Python - ISS 位置/速度計算(SGP4 アルゴリズム)!

Updated:


Python で、 NASA 提供の最新の TLE(2行軌道要素形式)、IERS 提供の最新の EOP(地球回転パラメータ)、最新のうるう秒総和(DAT = TAI - UTC)等から、 SGP4 アルゴリズムを用いて ISS の位置と移動速度を計算してみました。

0. 前提条件

  • Python 3.6.5 での動作を想定。
  • 当方、 Python の複数バージョンが共存する環境のため、 3.6 系は python3.6, pip3.6 で使用できるようにしている。
  • ここでは、各種座標系、 SGP4 アルゴリズム(Simplified General Perturbations Satellite Orbit Model 4; NASA, NORAD が使用している、近地球域の衛星の軌道計算用で、周回周期225分未満の衛星に使用すべきアルゴリズム)等についての詳細は説明しない。

1. 事前準備

まず、計算に使用する TLE データを用意する。
ここでは詳細に説明しないが、「こちらのページ」から TLE データのみを抽出したテキストファイルを “data/tle_iss_nasa.txt” として配置する。(当方、「Python - TLE(2行軌道要素形式)の取得(NASA)!」を応用(改造)して、日々自動で最新の情報に更新している)

File: data/tle_iss_nasa.txt

1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 25544U 98067A   18176.55918965  .00016717  00000-0  10270-3 0  9008
2 25544  51.6377 336.9772 0003910 225.4028 134.6805 15.53973338 39819

1 25544U 98067A   18177.52382121  .00016717  00000-0  10270-3 0  9016
2 25544  51.6380 332.1703 0003810 229.4612 130.6209 15.53978055 39968

         :
===< 以下、省略 >===
         :

次に、 EOP データを用意する。
Ruby, Python - EOP(地球姿勢パラメータ)CSV 生成!」を利用する。
当方、日々自動で最新のデータに更新するようにしている。当 CSV データ生成に使用する元のデータも、自動で FTP 取得するようにしている。(ファイル名: “data/eop.csv”)

File: data/eop.csv

1
2
3
4
5
6
7
8
9
1973-01-02,41684.0,F,0.143,0.0,0.137,0.0,F,0.8075,0.0,0.0,0.1916,F,-18.637,0.0,-3.667,0.0
1973-01-03,41685.0,F,0.141,0.0,0.134,0.0,F,0.8044,0.0,3.5563,0.1916,F,-18.636,0.0,-3.571,0.0
1973-01-04,41686.0,F,0.139,0.0,0.131,0.0,F,0.8012,0.0,2.6599,0.1916,F,-18.669,0.0,-3.621,0.0
1973-01-05,41687.0,F,0.137,0.0,0.128,0.0,F,0.7981,0.0,3.0344,0.1916,F,-18.751,0.0,-3.769,0.0
1973-01-06,41688.0,F,0.136,0.0,0.126,0.0,F,0.7949,0.0,3.1276,0.1916,F,-18.868,0.0,-3.868,0.0

         :
===< 以下、省略 >===
         :

最後に、うるう秒総和(DAT = TAI - UTC)を用意する。
頻繁更新されるものではないので、スクリプト内で定数として設定してもよいが、当方は、「こちら」のファイルをダウンロードして使用するようにしている。
当方、日々自動でダウンロードしている。(ファイル名: “file/Leap_Second.dat”)

File: file/Leap_Second.dat

1
2
3
4
5
6
7
8
9
       :
===< 中略 >===
       :

    53736.0    1  1 2006       33
    54832.0    1  1 2009       34
    56109.0    1  7 2012       35
    57204.0    1  7 2015       36
    57754.0    1  1 2017       37

【注】”file” ディレクトリはダウンロードしただけのファイル用、 “data” ディレクトリは加工済みデータ用として分けている。

2. PyPI ライブラリのインストール

公開されている SGP4 用ライブラリを使用するので、インストールしておく。(計算の根源(SGP4)部分は奥が深すぎて、自力で実装するには難があるので)

$ sudo pip3.6 install sgp4

3. Python スクリプトの作成

  • Shebang ストリング(1行目)では、フルパスでコマンド指定している。(当方の慣習
  • 計算の流れが分かるよう、 exec メソッドにコメントを記述している。

File: iss_sgp4.py

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
#! /usr/local/bin/python3.6
"""
Getting of ISS position.

