国家标准计划《空间物体轨道确定和预报技术要求》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 国家航天局空间碎片监测与应用中心 、中国科学院国家天文台 、南京大学 。

在地球轨道空间中，存在着大量由人类航天活动造成的空间物体。

由于平均约10公里每秒的相对运动速度，尺寸1厘米以上的空间物体撞击会对在轨航天器造成严重损坏，小于1厘米的空间物体会导致航天器系统性能降低。

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

在重要常用轨道上，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。

解体和碰撞碎片是空间物体数量增长的主要因素。

如2009年的美俄卫星碰撞事件，产生了接近3000个可跟踪碎片。

此外，小卫星和大型星座发射活动方兴未艾，现已公布的世界各国小卫星发射计划约十万颗。

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。

大型空间物体再入过程中无法烧蚀的部件高速撞击地面，给人员财产造成的威胁，近几年受到了国际社会广泛关注。

2018年我国天宫一号再入、2021年我国长征5号火箭末级再入，都引起了美、欧、日、俄等主要航天国家，甚至联合国的高度关注。

国内组织了多家技术优势单位组成专家团队，就事件进行分析应对，为外交部有力应对国际焦虑和质疑提供了有力支撑。

当前，应对空间物体碰撞和再入威胁的主要手段是利用监测网获取的数据，对空间物体进行轨道确定，并通过轨道预报预测其未来一段时间内是否存在威胁。

对存在威胁的情况，需通过轨道机动，或者对地面危险区域预警，来减小风险水平，其中空间物体轨道确定和预报是预测和应对空间物体威胁的核心环节。

空间物体轨道确定是以监测数据为输入，基于监测和轨道动力学方程，利用最优估计理论实现的轨道参数确定。

预报则是利用轨道确定得到的轨道参数，预测空间物体未来的运动状态。

轨道预报方法本质上是轨道动力学方程的解。

在空间物体轨道确定环节，为了保证不造成无畏的精度损失，导致监测数据低水平利用，空间物体轨道确定需要满足基本的技术要求，其中包括时空坐标系的选取、动力学方程和测量方程构建、估计方法和流程的设计等方面。

在空间物体轨道预报环节，需要轨道确定和预报采用的轨道动力学方程保持一致，才能够确保轨道预报精度不出现无畏损失。

动力学方程的一致性主要体现在对摄动因素的考虑以及对动力学方程的求解两个方面，并且由于轨道确定也会用到动力学方程，因此不同的动力学方程及其求解技术，会对轨道确定精度造成影响。

在实际任务中，轨道动力学方程一致性问题经常对轨道数据的应用造成困扰，这主要是由于空间物体轨道确定和预报很可能在不同的业务系统中实现而造成的。

出现这种情况的一个原因是不同业务系统功能定位的不同，一些侧重于预警功能的业务系统（如大多数卫星用户和运控部门的业务系统），需要基于外部系统的轨道确定结果进行预报预测未来的碰撞和再入风险；另一个原因是，随着机构和组织间在空间碎片领域合作的不断深入，轨道确定结果信息的交换、共享及相互校验已成为一种趋势。

在这种轨道确定和预报跨业务系统的情况下，需要通过建立标准方法来保证轨道确定和预报中轨道计算的一致性，确保不会引入额外的误差。

因此，针对空间物体编目、预警和应用业务需求，需要建立一套标准化的轨道确定和预报方法，对轨道确定预报中使用的动力学方程及其求解方法进行准确描述，如准确定义摄动力模型的计算方法、常数的取值方法等；同时，详细描述轨道确定过程中监测数据的使用策略、监测方程、最优估计具体计算方法。

空间物体轨道确定和预报方法标准的建立将为空间物体轨道数据的生成和应用获得高质量的结果提供重要保障。

本标准规定了开展空间物体轨道确定和预报时应满足的基本技术要求，包括实现空间物体轨道确定和预报过程中对时间系统、坐标系统、动力学方程、动力学方程求解方法、测量方程、估计方法及其计算流程、输入输出等技术环节和要素的基本要求。 本标准适用于与空间物体监测预警相关的各类业务中涉及空间物体轨道数据生产和应用的技术环节。例如，空间物体轨道数据的计算生成、危险交会计算、观测计划制定等。 本标准的主要内容大纲如下： 1 范围 2 标准性引用文件 3 术语和定义 3.1 轨道确定 Orbit Determination 3.2 轨道预报 Orbit Propagation 3.3 天球坐标系 Celestial Reference System 3.4 地固坐标系 Terrestrial Reference System 3.5 开普勒根数 Keplerian elements 4 基本要求 4.1 时间系统 4.2 坐标系统 4.3 空间物体轨道确定和预报的模型一致性要求 5 空间物体轨道确定技术要求 5.1 初轨确定 5.2 测量方程及其线性化矩阵 5.3 状态转移矩阵 5.4 精密定轨及其计算流程 5.5 输入输出 6 空间物体轨道预报技术要求 6.1 动力学方程 6.2 空间物体轨道运动作用力 6.3 动力学方程求解 6.4 不同精度要求下的作用力模型设置和求解方法 6.5 输入输出 附录A 空间物体轨道确定示例 附录B 空间物体轨道预报示例