角等进行测算了。以下是测算“希望一号”卫星在未来6天中飞经上海的各项参数的具体操作过程。

图4－8　卫星星历的变更

图4－9　载入星历后HO 68卫星数据加载后界面

首先进行预测条件的设定，主要设定：天数、卫星仰角、卫星是否要在太阳光照的亮区等要素（见图4－10）。

图4－10　软件预测条件设定

在设定了预测条件后，返回预测界面，按下预测按钮，窗口即显示出未来卫星飞经地面站时的相关数据（见图4－11）。

图4－11　预测界面窗口测算结果显示

4.卫星轨道预测软件使用要点

使用Orbitron卫星追踪软件对某颗卫星或飞船的飞行轨迹与时间进行测算，虽然过程非常简单，但要做到精确预测，减少人为误差，还必须注意：

1）时间设置必须精确

卫星飞行速度极快，特别是低轨飞行的业余卫星，有时十几秒的误差足以产生很大的影响。因此，要经常核对电脑的时钟，特别是在新电脑安装了测算软件后，一定要进行校正以防止偏差。此外，还要核对电脑的时区，日期设置，保证测算准确。

2）设置观测位置准确的网格数据

在业余电台通信过程中，QTH（电台位置）的标定可采用八位网格数据和海拔高度。Orbitron卫星追踪软件虽然在地址表中已经输入了大量的城市名及对应的网格数据，但并不是所有的城市都在其中。因此当你通信的地点找不到对应城市时，就必须输入正确的网格数据，才能进行测算。

3）及进更新卫星轨道诸元表

通过专门机构的定期遥测与发布，目前在CelestricK等网站上（软件上已设置了可用于更新的网址）可自动更新数据。星历过期后，在软件打开时会自动询问。由于有的业余卫星飞行轨道低，速度变化大，或正处于轨道调整期，此时轨道参数变化会比较多。因此及时和定期更新星历是精确预测的保证。