  Date          Author          Version
  2018.06.10    mk-mode.com     1.00 新規作成
  2018.11.27    mk-mode.com     1.01 EOP からの Polar Motion(y 値) 取得に
                                     誤りがあったため修正

Copyright(C) 2018 mk-mode.com All Rights Reserved.
---
  引数: 日時(JST)
          書式:YYYYMMDD or YYYYMMDDHHMMSS
          無指定なら現在(システム日時)を JST とみなす。
---
  MEMO:
    TEME: True Equator, Mean Equinox; 真赤道面平均春分点
     PEF: Pseudo Earth Fixed; 擬地球固定座標系
    ECEF: Earth Centered, Earth Fixed; 地球中心・地球固定直交座標系
"""
import math
import re
import sys
import traceback
import numpy as np
from datetime import datetime
from datetime import timedelta
from sgp4.earth_gravity import wgs84
from sgp4.io import twoline2rv


class IssSgp4:
    JST_UTC = 9
    PI2 = math.pi * 2    # => 6.283185307179586
    D2R = math.pi / 180  # => 0.017453292519943295
    CSV_EOP  = "data/eop.csv"
    FILE_DAT = "file/Leap_Second.dat"
    FILE_TLE = "data/tle_iss_nasa.txt"
    PTN_0 = re.compile(r'\n')
    PTN_1 = re.compile(r',')
    PTN_2 = re.compile(r'\s+')
    PI_180 = math.pi / 180.0
    # 以下、 WGS84 座標パラメータ
    A     = 6378137.0              # a(地球楕円体長半径(赤道面平均半径))
    ONE_F = 298.257223563          # 1 / f(地球楕円体扁平率=(a - b) / a)
    B     = A * (1 - 1 / ONE_F)    # b(地球楕円体短半径)
    E2    = (1 / ONE_F) * (2 - (1 / ONE_F))
                                   # e^2 = 2 * f - f * f
                                   #     = (a^2 - b^2) / a^2
    ED2    = E2 * A * A / (B * B)  # e'^2= (a^2 - b^2) / b^2

    def __init__(self):
        # コマンドライン引数取得
        self.__get_arg()
        # 各種時刻換算
        self.utc = self.jst - timedelta(hours=self.JST_UTC)
        eop = self.__get_eop()
        flag_pm, self.pm_x, self.pm_y = eop[2], float(eop[3]), float(eop[5])
        flag_dut, dut1 = eop[7], float(eop[8])
        self.lod = 0.0 if eop[10] == "" else float(eop[10])
        self.ut1 = self.utc + timedelta(seconds=dut1)
        dat = self.__get_dat()
        tai = self.utc + timedelta(seconds=dat)
        tt = tai + timedelta(seconds=32.184)
        self.jd_ut1 = self.__gc2jd(self.ut1)
        jd_tt = self.__gc2jd(tt)
        self.t_tt= (jd_tt - 2451545) / 36525
        # TLE 取得
        self.tle_1, self.tle_2 = self.__get_tle(self.utc)
        print((
            "[初期データ]\n"
            "{} JST\n"
            "{} UTC\n"
            "DUT1 = {} sec.\n"
            "{} UT1 ({})\n"
            "TAI - UTC = {} sec.\n"
            "{} TAI\n"
            "{} TT\n"
            "JD(UT1) = {} day.\n"
            " JD(TT) = {} day.\n"
            "  T(TT) = {}\n"
            "    LOD = {} msec.\n"
            "Polar Motion = [{} mas., {} mas.] ({})\n"
            "TLE = {}\n      {}"
        ).format(
            self.jst.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f"),
            self.utc.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f"),
            dut1,
            self.ut1.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f"),
            flag_dut,
            dat,
            tai.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f"),
            tt.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f"),
            self.jd_ut1,
            jd_tt,
            self.t_tt,
            self.lod,
            self.pm_x, self.pm_y, flag_pm,
            self.tle_1, self.tle_2
        ))

