欢迎使用 SLRfield 套餐

该软件包是与 SLR（卫星激光测距）相关的数据处理的科学例程档案。目前，对 SLR 数据的操作包括：

1. 从CDDIS（地壳动力学数据信息系统）或EDC（EUROLAS 数据中心）自动下载 CPF（综合预测格式）星历文件；
2. 解析 CPF 星历文件；
3. 预测目标在地心参考系中的位置，计算激光脉冲的飞行时间；
4. 计算GCRF中目标的位置；

如何安装

在 Linux、macOS 和 Windows 架构上，可以通过执行以下命令之一使用 pip 安装二进制轮子：

pip install slrfield
pip install slrfield --upgrade # to upgrade a pre-existing installation

如何使用

下载当前最新的 CPF 星历文件

如果没有提供星历发布中心，CPF星历文件默认从CDDIS下载。

下载所有当前可用的目标

>>> from slrfield import cpf_download
>>> cpf_dir_cddis,cpf_files_cddis = cpf_download() # From CDDIS by default;
>>> print(cpf_dir,cpf_files)

将自动创建存储 CPF 文件的目录，例如CPF/CDDIS/2020-10-02/ 。

下载一组用户指定的目标

>>> sat_lists = ['ajisai','lageos1','etalon2','jason3']
>>> cpf_dir_edc,cpf_files_edc = cpf_download(sat_lists,source = 'EDC',keep=False) # From EDC

注意：通过设置keep = Falsecpf 文件存储目录会预先自动清空。

在特定日期和时间之前下载最新的 CPF 星历文件

>>> sat_lists = ['starlette','lageos1']
>>> date = '2017-01-01 11:30:00'
>>> cpf_dir_cddis,cpf_files_cddis = cpf_download(sat_lists,date)

解析 CPF 星历文件并读取数据

来自解析的 CPF 星历文件的信息包括以下内容：

• 格式
• 格式版本
• 星历来源
• 星历制作日期和时间
• Ephemeris Sequence number
• Target name
• COSPAR ID
• SIC
• NORAD ID
• Starting date and time of ephemeris
• Ending date and time of ephemeris
• Time between table entries (UTC seconds)
• Target type
• Reference frame
• Rotational angle type
• Center of mass correction
• Direction type
• Modified Julian Date
• Second of Day
• Leap Second
• Time moment in UTC
• Target positions in meters

Parse CPF ephemeris files

>>> from slrfield import CPF
>>> cpf_data_cddis = CPF.from_files(cpf_dir_cddis)
>>> print(cpf_data_cddis.info)

Make predictions w.r.t. a site

通过调用方法可以很容易地预测目标相对于给定站点的方位角、高度、距离以及激光脉冲的飞行时间等pred_azalt。默认生成以目标名称命名的输出预测文件。

• 预测有两种模式。如果模式设置为几何模式，那么在某一时刻激光的发射方向将与接收方向重合。在这种情况下，输出预测文件将不包含接收方向和发送方向之间的差异。如果模式设置为明显，则在某一时刻激光的发射方向与接收方向不一致。在这种情况下，输出预测文件将包含接收方向和发送方向之间的差异。默认模式设置为明显。
• 10点（9次）拉格朗日多项式插值法用于插值CPF星历。
• 在预测生成中已经考虑了闰秒的影响。

站的坐标可以是地心坐标（x、y、z）（以米为单位）或大地坐标（经度、纬度、高度）（以度数和米为单位）。默认坐标类型设置为geodetic。

对于大地（经度、纬度、高度）站点坐标

t_start = '2017-01-02 17:06:40'
t_end = '2017-01-03 09:06:40'
t_increment = 0.5 # second

station = [46.877230,7.465222,951.33] # geodetic(lon, lat, height) coordinates in degrees and meters by default
cpf_data_cddis.pred_azalt(station,t_start,t_end,t_increment)

对于地心 (x, y, z) 站点坐标

t_start = '2017-01-02 17:06:40'
t_end = '2017-01-03 09:06:40'
t_increment = 2 # second

station = [4331283.557, 567549.902,4633140.353] # geocentric(x, y, z) coordinates in meters
cpf_data_cddis.pred_azalt(station,t_start,t_end,t_increment,coord_type = 'geocentric',mode='geometric')

在 GCRF 中进行预测

GCRF（Geocentric Celestial Reference Frame）中目标的笛卡尔坐标可以通过调用方法轻松预测pred_xyz。

t_start = '2017-01-02 17:06:40'
t_end = '2017-01-03 09:06:40'
t_increment = 5 # second

cpf_data_cddis.pred_xyz(t_start,t_end,t_increment)

更改日志

• 0.2.0 - 2022 年 2 月 24 日

  • 添加了对计算 GCRF 中目标的笛卡尔坐标的支持

  • 增加了对快速计算通过站点预测的支持

  • 删除了与 TLE 数据相关的模块

  • 移除卫星目录查询相关模块

• 0.1.17 - 2021 年 11 月 4 日

  • 修复使用API​​从discos远程服务器访问大量数据导致响应失败的问题
  • 修复了请求的 URL 长度超过空间轨道服务器容量限制的问题。
  • 用颜色改变查询的过程打印样式从静态到动态
  • 在 celestrak_query 和 target_query 中添加了对轨道偏心率的支持，包括过滤和排序选项
  • 添加了对 target_query 中目标的标准（内在）量值输出的支持

• 0.1.14 — 2021 年 6 月 18 日

  修复了无法从 IERS 正常下载 EOP 的问题。

• 0.1.13 — 2021 年 6 月 5 日

  现在您可以通过noradids.txt等输入文件将大量目标的 NORAD ID 注入到 target_query.

• 0.1.11 — 2020 年 10 月 3 日

  CDDIS 将于 2020 年 10 月停止匿名 ftp 对其存档的访问，因此，此软件包实现了从 ftp 到 EARTHDATA 的转换以下载 CPF 文件。

• 0.1.9 — 2020 年 7 月 26 日

  添加了下载数据的进度条

• 0.1.5 - 2020 年 6 月 9 日

  扩展了以下功能：

  • 从SPACETRACK自动下载 TLE/3LE 数据
  • 通过设置一系列参数，如质量、形状、RCS（雷达截面）和轨道高度等，从DISCOS（Database and Information System Characterizing Objects in Space）和CELESTRAK数据库中挑选出满足特定需求的空间目标。
  • 根据 TLE/3LE 数据计算空间目标的一日预测和多日可见通行证

• 0.0.2 - 2020 年 4 月 21 日

  • slrfield软件包已发布。

下一个版本

• 添加函数以下载和解析 CRD（综合激光测距数据格式）观测值

参考

• 用于卫星激光测距文件格式的 Python 包
• 综合激光测距预测格式 1.01 版
• ILRS上的示例代码