TLE

TLE (Two-Line Element) – najbardziej popularny format zapisu elementów orbitalnych sztucznych satelitów Ziemi.

W systemie TLE, w postaci dwóch linii (wierszy) zapisane są parametry keplerowskie orbit sztucznych satelitów oraz inne informacje takie jak numer satelity w katalogu USSPACECOM (United States Space Command) i NORAD, daty wprowadzenia satelity na orbitę i wygenerowania informacji TLE. System zapisu jest powszechnie używany przez NASA i NORAD.

NASA i NORAD na bieżąco podają nowe efemerydy zapisywane w systemie TLE.

Dzięki informacjom zawartym w TLE, można przy użyciu specjalnych programów komputerowych wyznaczyć dokładne położenie danego satelity w czasie i przestrzeni.

Przykład zapisu parametrów orbity satelity geostacjonarnego ASTRA 1A (stan w 2014-01-10 13:11:11,7672 UTC) w formacie TLE:

ASTRA 1A
1 19688U 88109B   14010.54944175 -.00000011 00000-0 00000+0 0 2965
2 19688 011.1647 044.6562 0015541 000.0918 153.0075 00.98336015 71458

W formacie TLE, w przyszłości bezproblemowo można dodać trzecią linię (co będzie nieuniknione), zawierającej inne przydatne informacje, można wtedy także spekulować nad innym znaczeniem terminu TLE (Three-Line Elements).

Format TLE wydaje się być bardzo skomplikowany, jednak po jego rozszyfrowaniu zorientować się można, że zawarte są w nim wystarczające informacje dotyczące orbity danego satelity, dzięki czemu w określonym czasie można przewidzieć jego położenie względem Ziemi.

W systemie tym zawarte są kepleriańskie parametry orbit, czyli orbit stałych (przewidziane są konkretne zmiany orbity względem czasu). Nieregularności orbitalne sztucznych satelitów, spowodowane są m.in. wiatrem słonecznym, tarciem atmosferycznym i nieregularnym polem magnetycznym na różnych szerokościach geograficznych Ziemi. Dlatego elementy orbitalne TLE, należy często uaktualniać, gdyż z biegiem czasu stają się niedokładne i błędnie odzwierciedlają położenie satelity w przestrzeni. Częściej należy uaktualniać TLE satelitów o niskich orbitach sięgających do 400 km wysokości (np. ISS – Międzynarodowej Stacji Kosmicznej) – zaleca się aktualizację co 1-2 tygodnie. TLE satelitów o wyższych orbitach można uaktualniać odpowiednio, co kilka tygodni, a nawet miesięcy. Obecnie TLE większości obiektów uaktualniane jest około 2 razy dziennie.

System TLE jest używany przez wszystkie najpopularniejsze programy astronomiczne śledzące sztuczne satelity i generujące mapy nieba, bez wątpienia należą do nich: Orbitron i SkyMap.

Struktura TLE:

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
1 AAAAAU LLLLLLLL RRDDD.DDDDDDDD +.MMMMMMMM +SSSSS-S +BBBBB-B E NNNNC
2 AAAAA III.IIII RRR.RRRR EEEEEEE PPP.PPPP YYY.YYYY ZZ.ZZZZZZZZFFFFFC

Wiersz nr 0

• AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA– 24 znakowa nazwa sztucznego satelity, przy czym puste znaki wypełnione są spacjami, aby tworzyć pełny ciąg.

