e2m2e.data package

数据层：物理常数、坐标系与星历内核、DFH 模板与轨道类型。

数据层：星历数据管理、时空参考系数据、数据模板、通用数据类型。

第 1 层，依赖方向：仅外部库（SPICE/r2s2/numpy），不依赖 e2m2e 其他层。

  • kernels/：SPICE 内核管理（SPICEManager）与 EphemerisProvider 抽象。

  • frames/：时空参考系**数据** （EOP、闰秒表、r2s2/SPICE 句柄）；转换**算法** 在 algorithm/coordinate/。

  • templates/：数据模板（轨道族种子、系统参数、摄动开关、力模型配置 schema、领域枚举）。

  • types/：通用数据类型（State/Epoch 类型别名；Orbit/EphemerisTable/NominalOrbit 容器类）。

实现状态：迁移完成（ADR 0011），自 core/io 迁入；旧包已在第 5 批清理中删除。

e2m2e.data.constants package

物理常数层：全库物理常数的唯一来源（阶段 1 骨架）。

本层与 e2m2e.data.templates 平级，职责分开：templates 管任务/算法默认 参数，constants 管物理量真值表。阶段 1 只建骨架，不迁移任何现有文件。

e2m2e.data.constants.universal module

通用物理常量（全库一套）。

单位统一采用 km / s / kg 系；来源标注在 constants.toml。 数值由包内 constants.toml 单一来源加载。

e2m2e.data.constants.bodies module

天体参数目录。

按天体组织，每个天体提供各基准下的 GM、半径、扁率、NAIF ID、自转角速度等。 半径区分两种语义：

  • mean_radius_km：平均/赤道半径，用于阴影、SRP、相对论等几何计算；

  • gravity_ref_radius_km：重力场参考半径，来自系数文件头，用于球谐、 固潮等重力模型。

数值由包内 constants.toml 单一来源加载。

class e2m2e.data.constants.bodies.Body(name, gm_by_datum=<factory>, gm_sources=<factory>, mean_radius_km=None, mean_radius_source=None, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=None, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)[源代码]

基类：object

天体参数。

gm_by_datum 为各基准下的引力参数（km³/s²）；mean_radius_km 为 几何/制图平均半径；gravity_ref_radius_km 为重力场系数文件给出的 参考半径；naif_id 为 SPICE/NAIF 整数 ID；rotation_rate_rad_s 为 自转角速度（rad/s），按场景分别命名。

参数:
name: str
gm_by_datum: dict[str, float]
gm_sources: dict[str, ConstantSource]
mean_radius_km: float | None = None
mean_radius_source: ConstantSource | None = None
gravity_ref_radius_km: float | None = None
gravity_ref_radius_source: ConstantSource | None = None
flattening: float | None = None
flattening_source: ConstantSource | None = None
naif_id: int | None = None
rotation_rate_iers_rad_s: float | None = None
rotation_rate_iers_source: ConstantSource | None = None
rotation_rate_gmat_rad_s: float | None = None
rotation_rate_gmat_source: ConstantSource | None = None
require_mean_radius_km()[源代码]

平均半径（km）；该天体未定义半径时抛错（如 EMB 无半径概念）。

返回类型:

float

e2m2e.data.constants.bodies.SUN = Body(name='SUN', gm_by_datum={'DE440': 132712440018.0}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=696000.0, mean_radius_source=<ConstantSource.Vallado: 'Vallado'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=10, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

太阳。

e2m2e.data.constants.bodies.EARTH = Body(name='EARTH', gm_by_datum={'DE421': 398600.4415, 'DE440': 398600.435507, 'WGS84': 398600.4418}, gm_sources={'DE421': <ConstantSource.DE421: 'DE421'>, 'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'WGS84': <ConstantSource.WGS84: 'WGS84'>}, mean_radius_km=6378.137, mean_radius_source=<ConstantSource.WGS84: 'WGS84'>, gravity_ref_radius_km=6378.1363, gravity_ref_radius_source=<ConstantSource.GMAT: 'GMAT'>, flattening=0.0033528106647474805, flattening_source=<ConstantSource.WGS84: 'WGS84'>, naif_id=399, rotation_rate_iers_rad_s=7.292115146706979e-05, rotation_rate_iers_source=<ConstantSource.IERS: 'IERS'>, rotation_rate_gmat_rad_s=7.2921158553e-05, rotation_rate_gmat_source=<ConstantSource.GMAT: 'GMAT'>)