    def exec(self):
        """ Execution """
        print("\n[途中経過]")
        try:
            # ISS 位置/速度取得
            pos, vel = self.__get_pv(self.tle_1, self.tle_2, self.ut1)
            print((
                "TEME POS = {}\n"
                "     VEL = {}"
            ).format(pos, vel))
            # GMST(グリニッジ平均恒星時)計算
            gmst = self.__calc_gmst(self.jd_ut1)
            print("GMST = {} rad.".format(gmst))
            # Ω(月の平均昇交点黄経)計算(IAU1980章動理論)
            om = self.__calc_om(self.t_tt)
            print("om =", om)
            # GMST に運動項を適用(1997年より新しい場合)
            gmst_g = self.__apply_kinematic(gmst, self.jd_ut1, om)
            print("GMST_G = {} rad.".format(gmst_g))
            # GMST 回転行列(z軸を中心とした回転)
            mtx_z = self.__r_z(gmst_g)
            print("ROTATE MATRIX(for GMST) =\n{}".format(mtx_z))
            # 極運動(Polar Motion)回転行列
            pm_x_r = self.pm_x * math.pi / (180 * 60 * 60 * 1000)
            pm_y_r = self.pm_y * math.pi / (180 * 60 * 60 * 1000)
            print("Polar Motion [x, y] =\n[{} rad., {} rad.]" \
                .format(pm_x_r, pm_y_r))
            mtx_pm = self.__r_pm(pm_x_r, pm_y_r, self.t_tt)
            print("ROTATE MATRIX(for Polar Motion) =\n{}".format(mtx_pm))
            # PEF 座標の計算(GMST 回転行列の適用)
            pos = np.matrix([[pos[0]],[pos[1]],[pos[2]]])
            r_pef = mtx_z * pos
            print("POSITION(PEF) =\n{}".format(r_pef.T))
            # ECEF 座標(位置)の計算(極運動(Polar Motion)の適用)
            r_ecef = mtx_pm * r_pef
            print("POSITION(ECEF) =\n{}".format(r_ecef.T))
            # Ω_earth値の計算
            om_e = self.__calc_om_e(self.lod)
            print("om_earth =\n{}".format(om_e))
            # PEF 座標(速度)の計算(GMST 回転行列の適用)
            vel = np.matrix([[vel[0]], [vel[1]], [vel[2]]])
            v_pef = mtx_z * vel - np.cross(om_e, r_pef.T).T
            print("VELOCITY(PEF) =\n{}".format(v_pef.T))
            # ECEF 座標(速度)の計算(極運動(Polar Motion)の適用)
            v_ecef = mtx_pm * v_pef
            print("VELOCITY(ECEF) =\n{}".format(v_ecef.T))
            # ECEF 座標 => BLH(Beta, Lambda, Height) 変換
            x, y, z = r_ecef[0, 0], r_ecef[1, 0], r_ecef[2, 0]
            lat, lon, ht = self.__ecef2blh(x, y, z)
            vel_ecef = math.sqrt(
                sum(map(lambda x: x * x, v_ecef.T.tolist()[0]))
            )
            # 結果出力
            print((
                "\n[計算結果]\nWGS84(BLH):\n"
                "  POSITION  LAT = {:9.4f} °\n"
                "            LON = {:9.4f} °\n"
                "         HEIGHT = {:9.4f} km\n"
                "  VELOCITY      = {:9.4f} km/s"
            ).format(lat, lon, ht, vel_ecef))
        except Exception as e:
            raise

    def __get_arg(self):
        """ コマンドライン引数の取得
            * 引数で指定した日時を self.jst に設定
            * 引数が存在しなければ、現在時刻を self.jst に設定
        """
        try:
            if len(sys.argv) < 2:
                self.jst = datetime.now()
                return
            if re.search(r"^(\d{8}|\d{14})$", sys.argv[1]):
                dt = sys.argv[1].ljust(14, "0")
            else:
                sys.exit(0)
            try:
                self.jst = datetime.strptime(dt, "%Y%m%d%H%M%S")
            except ValueError as e:
                print("Invalid date!")
                sys.exit(0)
        except Exception as e:
            raise

    def __get_eop(self):
        """ EOP (地球回転パラメータ)取得
            * 予め作成しておいた CSV データから取得する

