摘要：TLE（Two Line Elements，两行元素）是一种描述卫星轨道的标准格式，由北美防空司令部（NORAD）制定，用于描述地球轨道上人造卫星的位置和速度等信息。TLE数据是全球卫星追踪和航天领域的重要基础资源，被广泛应用于卫星导航、通信、航天器追踪等多个

TLE卫星轨道数据系统：定义、应用与对中国的影响分析

引言

TLE（Two Line Elements，两行元素）是一种描述卫星轨道的标准格式，由北美防空司令部（NORAD）制定，用于描述地球轨道上人造卫星的位置和速度等信息。TLE数据是全球卫星追踪和航天领域的重要基础资源，被广泛应用于卫星导航、通信、航天器追踪等多个领域。本报告将深入探讨TLE的定义、历史发展、技术特点以及对中国航天事业的影响，特别关注如果TLE服务停止可能对中国带来的影响。

TLE的基本概念

TLE的定义与组成

TLE，全称为Two Line Elements，是描述卫星轨道的一种标准格式。它由两行数字组成，分别表示卫星的轨道倾角、升交点赤经、近地点角距、平均运动速度等参数。这些参数能够精确描述卫星在地球轨道上的运行状态和轨迹[1]。

TLE轨道根数考虑了大气摄动、地球扁率摄动等条件，能够提供一定精度的轨道预测[15]。作为公开可用的近地空间物体数据，TLE编目具有公里级定轨精度，可以编目管理直径大于10厘米的低轨道空间物体和直径大于1米的地球同步轨道空间物体[45]。

TLE的历史发展

TLE由北美防空司令部(NORAD)制定，用以描述地球轨道上人造卫星的位置和速度等信息。20世纪80年代，美国组建了自己的空间监视网(SSN)，最终形成了今天远近闻名的北美防空司令部。后来，北美防空司令部将SSN观测到的数据以TLE的形式公布在互联网上[2]。

随着航天技术的发展，TLE数据已经从最初的军事用途扩展到民用领域，成为全球卫星追踪和研究的重要工具。目前，TLE数据已成为航天领域最常用的轨道根数之一，广泛应用于卫星轨道计算和预测[3]。

TLE的更新与获取

TLE数据由NORAD定期更新发布。根据搜索结果，TLE数据的更新频率各不相同，有些数据源每小时检测一次更新，TLE源数据有变动就会自动更新[10]。然而，由于该网站TLE数据不定期更新，且更新频率不够高，有时三天还不更新一次，就导致卫星位置预测不准确等情况[13]。

一些网站提供TLE数据服务，并定期（如每2小时）同步一次[14]。此外，也有自动化系统如AutoTLE每小时检测一次TLE数据更新，服务器星历更新频率为每小时检测一次，TLE源数据有变动就会自动更新[12]。

TLE的技术特点与应用

TLE的数据结构与特点

TLE两行轨道数是一种标准格式，用于描述卫星的轨道参数。它由两行文本组成，包含了卫星轨道所需的所有关键信息，使得用户可以计算卫星轨道[1]。

TLE轨道根数的参数包括轨道倾角、升交点赤经、近地点角距、平均运动速度等，这些参数共同决定了卫星在地球轨道上的运行轨迹[2]。平均运动速度的单位是每日轨道数，地球静止轨道的平均运动速度为零，因为卫星相对于地球静止不动[9]。

TLE的应用领域

TLE数据在航天领域有广泛应用，主要应用于以下几个方面：

卫星轨道预测与追踪：TLE数据是卫星轨道预测和追踪的基础，可用于计算卫星的位置和速度[69]。这使得地面站和卫星跟踪设备能够计算出卫星的位置和轨道变化情况，以便进行卫星通信和导航等应用[69]。

航天器导航与定位：TLE数据解析是一种重要的技术手段，它能够提供关于飞行器的精确位置、速度等参数信息。这些数据对于航天器导航、定位和跟踪具有重要意义。在实际应用中，TLE数据解析可以应用于许多领域，例如空间飞行器设计、太空任务规划、军事侦察等[71]。

