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国家标准计划《空间环境 地球大气模型应用指南》由 TC425(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会)归口,TC425SC1(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间环境分会)执行 ,主管部门为中国科学院

主要起草单位 中国科学院国家空间科学中心

目录

基础信息

制修订
制定
项目周期
12个月
公示开始日期
2025-12-08
公示截止日期
2026-01-07
标准类别
基础
国际标准分类号
49.020
49 航空器和航天器工程
49.020 航空器和航天器综合
归口单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会
执行单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间环境分会
主管部门
中国科学院

起草单位

采标情况

本标准修改采用ISO国际标准:ISO 14222:2022。

采标中文名称:空间环境(自然和人工)—从地面向上的地球大气。

目的意义

从地面到高空的中性大气是人类生存、生产等活动的关键区域。

航天活动,包括卫星发射、轨道运行、空间探索以及临近空间飞行器的开发等,高度依赖对大气环境的精准认知,特别是大气密度、大气风场等是航空器、航天器等发射、轨道预报、轨道设计和维持等的核心影响因素之一。

针对航天、航空需求,目前已发展了多种大气模型(如NRLMSISE-00、HWM14、JB2008等),这些模型在不同的应用场景中各有优势和局限性,而用户在选择和使用这些模型时,如缺乏明确的指导,则将导致模型的误用或不恰当应用,这种现象不仅影响了航天任务的精确性和可靠性,还可能导致资源浪费和任务失败。

随着航天技术的快速发展,新的应用场景不断涌现,如太空旅游、亚轨道飞行器开发、低地球轨道(LEO)卫星星座建设等。

这些新兴领域对大气环境的认知需求更加多样化和精细化。

在航天活动等应用场景中,用户对大气环境的认知不足、用户在选择和使用大气模型时的困惑,使得制定统一大气标准变得非常紧迫。

本标准将为航天、航空科研人员、总体、设计人员和用户等提供明确的大气环境关键物理特征和模型选择方法,帮助他们认识大气环境并根据具体任务需求选择最合适的模型。

通过制定大气标准,不仅可以提升用户对大气环境和模型的认知水平,还能优化航天任务的规划和执行效率,降低任务风险,推动航天技术的可持续发展,并推动数据共享的发展。

此外,建立本标准的优势和价值具体在如下几方面: (1) 填补国内标准空白 我国尚无系统规范地球大气全高度分层结构、参数模型的国家标准,而ISO 14222:2022标准已建立全球通用框架。

虽然国内航天工程相关单位已经开展了大量的地球大气及相应模型的相关工作,但尚未有相关的国家标准。

为进一步协调国内航天相关单位开展空间环境研究和产品保证工作的协调,需要从国家层面开展地球大气的顶层国家标准编制。

(2) 航天工程支撑 我国航天发射任务日趋频繁统一的大气环境数据标准将支撑不同任务的轨道设计、再入热防护等技术的统一规范指导。

(3) 数据共享 减少国内现有大气模型与ISO参数体系的差异,推动国际卫星合作中的数据共享,降低互操作成本。

(4) 商业航天规范 为国内商业航天企业提供国际标准的大气参数输入,降低海外发射市场准入门槛。

(5) 技术话语权争夺 采标修订可满足适合我国航天发展,特别是商业航天发展国情的需求的标准。

范围和主要技术内容

本文件规定了从地面到高空的地球大气结构和特性、模型及其使用指南。 本文件适用于空间科学和航空航天工程任务中的空间环境探测与预报、大气环境模拟、大气探测载荷地面定标、轨道确定与预报、空间目标碰撞预警与规避等。 标准主要技术内容如下: 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 符号和缩略语 4.1 符号 4.2 缩略语 5 地球大气结构 5.1 概述 5.2 均质层 5.3 热层 5.4 外层 6 模型 6.1 NRLMSIS 2.0模型 6.2 Earth GRAM 2016模型 6.3 JB2008模型 6.4 HWM14模型 6.5 DTM-2013模型 6.6 ERA5模型 6.7 NCEP/NCAR再分析模型 6.8 SET HASDM大气密度数据库 6.9 WAM大气密度数据库 6.10 CTIPe模型 7 模型应用指南 7.1 地球大气模型的应用 7.2 地球大气风模型的应用 7.3 本文件的可靠性 7.4 大气的长期变化 附录A(资料性)地球大气模型 附录B(资料性)自然电磁辐射及指数 参考文献