国家标准计划《空间物体轨道摄动解析计算方法》由 TC425（全国宇航技术及其应用标准化技术委员会）归口，TC425SC5（全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间碎片分会）执行 ，主管部门为国家标准委。

主要起草单位 南京大学 、中国科学院国家天文台 。

环绕地球的轨道空间中存在着大量由人类航天活动造成的空间物体。

由于平均相对运动速度高达约10km/s，来自小于1cm空间物体的撞击会导致航天器系统性能降低，而尺寸在1cm以上的空间物体撞击会对在轨航天器造成严重损坏。

当前，大于10cm的碎片超过3万个，1cm以上碎片近百万个，而mm级碎片数以亿计。

在重要的常用轨道上，如300-1000km的低地球轨道（LEO）和36000km的地球同步轨道（GEO）等，空间物体最为密集，经确认的航天器碰撞事件都发生在该区域。

频繁的航天活动以及大量新的航天器不断加入，使空间物体的数量持续增长，必然使在轨航天器的碰撞风险增加，太空资产安全面临严峻挑战。

空间碎片监测预警业务需要处理数以万计的目标，核心计算内容之一就是计算这些目标在不同时刻的位置。

为了保证轨道摄动计算、碰撞预警能够及时完成，高效的计算方法必不可少。

这些计算应该采用业内常规、通行的算法，以保证计算结果可在不同机构间交换。

此外，越来越多的科研院所和商业卫星公司开始利用小卫星、卫星星座开展科研活动或提供商业服务。

在卫星快速应用，形成服务能力过程中，这些“普通”用户会面临相同的问题，即如何对跟踪监测卫星资产、评估卫星受到来自空间中其他物体的碰撞风险以及如何制定合适的规避策略。

这些问题都离不开高效、可靠的轨道摄动计算方法。

虽然目前卫星/碎片的跟踪以及碰撞风险评估一般由专门的空间碎片监测机构完成，但随着空间技术和应用的发展，除了专门机构外，卫星用户一般都会适当发展自身能力，保障自身资产。

在此过程中，卫星用户倾向于利用现有、成熟的软件算法开展计算。

一方面可以降低开发周期和成本，另一方面采用通用算法的计算结果一致性好，在数据交换过程中也更加具有参考价值。

即使是专业用户，除去发展自身专有的复杂算法外，有时也会选择保留这类算法作为备选项。

在空间碎片监测预警业务之外，通用、高效的轨道摄动计算方法也可应用在航天领域其他场景中。

在测控方面，这类算法可以实现瞬时根数与平均根数的转换，后者是判断轨道变化趋势、估算变轨控制量、评估轨控效果等过程中不可或缺的重要依据。

对于民营航天，目前多以卫星组网提供通讯、导航、遥感服务为着眼点，这类算法可以快速地为类似场景提供星上轨道预报的能力，服务于星地/星间链路的规划、目标引导等需求。

空间物体轨道摄动的解析计算方法可以用于计算目标在特定时刻的瞬时轨道或平均轨道。

将该方法编制为国家标准的意义和必要性如下： 首先，从标准体系建设的角度，本方法可以和标准体系内其他标准相互配合形成完整的链条。

其次，从本方法适用性的角度，该方法采用高效的解析公式表达卫星轨道解，适合空间碎片监测预警和多种应用场景。

第三，从航天领域需求的角度，规范化的计算方法可以为结果的交换和比较带来便利。

本文件规定了采用解析公式计算空间物体轨道摄动的方法，包括计算流程、计算公式以及计算中采用的时间系统、坐标系统、轨道状态量等基本要求。 本文件适用于环绕地球运行的空间物体的瞬平根数转换、轨道预报、精密定轨等计算。可以用于空间碎片监测预警中的目标编目、碰撞风险计算，也可以用于航天测控、卫星导航等领域或适用型号中的轨道维持、天基或地基观测引导等场景。 本标准的主要技术内容如下： 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 3.1 开普勒根数 3.2 无奇点根数 3.3 轨道摄动 3.4 解析方法 3.5 短周期项 3.6 瞬时根数及平均根数 3.7 瞬平根数转换 3.8 轨道预报 4 基本要求 4.1 时间系统 4.2 坐标系统 4.3 轨道状态量 5 基于解析方法的空间物体瞬平根数转换技术要求 5.1 瞬平根数的关系 5.2 瞬时根数转平均根数的计算方法 5.3 平均根数转瞬时根数的计算方法 5.4 输入输出 6 基于解析方法的空间物体轨道预报技术要求 6.1 预报平均根数的计算方法 6.2 预报瞬时根数的计算流程 6.3 输入输出 附录A （资料性）无奇点根数与开普勒根数之间的转换 附录B （资料性）轨道摄动分析计算公式