卫星通信系统：TLE数据用于卫星通信系统中，确保通信设备能够准确锁定卫星信号。例如，Orbitron是一款广受欢迎的卫星轨道模拟和预测软件，它提供了丰富的功能，包括导入和解析多种格式的星历数据、实时显示卫星位置、预测未来轨道等[22]。

空间科学研究：TLE数据用于空间科学研究，例如热层大气密度反演研究。科学家可以通过TLE数据直接读取，并使用SGP4模型计算积分步长上的参数，进行大气密度反演[28]。

卫星互联网建设：卫星互联网是终端基于卫星通信技术接入互联网，卫星相当于天上的移动基站进行信号覆盖，从而实现在地面基站无法覆盖的情况下进行实时、快速的互动响应[61]。TLE数据对于卫星互联网的建设和运营至关重要。

TLE的局限性

尽管TLE数据在航天领域有广泛应用，但它也存在一些局限性：

数据精度问题：如果使用TLE数据描述当下卫星的位置和速度，就像置办了一件没有任何作用的"新衣"，看似"众星捧月"，却潜藏很多风险[70]。TLE数据误差较大，使用TLE数据进行卫星轨道预测的精度有限。

数据更新不及时：由于该网站TLE数据不定期更新，且更新频率不够高，有时三天还不更新一次，就导致卫星位置预测不准确等情况[13]。

格式限制：TLE数据格式有其特定的定义，不同于经典的开普勒根数，且轨道根数不是定义在常用的J2000.0历元平赤道坐标系或类似系统中[43]。

NORAD只公开了SGP4模型：NORAD只公开了SGP4模型，没有发布TLE的生成算法，这限制了某些高级应用[31]。

中国的TLE应用与自主发展

中国对TLE数据的应用

中国在航天领域广泛使用TLE数据，特别是在卫星轨道预测和空间科学研究方面。中国科学家已经掌握了利用TLE数据进行大气密度反演研究的方法，能够"通过TLE数据直接读取"并"计算...需要计算积分步长上的...和...可以使用SGP4"[28]。

中国空间站自2023年2月12日起每日更新发布TLE数据，可在http://www.cmse.gov.cn/gfgg/zgkjzgdcs/查询到[16]。这表明中国认可TLE数据的国际通用价值，并积极参与TLE数据的发布和共享。

中国的自主卫星轨道数据系统

尽管中国在航天领域广泛使用TLE数据，但为了降低对国外数据的依赖，保障卫星数据安全，中国正在积极开发自主的卫星轨道数据系统。例如，"凭借这一自主建设的太空观测网，我们的太空地图成功发布中国人自己的轨道数据AOE，填补了国内在这一领域的空白。"[41]。AOE数据集正在被用来推进TLE的升级替代，为行业企业、政府机构以及科研机构提供安全可靠的数据服务[42]。

中国已经建立了自己的航天测控系统，定位精度可达十米至百米量级。未来的对地观测等新型卫星要求定轨精度在米级以内，甚至厘米量级[37]。这表明中国在卫星轨道监测和定位精度方面有持续提升的需求和能力。

中国自主卫星系统的建设

中国正在建设自己的卫星系统，包括北斗卫星导航系统和低轨卫星星座。北斗卫星导航系统是我国自主建设运营的全球卫星导航系统，具备定位、导航、授时全球服务能力[73]。随着2021年中国卫星网络集团有限公司成立，我国卫星互联网事业进入高质量发展阶段。根据国际电信联盟（ITU）官网信息披露，中国星网公司共申请计划发射的卫星总数量12992颗[62]。

在低轨卫星方面，中国商业航天产业链生态已进入成长期，有望在"十五五"末或"十六五"时期进入产业成熟期[65]。中国计划发射的低轨卫星数量大幅增加，这些卫星的轨道数据管理和服务需求也随之增长。

TLE服务停止对中国的影响分析

TLE数据在中国卫星产业中的依赖程度

TLE数据在中国卫星产业中有一定的依赖性，特别是在卫星轨道预测、卫星通信和空间科学研究等方面。然而，这种依赖性正在逐步降低，中国正在积极开发自主的卫星轨道数据系统。