        :return list eop: [date, mjd, flag_pm, pm_x, pm_x_e, pm_y, pm_y_e,
                           flag_dut, dut1, dut1_e, lod, lod_e,
                           flag_nut, nut_x, nut_x_e, nut_y, nut_y_e]
        """
        eop = []
        try:
            with open(self.CSV_EOP, "r") as f:
                csv = f.read()
            lines = re.split(self.PTN_0, csv.strip())
            for l in reversed(lines):
                items = re.split(self.PTN_1, l)
                if items[0] == self.utc.strftime("%Y-%m-%d"):
                    eop = items
                    break
            return eop
        except Exception as e:
            raise

    def __get_dat(self):
        """ DAT (= TAI - UTC)(うるう秒の総和)取得
            * 予め取得しておいたテキストファイルから取得する

        :return int dat: DAT = TAI - UTC
        """
        dat = 0
        try:
            with open(self.FILE_DAT, "r") as f:
                for l in reversed(f.readlines()):
                    items = re.split(self.PTN_2, l.strip())
                    if items[0] == "#":
                        break
                    date = "{:04d}-{:02d}-{:02d}".format(
                        int(items[3]), int(items[2]), int(items[1])
                    )
                    dat = int(items[-1])
                    if date <= self.utc.strftime("%Y-%m-%d"):
                        break
            return dat
        except Exception as e:
            raise

    def __gc2jd(self, gc):
        """ GC(グレゴリオ暦) -> JD(ユリウス日) 変換
            * フリーゲルの公式を使用

        :param  datetime gc: グレゴリオ暦
        :return float    jd: ユリウス日
        """
        year, month,  day    = gc.year, gc.month,  gc.day
        hour, minute, second = gc.hour, gc.minute, gc.second
        second += gc.microsecond * 1e-6
        try:
            if month < 3:
                year  -= 1
                month += 12
            d = int(365.25 * year) + year // 400  - year // 100 \
              + int(30.59 * (month - 2)) + day + 1721088.5
            t  = (second / 3600 + minute / 60 + hour) / 24
            return d + t
        except Exception as e:
            raise

    def __get_tle(self, utc):
        """ TLE 取得

        :param  datetime utc: UTC
        :return list: [tle_1, tle_2]
        """
        tle = ""
        utc_tle = None
        try:
            with open(self.FILE_TLE, "r") as f:
                txt = f.read()
            for new in reversed(re.split(r'\n\n', txt)):
                tle = new
                item_utc = re.split(" +", tle)[3]
                y = 2000 + int(item_utc[0:2])
                d = float(item_utc[2:])
                utc_tle = datetime(y, 1, 1) + timedelta(days=d)
                if utc_tle <= self.utc:
                    break
            return re.split(r'\n', tle)
        except Exception as e:
            raise

    def __calc_gmst(self, jd_ut1):
        """ GMST(グリニッジ平均恒星時)計算
            : IAU1982理論(by David Vallado)によるもの
                GMST = 18h 41m 50.54841s
                     + 8640184.812866s T + 0.093104s T^2 - 0.0000062s T^3 
                (但し、 T = 2000年1月1日12時(UT1)からのユリウス世紀単位)

        :param  float  jd_ut1: UT1 に対するユリウス日
        :return datetime gmst: グリニッジ平均恒星時(単位:radian)
        """
        try:
            t_ut1 = (jd_ut1 - 2451545.0) / 36525.0
            gmst =  67310.54841 \
                 + (876600.0 * 3600.0 + 8640184.812866 \
                 + (0.093104 \
                 -  6.2e-6 * t_ut1) * t_ut1) * t_ut1
            gmst = (gmst * self.D2R / 240) % self.PI2
            if gmst < 0.0:
                gmst += self.PI2
            return gmst
        except Exception as e:
            raise

    def __calc_om(self, t_tt):
        """ Ω(月の平均昇交点黄経)計算(IAU1980章動理論)
            : Ω = 125°02′40″.280
                 - ((5 * 360)° + 134°08′10″.539) * T
                 + 7″.455 * T2
                 + 0″.008 * T3