地球。

e2m2e.data.constants.bodies.MOON = Body(name='MOON', gm_by_datum={'DE421': 4902.8005821478, 'DE440': 4902.800118}, gm_sources={'DE421': <ConstantSource.DE421: 'DE421'>, 'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=1737.4, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=1738.0, gravity_ref_radius_source=<ConstantSource.GRGM900C: 'GRGM900C'>, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=301, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

月球。

e2m2e.data.constants.bodies.EMB = Body(name='EMB', gm_by_datum={'DE421': 403503.242083, 'DE440': 403503.235502}, gm_sources={'DE421': <ConstantSource.DE421: 'DE421'>, 'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=None, mean_radius_source=None, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=3, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

地月系质心（Earth-Moon Barycenter）。

e2m2e.data.constants.bodies.MERCURY = Body(name='MERCURY', gm_by_datum={'DE440': 22031.868551}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=2440.53, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=199, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

水星。

e2m2e.data.constants.bodies.VENUS = Body(name='VENUS', gm_by_datum={'DE440': 324858.592}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=6051.8, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=299, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

金星。

e2m2e.data.constants.bodies.MARS = Body(name='MARS', gm_by_datum={'DE440': 42828.375816}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=3396.19, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=499, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

火星。

e2m2e.data.constants.bodies.JUPITER = Body(name='JUPITER', gm_by_datum={'DE440': 126712764.1}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=71492.0, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=599, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

木星。

e2m2e.data.constants.bodies.SATURN = Body(name='SATURN', gm_by_datum={'DE440': 37940584.8418}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=60268.0, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=699, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

土星。

e2m2e.data.constants.bodies.URANUS = Body(name='URANUS', gm_by_datum={'DE440': 5794556.4}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=25559.0, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=799, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

天王星。

e2m2e.data.constants.bodies.NEPTUNE = Body(name='NEPTUNE', gm_by_datum={'DE440': 6836527.10058}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=24764.0, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=899, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

海王星。

e2m2e.data.constants.bodies.PLUTO = Body(name='PLUTO', gm_by_datum={'DE440': 975.5}, gm_sources={'DE440': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mean_radius_km=1188.3, mean_radius_source=<ConstantSource.IAU2015: 'IAU2015'>, gravity_ref_radius_km=None, gravity_ref_radius_source=None, flattening=None, flattening_source=None, naif_id=999, rotation_rate_iers_rad_s=None, rotation_rate_iers_source=None, rotation_rate_gmat_rad_s=None, rotation_rate_gmat_source=None)

冥王星。

e2m2e.data.constants.datums module

基准集定义。

以"基准（datum）"为一等概念，每套基准内部 GM、μ、特征长度、特征时间 来自同一来源，保持自洽。数值由包内 constants.toml 加载。

基准按字段形状分成三类，类型上精确区分“必有值”与“可选值”：

  • _FullEarthMoonDatumSpec：DE421，μ、GM 表、特征长度/时间齐备；

  • _EarthMoonDatumSpec：DE440/DE430，μ 与 GM 表必有值，特征尺度未提供 （避免编造），为合法 None；

  • _ShapeDatumSpec：WGS-84，只定义地球形状/地球 GM。

调用方取"必有值"字段时得到 float；取可选字段时类型为 float | None， 需自行确认该基准确实提供该值。

class e2m2e.data.constants.datums.Datum[源代码]

基类：object

物理常数基准集。

用法示例:

from e2m2e.data.constants import Datum
print(Datum.DE421.mu)
print(Datum.DE440.earth_gm)
print(Datum.WGS84.earth_radius_km)
DE421 = _FullEarthMoonDatumSpec(source=<ConstantSource.DE421: 'DE421'>, field_sources={'mu': <ConstantSource.DE421: 'DE421'>, 'char_length_km': <ConstantSource.LITERATURE: 'literature'>, 'char_time_s': <ConstantSource.LITERATURE: 'literature'>, 'earth_gm': <ConstantSource.DE421: 'DE421'>, 'moon_gm': <ConstantSource.DE421: 'DE421'>, 'sun_gm': <ConstantSource.DE421: 'DE421'>, 'emb_gm': <ConstantSource.DE421: 'DE421'>}, mu=0.012150585350562453, earth_gm=398600.4415, moon_gm=4902.8005821478, sun_gm=132712428000.0, emb_gm=403503.242083, char_length_km=384400.0, char_time_s=375190.2588926273, earth_radius_km=None, earth_flattening=None)
DE440 = _EarthMoonDatumSpec(source=<ConstantSource.DE440: 'DE440'>, field_sources={'mu': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'earth_gm': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'moon_gm': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'sun_gm': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'emb_gm': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mu=0.012150584394709708, earth_gm=398600.435507, moon_gm=4902.800118, sun_gm=132712440018.0, emb_gm=403503.235502, char_length_km=None, char_time_s=None, earth_radius_km=None, earth_flattening=None)
WGS84 = _ShapeDatumSpec(source=<ConstantSource.WGS84: 'WGS84'>, field_sources={'earth_gm': <ConstantSource.WGS84: 'WGS84'>, 'earth_radius_km': <ConstantSource.WGS84: 'WGS84'>, 'earth_flattening': <ConstantSource.WGS84: 'WGS84'>}, earth_gm=398600.4418, earth_radius_km=6378.137, earth_flattening=0.0033528106647474805, mu=None, char_length_km=None, char_time_s=None, moon_gm=None, sun_gm=None, emb_gm=None)
DE430 = _EarthMoonDatumSpec(source=<ConstantSource.DE440: 'DE440'>, field_sources={'mu': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'earth_gm': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'moon_gm': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'sun_gm': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>, 'emb_gm': <ConstantSource.DE440: 'DE440'>}, mu=0.012150584394709708, earth_gm=398600.435507, moon_gm=4902.800118, sun_gm=132712440018.0, emb_gm=403503.235502, char_length_km=None, char_time_s=None, earth_radius_km=None, earth_flattening=None)

e2m2e.data.constants.sources module

基准/来源枚举与元数据。

每个物理常量必须标注出处；本枚举提供规范化的来源标识。

class e2m2e.data.constants.sources.ConstantSource(*values)[源代码]

基类：str, Enum

物理常量来源标识（str Enum，可直接作为元数据值使用）。

DE421 = 'DE421'
DE430 = 'DE430'
DE440 = 'DE440'
WGS84 = 'WGS84'
IAU2015 = 'IAU2015'
IAU2012 = 'IAU2012'
CODATA2018 = 'CODATA2018'
GMAT = 'GMAT'
GRGM900C = 'GRGM900C'
IERS = 'IERS'
LITERATURE = 'literature'
NAIF = 'NAIF'
Pesce2023 = 'Pesce2023'
SI = 'SI'
Vallado = 'Vallado'
Cui2025 = 'Cui2025'

e2m2e.data.frames package

时空参考系数据：EOP、闰秒表、历表句柄。

只留**数据** （EOP 文件、闰秒表、r2s2/SPICE 句柄管理）；转换**算法** 在 algorithm/coordinate/ （强化现有 Axes/Origin/CoordinateSystem 抽象，不新增 Frame 抽象，见 ADR 0015）。

  • eop.py：EOP 文件解析（源 core/coordinate/gmat_eop.py）。

  • leap_seconds.py：闰秒表（源 core/coordinate/gmat_eop.py 闰秒部分）。

  • r2s2.py：r2s2 句柄管理（源 core/coordinate/gcrs_ebcrs.py 句柄部分）。

  • spice_frames.py：SPICE 帧旋转查询。

e2m2e.data.frames.r2s2 module

r2s2 库适配器（时空参考系数据）。

r2s2（中科院地月空间时空坐标系库）提供 TDT+GCRS ↔ TDB+EBCRS 相对论时空 转换。本模块管**句柄管理** （历表打开/校验，进程级单例注意）与时间星历 校验；转换接口由 EphemerisProvider 提供、转换算法在 algorithm/coordinate/ （源：algorithm/coordinate/gcrs_ebcrs.py 句柄管理 部分，ADR 0011/0015 迁移）。

已知限制：r2s2 的 R2S2.init_E 是进程级全局状态，多历表实例会互相 覆盖（ADR 0010/0015）。

历表要求：必须含内置时间星历（TT−TDB），推荐 JPL de440t.bsp （注意带 t 后缀的变体）；INPOP21a 的 spice 格式历表对（主文件 + *_time.bsp）可作为路径列表传入。普通的 de440s.bsp/de440.bsp 不含时间星历，会在构造时报错。

class e2m2e.data.frames.r2s2.R2S2Adapter(ephemeris_path)[源代码]

基类：object

r2s2 历表句柄管理：打开/校验/EMB 平移/JD 拆分。

参数:

ephemeris_path (str | os.PathLike | list[str]) -- 含内置时间星历的行星历表路径（如 de440t.bsp）， 或路径列表（如 INPOP 主文件 + 时间星历文件）。

emb_position(jd1, jd2)[源代码]