根据搜索结果，中国已经建立了自己的航天测控系统，定位精度可达十米至百米量级[37]。此外，中国也认识到数据是"航天产业的战略资源和核心生产要素"，实现TLE的国产化替代意义重大，从安全角度考虑，TLE数据"是由美国政府发布的，在某些情况下，美国政府可能会对数据进行限制"[21]。

TLE服务停止可能带来的具体影响

如果TLE服务停止，对中国可能带来的影响包括：

卫星轨道预测精度下降：TLE数据是卫星轨道预测的重要基础，如果TLE服务停止，中国可能需要依赖自己的轨道数据系统，如果这些系统尚未完全成熟，可能会影响卫星轨道预测的精度。

卫星通信系统受影响：TLE数据用于卫星通信系统中，确保通信设备能够准确锁定卫星信号。如果TLE服务停止，中国可能需要重新调整卫星通信系统，使用自主的轨道数据，这可能会导致通信系统的暂时不稳定。

空间科学研究受阻：TLE数据用于空间科学研究，如热层大气密度反演研究。如果TLE服务停止，中国科学家可能需要寻找替代数据源或开发新的研究方法，这可能会对相关研究产生一定影响。

卫星发射和运营成本增加：TLE数据的停止可能迫使中国增加对自主卫星轨道数据系统的投入，包括建设更多的地面监测站和开发更先进的数据处理系统，这可能会增加卫星发射和运营的成本。

中国应对TLE服务停止的策略

为了应对TLE服务可能停止带来的影响，中国可以采取以下策略：

加强自主卫星轨道数据系统建设：加快开发和部署自主的卫星轨道数据系统，如AOE数据集，提高其精度和可靠性，减少对TLE数据的依赖。

建立多元化的数据源：除了自主的卫星轨道数据系统外，中国还可以与其他国家合作，获取多样化的轨道数据源，降低对单一数据源的依赖。

提升卫星通信系统的自主性：加强卫星通信系统的自主性，减少对TLE数据的依赖，提高系统在数据源变化时的适应能力。

加强国际合作：积极参与国际航天合作，与其他国家共同建立更加开放和透明的卫星轨道数据共享机制，降低单一数据源停止带来的风险。

结论与展望

总结

TLE（Two Line Elements）作为描述卫星轨道的标准格式，由北美防空司令部（NORAD）制定，是全球卫星追踪和航天领域的重要基础资源。TLE数据具有来源稳定、更新频率快和容易获取等特点，广泛应用于卫星轨道预测、航天器导航、卫星通信、空间科学研究等领域。

中国在航天领域广泛使用TLE数据，特别是在卫星轨道预测和空间科学研究方面。为了降低对国外数据的依赖，保障卫星数据安全，中国正在积极开发自主的卫星轨道数据系统，如AOE数据集。中国已经建立了自己的航天测控系统，定位精度可达十米至百米量级，并计划在"十五五"末或"十六五"时期进入产业成熟期。

如果TLE服务停止，可能会对中国卫星产业和空间科学研究产生一定影响，但中国已经采取了一系列措施来应对这种风险，包括加强自主卫星轨道数据系统建设、建立多元化的数据源、提升卫星通信系统的自主性以及加强国际合作等。

未来展望

未来，随着中国航天事业的不断发展，中国自主的卫星轨道数据系统将不断完善，精度和可靠性将进一步提高，对TLE数据的依赖将逐步降低。同时，中国将继续加强国际合作，与其他国家共同建立更加开放和透明的卫星轨道数据共享机制，共同推动航天事业的发展。

在卫星互联网建设方面，中国将继续推进自主卫星星座的建设，如北斗卫星导航系统和低轨卫星星座，提升卫星通信系统的自主性和可靠性。随着技术的不断进步和经验的积累，中国卫星产业的自主创新能力将不断增强，应对各种风险的能力也将进一步提高。

参考文献

[1] TLE（两行轨道数）和OMM（轨道均根元素消息）数据格式分析原创. https://blog.csdn.net/qq_51375047/article/details/140777005.

[2] 【科普】揭秘卫星星历及误差 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/401508120.