        :param  float t_tt: ユリウス世紀数(TT)
        :return float   om: Ω(月の平均昇交点黄経)
        """
        try:
            om =  125.04452222  \
               + ((-6962890.5390 \
               +  (7.455 \
               +   0.008 * t_tt) * t_tt) * t_tt) / 3600
            om %= 360
            om *= self.D2R
            return om
        except Exception as e:
            raise

    def __calc_om_e(self, lod):
        """ Ω_earth値の計算

        :param float lod: Length Of Day
        :return np.matrix
        """
        try:
            theta_sa = 7.29211514670698e-05 * (1  - lod / 86400)
            return np.matrix([[0, 0, theta_sa]])
        except Exception as e:
            raise

    def __apply_kinematic(self, gmst, jd_ut1, om):
        """ GMST に運動項を適用(1997年より新しい場合)
            : gmst_g = gmst \
                     + 0.00264 * PI / (3600 * 180) * sin(om) \
                     + 0.000063 * PI / (3600 * 180) * sin(2.0 * om)

        :param float   gmst: GMST(グリニッジ平均恒星時)(適用前)
        :param float jd_ut1: ユリウス日(UT1)
        :param float     om: Ω(月の平均昇交点黄経)
        return float gmst_g: GMST(グリニッジ平均恒星時)(適用後)
        """
        try:
            if jd_ut1 > 2450449.5:
                gmst_g = gmst \
                       + 0.00264 * math.pi / (3600 * 180) * math.sin(om) \
                       + 0.000063 * math.pi / (3600 * 180) * math.sin(2 * om)
            else:
                gmst_g = gmst
            gmst_g %= self.PI2
            return gmst_g
        except Exception as e:
            raise

    def __get_pv(self, tle_1, tle_2, ut1):
        """ ISS 位置/速度取得

        :param  string tle_1: TLE 1行目
        :param  string tle_2: TLE 2行目
        :param  datetime ut1: UT1
        :return list: [position, velocity]
        """
        try:
            sat = twoline2rv(tle_1, tle_2, wgs84)
            pos, vel = sat.propagate(
                ut1.year, ut1.month, ut1.day,
                ut1.hour, ut1.minute, ut1.second
            )
            if sat.error != 0:
                print(sat.error_message)
                sys.exit(0)
            return [pos, vel]
        except Exception as e:
            raise

    def __r_z(self, theta):
        """ 回転行列生成(z軸中心)
              ( cos(θ)  -sin(θ)  0 )
              ( sin(θ)  +cos(θ)  0 )
              (    0         0     1 )

        :param  float     theta: 角度(Unit: rad)
        :return np.matrix r_mtx: 回転行列
        """
        try:
            s, c = np.sin(theta), np.cos(theta)
            r_mtx = np.matrix([
                [  c,   s, 0.0],
                [ -s,   c, 0.0],
                [0.0, 0.0, 1.0]
            ], dtype="float64")
            return r_mtx
        except Exception as e:
            raise

    def __r_pm(self, pm_x, pm_y, t_tt):
        """ 極運動(Polar Motion)回転行列

        :param  float      pm_x: Polar Motion X
        :param  float      pm_y: Polar Motion Y
        :param  float      t_tt: ユリウス世紀数(TT)
        :return np.matrix r_mtx: 回転行列
        """
        try:
            conv = math.pi / (3600 * 180)
            c_xp = np.cos(pm_x)
            s_xp = np.sin(pm_x)
            c_yp = np.cos(pm_y)
            s_yp = np.sin(pm_y)
            # approximate sp value in rad
            sp = -47.0e-6 * t_tt * conv
            s_sp, c_sp = np.sin(sp), np.cos(sp)
            r_mtx = np.matrix([
                [ c_xp * c_sp,
                  c_xp * s_sp,
                  s_xp],
                [-c_yp * s_sp + s_yp * s_xp * c_sp,
                  c_yp * c_sp + s_yp * s_xp * s_sp,
                 -s_yp * c_xp,],
                [-s_yp * s_sp - c_yp * s_xp * c_sp,
                  s_yp * c_sp - c_yp * s_xp * s_sp,
                  c_yp * c_xp]
            ], dtype="float64")
            return r_mtx
        except Exception as e:
            raise

    def __ecef2blh(self, x, y, z):
        """ ECEF 座標 => BLH(Beta, Lambda, Height) 変換
               β = atan {(z + e'^2 * b * sin^3(θ)) / (p − e^2 * a * cos^3(θ))}
               λ = atan (y / x)
               h  = (p / cos(β)) − N
            但し、
                p = sqrt(x^2 + y^2)
               θ = atan(za / pb)
              e^2 = (a^2 - b^2) / a^2
             e'^2 = (a^2 - b^2) / b^2

