我需要使用entire catalog of recent TLEs或类似内容从space-track.org传播skyfield
(需要免费帐户才能查看)。列表中通常有15k-16k TLE。我有它工作,但它非常慢。在服务器上使用46个核心的小时数。
未与skyfield
结婚。如果astropy
或pyephem
或其他内容更快,我很乐意接受一个答案,说明我尝试使用它做什么。
对于我的应用程序,我将TLE加载到Pandas数据帧并在那里进行分析,因此我将在Pandas世界中保留我的示例。最小的例子如下。
假设卫星目录保存为catalog.txt
,设置环境,然后读取TLE,生成sf.sgp4lib.EarthSatellite
个对象,并将所有内容加载到Pandas数据帧中。我们还offset positions to some observation site。我离开选择一个观察站点到读者(0,0,0可以):
import skyfield as sf
import pandas as pd
from skyfield.api import load, Topos
from datetime import datetime, timezone, timedelta
with open('catalog.txt', 'r') as f:
tle_list = [line.strip() for line in f.read().split('\n')
if line is not '']
data = []
for i in range(0, len(tle), 2): # every two lines
temp = {}
temp['tle1'] = tle_list[i]
temp['tle2'] = tle_list[i+1]
temp['earthsat'] = sf.sgp4lib.EarthSatellite(tle_list[i],
tle_list[i+1])
data.append(temp)
df = pd.DataFrame(data=data)
site = Topos(latitude_degrees=site_lat,
longitude_degrees=site_lon,
elevation_m=site_alt)
df['earthsat'] = df.earthsat - site # offset to site location
每循环2.1 s±20 ms(平均值±标准偏差,7次运行,每次循环1次)
创建一个时区感知日期时间对象数组,用于传播所有卫星。在这里,我从午夜前4小时开始每隔10分钟选择一次,直到4小时之后。
ts = load.timescale()
tz = timezone(timedelta(hours=-4)) # Eastern or whatever timezone
midnight = datetime(2018, 4, 4, 0, 0, 0, tzinfo=tz) # midnight today
start = midnight - timedelta(hours=4)
end = midnight + timedelta(hours=4)
delta_time = timedelta(minutes=10)
# This is ugly, but I had issues using linspace or arange...
times = [start]
now = start
while now <= end:
now += delta_time
times.append(now)
每循环189 ms±36.9 ms(平均值±标准偏差,7次运行,每次循环10次)
最后,计算每颗卫星每个时间步的天体测量位置。这是永远需要的。我只是为了获得计时而再次运行太久了,但是在服务器上使用46个核心的时间大约是几个小时。
df['astrometric'] = df.earthsat.apply(lambda x: [x.at(ts.utc(time)) for time in times])
我发现this discussion on date arrays in the documentation表示立即传递整个数组:x.at(ts.utc(times))
。到目前为止,它占用的内核更少,运行速度更快,但仍然需要很长时间。
我通过为星形测量学创建生成器来解决这个问题(最初我为什么不再一次传递整个times
数组),但最终我真的需要评估一些东西,所以我无法永远避免繁重的工作。
如果最终用例适合某些特定的加速,我最终需要从这些对象的站点获取观察角度,所以[x.altaz() for x in row.astrometrics]
类型的东西。
我现在的想法是,我计算目录中每个卫星的整个夜晚的每个时间步的位置。我可能是错的,但如果我是对的,那么我想通过计算一次然后查找每个新卫星,我会看到相当不错的加速(可能还不够)。有人知道怎么做吗?
此外,如果有更快的轨道传播器实施,或者加速Skyfield实施的方法,我很乐意接受一个答案,说明如何使用它做我想做的事情(因此包括{ {1}}和astropy
代码。)
谢谢。
答案 0 :(得分:1)
我最好的建议是将NASA SPICE Toolkit用于此类工作。这样一来,您可以加载“两线元素”,然后使用NASA的NAIF / SPICE内核完成其余的工作(您可能还会找到其他格式的卫星,但TLE可以)。
如果您使用C语言,则可以使用getelm_c方法读取它们,并使用spkpos_c获取位置。幸运的是,有一个名为spiceypy的python包装器!
getelm_c
方法包装在您的TLE中的spiceypy.spiceypy.getelm(frstyr, lineln, lines)
到load中。您希望他们使用spiceypy.spiceypy.spkpos(targ, et, ref, abcorr, obs)
来使position相对于参考实体。
我建议使用spiceypy的文档,特别是Cassini示例的位置,以确保如果决定使用NASA的SPICE内核,请确保具有正确的所有文件: https://spiceypy.readthedocs.io/en/master/exampleone.html