验证 Leonid Space 卫星寿命预测工具的有效性

我们通过对934颗在1961年至2024年间从低地球轨道(LEO)去轨道的非机动卫星进行全面回测，验证了Leonid Space的卫星寿命预测管道。这是首次使用预测空间天气条件而非历史事后数据进行大规模寿命预测工具验证。我们的工具链结合了来自在轨数据的弹性系数估计与在不同环境条件下的概率轨道预报。利用TLE数据和跨越六个太阳周期的空间天气记录，我们采用三阶段验证方法，逐步消除事后偏差，最终达到完全预测性的运营条件。在完美知识条件下，我们实现了1年预测精度（中位数持续排序概率得分）为6.0天(1.6%)；在估计弹性系数且已知空间天气情况下为18.6天(5.1%)；在完全预测性条件下为45.5天(12.4%)。与ESA标准DRAMAS&DISCOS工具链的比较显示，在well-characterized卫星上，我们的工具在状态-of-the-art精度上实现了4倍的提升，相较于NASA的DAS软件实现了8倍的提升。自定义的半解析预报器相较于Orekit加快340倍，相较于DRAMA加快55倍，使其能够在大规模卫星群体上进行快速蒙特卡罗分析。我们的分析揭示了，在弹性系数估计之后，太阳周期预测占据了误差预算的主导地位，更高保真度的预报器和大气模型仅提供边际收益。这些结果为支持LEO任务计划和监管合规的运营寿命预测服务建立了经验证的性能基准。