[3] [PDF] 基于历史TLE的空间目标轨道预报误差演化规律研究 - 紫金山天文台. http://www.pmo.cas.cn/xscbw/twxb/xbll/2019_60/2019_60_4/201908/P020190812386441321161.pdf.

[9] Orbital Elements. http://sat.belastro.net/satelliteorbitdetermination.com/orbit_elements_wiki.htm.

[10] AutoTLE—— 自动更新的HAM 常用卫星TLE 星历轨道数据源. https://forum.hamcq.cn/d/3323.

[12] AutoTLE——自动更新的HAM常用卫星TLE星历轨道数据源 - 科创论坛. https://www.kechuang.org/t/86877.

[13] 过期的TLE（两行轨道根数）数据？你会用吗？ - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/631345749.

[14] 卫星和空间通信- 可自定义的在线TLE数据服务 - 哈罗CQ火腿社区. https://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=372133.

[15] 我国公开空间站TLE轨道根数 - 中国科学院空间应用工程与技术中心. http://www.csu.cas.cn/gb/zxyw/cmsm/202202/t20220222_6369597.html.

[16] TLE两行轨道根数原创 - CSDN博客. https://blog.csdn.net/RocksCSDN/article/details/130151204.

[21] 别等"发霉"的TLE（两行根数）都没了，才想起国产数据的"新鲜"†. https://zhuanlan.zhihu.com/p/634866736.

[22] 很好用的查询卫星轨道TLE文件的网站，可用来导入stk-CSDN博客. https://blog.csdn.net/weixin_44586139/article/details/133859213.

[28] [PDF] 热层大气密度反演与建模研究进展. https://www.sjdz.org.cn/cn/article/pdf/preview/10.19975/j.dqyxx.2022-047.pdf.

[31] 一种面向卫星在轨自主任务规划的快速精准轨道预报方法. http://ch.whu.edu.cn/cn/article/doi/10.13203/j.whugis20230223?viewType=HTML.

[37] 我国航天测控系统体制技术现状及发展 - 360Doc. http://www.360doc.com/content/22/1213/22/65679503_1060166611.shtml.

[41] 见报！国产卫星轨道数据为航天领域注入活力 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/28677037869.

[42] 太空探索| 揭秘低轨卫星交通背后的轨道数据密码 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/1893965296089420298.

[43] [PDF] 国家标准编制说明. https://std.samr.gov.cn/dcpspTools/gbPlan/download?path=%2Fzxd%2F2023003217%2F20_%E6%A0%87%E5%87%86%E8%B5%B7%E8%8D%89%2F20_DI_2023003217_%E7%A9%BA%E9%97%B4%E7%89%A9%E4%BD%93%E8%BD%A8%E9%81%93%E6%91%84%E5%8A%A8%E8%A7%A3%E6%9E%90%E6%96%B9%E6%B3%95.pdf.

[45] [PDF] 日月轨道计算对TLE深空编目目标预报精度的影响. http://www.pmo.cas.cn/xscbw/twxb/xbll/2022_63/2022_63_6/202211/P020221128589414174071.pdf.

[61] [PDF] 卫星互联网建设重要性提升，需求增长催化行业边际改善. https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202311211611740752_1.pdf.

[62] 中信证券：卫星互联网正成为全球竞争"新战场" - 财联社. https://www.cls.cn/detail/1621701.

[65] 中国商业航天万亿赛道"破茧" - 珠海网. https://pub-zhtb.hizh.cn/s/202504/28/AP680f0a4be4b0dcb5649ec8e7.html.

[69] 独特视角| 您还在使用TLE（两行轨道根数）数据吗？†. https://zhuanlan.zhihu.com/p/630444429.

[70] 是"盔甲"还是"皇帝的新衣"，TLE（两行轨道根数）数据你还敢用吗？†. https://zhuanlan.zhihu.com/p/632220868.

[73] 2025年中国卫星导航行业市场前景预测研究报告 - 新浪财经. https://finance.sina.com.cn/stock/relnews/cn/2025-04-17/doc-inetmkhe2733117.shtml.

来源：小明和小树