        :param  float x: X(unit: km)
        :param  float y: Y(unit: km)
        :param  float z: Z(unit: km)
        :return list  blh: BLH [latitude(°), longitude(°), height(km)]
        """
        try:
            x *= 1000
            y *= 1000
            z *= 1000
            n = lambda x: self.A / \
                math.sqrt(1 - self.E2 * math.sin(x * self.PI_180)**2)
            p = math.sqrt(x * x + y * y)
            theta = math.atan2(z * self.A, p * self.B) / self.PI_180
            lat = math.atan2(
                z + self.ED2 * self.B * math.sin(theta * self.PI_180)**3,
                p - self.E2 * self.A * math.cos(theta * self.PI_180)**3
            ) / self.PI_180
            lon = math.atan2(y, x) / self.PI_180
            ht = (p / math.cos(lat * self.PI_180)) - n(lat)
            ht /= 1000
            return [lat, lon, ht]
        except Exception as e:
            raise


if __name__ == '__main__':
    try:
        obj = IssSgp4()
        obj.exec()
    except Exception as e:
        traceback.print_exc()
        sys.exit(1)

4. Python スクリプトの実行

まず、実行権限を付与。

$ chmod +x iss_sgp4.py

そして、コマンドライン引数に JST(日本標準時を)を YYYYMMDD or YYYYMMDDHHMMSS の書式で指定して実行する。

(計算の流れが分かるよう、途中経過も出力するようにしている)

$ ./iss_sgp4.py 20180702
[初期データ]
2018-07-02 00:00:00.000000 JST
2018-07-01 15:00:00.000000 UTC
DUT1 = 0.0703261 sec.
2018-07-01 15:00:00.070326 UT1 (P)
TAI - UTC = 37 sec.
2018-07-01 15:00:37.000000 TAI
2018-07-01 15:01:09.184000 TT
JD(UT1) = 2458301.125000814 day.
 JD(TT) = 2458301.125800741 day.
  T(TT) = 0.18497264341521985
    LOD = 0.0 msec.
Polar Motion = [0.15758 mas., 0.002103 mas.] (P)
TLE = 1 25544U 98067A   18181.44661943  .00016717  00000-0  10270-3 0  9069
      2 25544  51.6371 312.6198 0003776 246.6820 113.3935 15.53966319 40575

[途中経過]
TEME POS = (1192.6003206913392, 4689.200073968695, 4748.001287417389)
     VEL = (-5.810595608895324, 4.214560451426063, -2.6989950757139676)
GMST = 2.524055685468248 rad.
om = 2.2214951481154466
GMST_G = 2.524055695357558 rad.
ROTATE MATRIX(for GMST) =
[[-0.8153071   0.57902878  0.        ]
 [-0.57902878 -0.8153071   0.        ]
 [ 0.          0.          1.        ]]
Polar Motion [x, y] =
[7.639693986924068e-10 rad., 1.019563171373354e-11 rad.]
ROTATE MATRIX(for Polar Motion) =
[[ 1.00000000e+00 -4.21483160e-11  7.63969399e-10]
 [ 4.21483160e-11  1.00000000e+00 -1.01956317e-11]
 [-7.63969399e-10  1.01956317e-11  1.00000000e+00]]
POSITION(PEF) =
[[ 1742.846305   -4513.68802818  4748.00128742]]
POSITION(ECEF) =
[[ 1742.84630882 -4513.68802816  4748.00128604]]
om_earth =
[[0.00000000e+00 0.00000000e+00 7.29211515e-05]]
VELOCITY(PEF) =
[[ 6.84862834 -0.19874931 -2.69899508]]
VELOCITY(ECEF) =
[[ 6.84862834 -0.19874931 -2.69899508]]

[計算結果]
WGS84(BLH):
  POSITION  LAT =   44.6400 °
            LON =  -68.8872 °
         HEIGHT =  411.3464 km
  VELOCITY      =    7.3640 km/s

5. 結果の検証

JAXA 提供のページの情報と比較し、概ね合致していることを確認する。(但し、 このページは目視できる機会に限定されている)

6. 参考サイト


当方、これを応用して、10秒間隔の JSON データを作成したり、特定エリアの上空に進入した際に自動で Twitter に投稿したりしております。

以上。





 

Sponsored Link

 

Comments