Wiersz nr 1

• 1 – Liczba określająca numer linii danych orbitalnych. Znaki = [01]
• AAAAA – Satellite number – Katalogowy numer satelity. Wartość (00001 – 99999).
• U – Stopień utajnienia informacji o satelicie. „U” (Unclassified) – oznacza że informacje są jawne. Znaki = [08]
• LLLLLLLL – International Designator – Data określająca wprowadzenie satelity na orbitę. Dwie pierwsze cyfry to ostatnie cyfry roku (Np. 05 =2005), dwie następne trójki to numer kolejnego dnia i część doby. Znaki= [10 – 17]
• RR – Epoka wygenerowania parametrów TLE. Wartość dwu cyfrowa będąca ostatnimi cyframi roku (np. 05 =2005). Znaki= [19 – 20]
• DDD.DDDDDDDD – Epoka wygenerowania parametrów TLE. Jest to numer kolejnego dnia roku i część doby (np. liczba 23.23432123 =23 stycznia, godzina 5:37). Znaki= [21 – 32]
• +.MMMMMMMM – First Time Derivative of Mean Motion – Wartość określająca zmienność liczby obiegów w czasie. Połowa pochodnej liczby obiegów Ziemi dziennie liczona po upływie określonego czasu. Liczba wyrażona jest w obiegach Ziemi na dzień do kwadratu. Znaki = [34 – 43]
• +SSSSS-S – Second Time Derivative of Mean Motion – Szósta część drugiej pochodnej liczby obiegów Ziemi w czasie. Zapis w postaci formatu mantysa. Znaki = [45 – 52]
• +BBBBB-B – BSTAR drag term – Wpływ oporu atmosfery na ruch orbitalny satelity. Zapis w postaci formatu [mantysa]. Znaki = [54 – 61]
• E – Ephemeris type – Jednocyfrowa liczba całkowita będąca modelem fizycznym określającym tor lotu satelity. Owo pole w praktyce jest nieużywane, a jego wartość często wynosi 0. Znaki = [63]
• NNNN – Element number – Czterocyfrowa liczba całkowita (1 – 9999) będąca numerem satelity nadawanym przez NORAD. Znaki = [65 – 68]
• C – Checksum – Jednocyfrowa liczba całkowita, suma kontrolna. Wartość =(0 – 9). Jest to suma kontrolna pola NNNN (modulo 10). Znaki= [69]

Wiersz nr 2

• 2 – Liczba określająca numer linii danych orbitalnych. Znaki = [01]
• III.IIII – Inklinacja orbity podana w stopniach całkowitych i dziesiętnych. Nachylenie orbity satelity do płaszczyzny równika. Wartość 0° – 180°. Znaki = [09 – 16]
• RRR.RRRR – Right Ascension of the Ascending Node – RA węzła wschodzącego orbity podana w stopniach całkowitych i dziesiętnych. Węzeł – punkt przecięcia orbity ciała z płaszczyzną równika. Wartość (0.0000° – 359.9999°). Znaki = [18 – 25]
• EEEEEEE – Eccentricity – ekscentryczność, spłaszczenie orbity. Znaki = [27 – 33]
• PPP.PPPP – Argument of Perigee – Argument perygeum podany w stopniach całkowitych i dziesiętnych – kąt zawarty między promieniem wodzącym ciała w perygeum, a linią węzłów, liczony od węzła wstępującego w kierunku ruchu ciała w płaszczyźnie orbity. Element określa położenie osi wielkiej w płaszczyźnie jej orbity. Węzeł – punkt przecięcia orbity ciała z płaszczyzną równika. Znaki = [35 – 42]
• YYY.YYYY – Mean Anomaly – Średnia anomalia w czasie Epoki wygenerowania parametrów TLE, podana w stopniach całkowitych i dziesiętnych. Wartość 0.0000° – 359.9999°. Znaki = [44 – 51]
• ZZ.ZZZZZZZZ – Mean Motion – Liczba obiegów Ziemi w ciągu doby. Znaki = [53 – 63]
• FFFFF – Revolution number at epoch – Liczba obiegów Ziemi wykonana przez satelitę od momenntu jego wystrzelenia. Znaki = [64 – 68]

Linki zewnętrzne

• Orbitron – Satellite Tracking System
• SkyMap Software Home Page (ang.)
• CelesTrak: Current NORAD Two-Line Element Sets (ang.)