ICS49.020 CCSV70 中华人民共和国国家标准 GB/T45738—2025 空间碎片环境演化模型 Spaceobjectslong-termevolutionmodel 2025-05-30发布 2025-09-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 标准性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 空间碎片环境演化模型算法 2 …………………………………………………………………………… 4.1 模型基本构成与模型表示 2 ………………………………………………………………………… 4.2 发射模型 3 …………………………………………………………………………………………… 4.3 碰撞概率评估模型 3 ………………………………………………………………………………… 4.4 解体模型 4 …………………………………………………………………………………………… 4.5 轨道演化模型 5 ……………………………………………………………………………………… 4.6 任务后处置模型 7 …………………………………………………………………………………… 4.7 主动碎片清除模型 8 ………………………………………………………………………………… 5 空间碎片环境演化模型计算流程 9 ……………………………………………………………………… 5.1 计算流程 9 …………………………………………………………………………………………… 5.2 模型输入 11 …………………………………………………………………………………………… 5.3 模型输出 11 …………………………………………………………………………………………… 5.4 模型精度 12 …………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 空间碎片环境演化模型的基本设置场景示例 13 ……………………………………… A.1 基本设置场景 13 …………………………………………………………………………………… A.2 一般演化场景 13 …………………………………………………………………………………… A.3 考虑大型星座场景 13 ……………………………………………………………………………… A.4 任务后处置场景 13 ………………………………………………………………………………… 附录B(资料性) SOLEM模型与国际典型模型的比较案例 14 ………………………………………… B.1 国际典型模型 14 ……………………………………………………………………………………… B.2 案例输入 14 …………………………………………………………………………………………… B.3 模型演化结果比较 14 ………………………………………………………………………………… 参考文献 16 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T45738—2025 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。 本文件起草单位:中国科学院国家天文台、南京大学、中国航天标准化研究所。 本文件主要起草人:刘静、郑峰椿、张耀、程昊文、杨旭、吴相彬、李杨、李大卫、汤靖师、泉浩芳、 赵南英。 ⅢGB/T45738—2025 空间碎片环境演化模型 1 范围 本文件规定了空间碎片环境演化模型的算法和计算流程。 本文件适用于大时间尺度下空间碎片环境长期演化趋势的预测,以及卫星发射和任务后处置、主动 碎片清除等各类减缓措施、政策、规则对空间碎片环境长期影响的评估分析。 2 标准性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T32308—2015 GEO卫星任务后处置要求 GB/T34513—2017 空间碎片减缓要求 GB/T43223—2023 空间物体轨道数据规范 GB/T45621—2025 航天术语 空间碎片 GB/T45742—2025 空间物体轨道确定和预报技术要求 3 术语和定义 GB/T34513—2017、GB/T32308—2015、GB/T43223—2023、GB/T45742—2025和GB/T45621— 2025界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 任务后处置率 probabilityofsuccessfulpost-missiondisposal 航天器或运载火箭轨道级完成既定工作任务后,成功完成符合减缓规则要求的处置措施的概率。 3.2 任务后寿命限定值 post-missionlifetimelimit 航天器或运载火箭轨道级成功完成符合减缓规则要求的处置措施后,剩余在轨寿命的限定值。 注:目前一般是25年,未来可能随着航天器增多而减小。 3.3 处置轨道 disposalorbit 卫星成功完成符合减缓规则要求的处置措施后可留置的轨道区域。 3.4 空间碎片环境演化模型 spaceobjectslong-termevolutionmodel 基于空间碎片产生和减少机制,考虑航天发射、在轨碰撞、解体和轨道演化等因素,预测空间碎片环 境长期(百年尺度)演变规律的数学模型。 注:主要用于评估空间碎片减缓效果,是制定空间环境保护相关规则和政策的依据。 1GB/T45738—2025 4 空间碎片环境演化模型算法 4.1 模型基本构成与模型表示 4.1.1 模型基本构成 空间碎片环境演化模型由发射(交通)模型、解体模型、轨道演化模型、任务后处置模型、主动碎片清 除模型等子模型构成,基本构成见图1。 图1 空间碎片环境演化模型基本构成示意图 4.1.2 模型表示 空间碎片环境演化模型按公式(1)表示: Mevolution(t)=Minitial(t0)+Mtraffic(t,tL,σ)+Mbreak-up(t,m,A,σ)-Mdecay(t,σ) -Mdisposal(t,σ)-Mremoval(t,σ) …………………………(1) 式中: Mevolution———未来t时刻的空间碎片环境模型。描述t时刻的空间碎片数量、质量、大小、轨道参数 等的时空分布。 Minitial———初始t0时刻的空间碎片环境模型。 Mtraffic———发射模型。根据当前时刻和航天器发射时间,输出随时间增加的空间物体数量。 Mbreak-up———解体模型。输出碰撞解体产生的空间碎片数量。 Mdecay———轨道演化模型。输出由于大气阻力造成的陨落物体的数量。 Mdisposal———任务后处置模型。输出由于任务后处置造成的空间物体减少的数量。 Mremoval———主动碎片清除模型。输出主动清除的碎片数量。 t ———未来演化时刻。 t0———初始时刻。 tL———航天器未来发射时间。 m———空间物体质量。 A———空间物体横截面积。 2GB/T45738—2025