稀疏数据条件下, 弹道系数是影响低轨空间碎片精确轨道确定与预报的关键因子。使用长期累积的TLE(二行根数)跟踪数据, 通过半长轴的大气阻力摄动方程, 将2 000多个轨道近地点高度低于850 km的空间碎片的弹道系数进行估算, 得到这些空间碎片的弹道系数值, 并给出弹道系数的两个应用实例。第一个应用实例关于利用弹道系数进行TLE的数据质量检测。使用质量检测方法剔除质量可疑的TLE后, 对14个面质比较大的空间碎片进行弹道系数的重新估算, 估算误差均显著减小, 其中11个新计算得到的弹道系数与参考值的相对误差小于20%。第二个实例验证弹道系数在所谓的TLE-OD/OP方法中的应用。以GRACE-B卫星为例, 精密轨道预报为参考, 结果表明利用多组TLE的TLE-OD/OP的轨道预报精度显著优于TLE/SGP4的精度。

目前空间碎片精密跟踪数据可以通过光学测角和激光测距两种手段获取。文中旨在通过大量的仿真实验来分析上述两种手段获取的数据对碎片定轨及预报性能的影响，以期根据各自的特点更好地利用稀缺的数据资源。首先利用了2015年1月Starlette和Larets卫星CPF精密预报轨道作为参考轨道，仿真生成基于国内区域内4个观测站精度1″的测角数据和精度1 m的测距数据，然后，利用仿真数据生成单站和双站算例并进行定轨，得到完整弧段及部分弧段的测角、测距数据定轨预报结果。结果表明：在上述观测数据精度基础上，测角数据较测距数据在定轨中的表现更加稳定，将完整通过弧段缩短至90 s时，约75%的角度定轨算例的短期(1～2天)预报轨道仍能够满足20″精度要求。实验结果同时表明：单站、双站定轨预报误差分布相似。

针对数以万计的空间碎片，进行快速、精确的轨道确定与预报，以提供可靠的空间碰撞预警是当前空间态势感知的一个重要研究方向。半解析卫星/空间碎片轨道积分，可以克服轨道积分中数值法耗时、解析法低精度的不足。讨论了已初步研发成功的利用多尺度摄动原理的半解析轨道积分器及其在空间碎片轨道预报中的精度性能，并以精密数值积分结果作为“真轨道”评估半解析轨道积分器的精度。大量数据处理结果表明：面质比0.01、轨道高度300 km的碎片，预报1天，耗时不足60 ms，精度2 km左右，且随高度增加，预报精度更高，当高度超过1 000 km时，1天的预报精度仅为50 m左右，满足许多精密空间应用的要求。