地月质心相对太阳系质心的位置（km），轴向同 BCRS/ICRS。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

static split_jd(jd)[源代码]

把单精度儒略日拆成整数与小数两段，保持 r2s2 的时间分辨率。

参数:

jd (float)

返回类型:

tuple[float, float]

e2m2e.data.frames.spice_frames module

SPICE 帧旋转查询。

数据层（ADR 0011 迁移，源：core/spice.py 帧查询部分 / 既有 standard_axes 中的 pxform 用法）。SPICE 帧定义（PCK/FK）由 SPICEManager 加载内核提供；本模块只做帧旋转矩阵查询，转换**算法** 在 algorithm/coordinate/。

e2m2e.data.frames.spice_frames.frame_rotation(frame_from, frame_to, et)[源代码]

SPICE 帧旋转矩阵（3×3）：frame_from → frame_to 在 ET 时刻。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

e2m2e.data.frames.eop module

地球定向参数（EOP）文件解析（GMAT C04 格式）。

数据层（ADR 0011 迁移，源：core/coordinate/gmat_eop.py 的 EOP 部分 + core/coordinate/gmat_data.py 的 CoordinateDataError）。只留**数据 解析**；EOP → ITRF 的转换算法在 algorithm/coordinate/。

GMAT C04 EOP reader：只消费 mjd, x, y, UT1-UTC, LOD；后续 dPsi/dEps 字段保留在原文件中但不进入当前 native ITRF 链路。

exception e2m2e.data.frames.eop.CoordinateDataError[源代码]

基类：E2M2EError, RuntimeError

坐标数据缺失、越界或格式错误。

class e2m2e.data.frames.eop.EopRecord(year: 'int', month: 'int', day: 'int', mjd: 'float', x_arcsec: 'float', y_arcsec: 'float', ut1_utc: 'float', lod: 'float')[源代码]

基类：object

参数:
year: int
month: int
day: int
mjd: float
x_arcsec: float
y_arcsec: float
ut1_utc: float
lod: float
property x_rad: float
property y_rad: float
class e2m2e.data.frames.eop.EopSample(mjd: 'float', x_rad: 'float', y_rad: 'float', ut1_utc: 'float', lod: 'float')[源代码]

基类：object

参数:
mjd: float
x_rad: float
y_rad: float
ut1_utc: float
lod: float
class e2m2e.data.frames.eop.EopFile(records)[源代码]

基类：object

EOP 文件解析与按 UTC MJD 查询。

参数:

records (tuple[EopRecord, ...])

classmethod from_file(path)[源代码]
参数:

path (str | Path)

返回类型:

EopFile

property start_mjd: float
property end_mjd: float
at_utc_mjd(utc_mjd, *, extrapolation='raise')[源代码]

按 GMAT 语义查询 UTC MJD 时刻的 EOP。

x/y 和 UT1-UTC 线性插值，LOD 使用左侧记录值。

参数:
返回类型:

EopSample

e2m2e.data.frames.leap_seconds module

闰秒表（TAI−UTC）文件解析。

数据层（ADR 0011 迁移，源：core/coordinate/gmat_eop.py 的闰秒部分）。 只留**数据解析**；时间尺度转换（UTC→TAI→TT→TDB）在 EphemerisProvider 与 algorithm/coordinate/。

class e2m2e.data.frames.leap_seconds.LeapSecondRecord(julian_date: 'float', offset1: 'float', offset2: 'float', offset3: 'float')[源代码]

基类：object

参数:
julian_date: float
offset1: float
offset2: float
offset3: float
class e2m2e.data.frames.leap_seconds.TaiUtcTable(records)[源代码]

基类：object

GMAT tai-utc.dat reader。

参数:

records (tuple[LeapSecondRecord, ...])

classmethod from_file(path)[源代码]
参数:

path (str | Path)

返回类型:

TaiUtcTable

tai_minus_utc(utc_mjd)[源代码]

返回 UTC MJD 时刻的 TAI-UTC 秒数。

参数:

utc_mjd (float)

返回类型:

float

utc_to_tai_mjd(utc_mjd)[源代码]

将 UTC MJD 转为 TAI MJD。

参数:

utc_mjd (float)

返回类型:

float

tai_to_utc_mjd(tai_mjd)[源代码]

将 TAI MJD 转为 UTC MJD。

参数:

tai_mjd (float)

返回类型:

float

e2m2e.data.frames.gmat_fixture module

GMAT 兼容 ITRF 所需的裁剪 EOP/闰秒数据资源。

资源随 e2m2e.data.frames 发布，既供数据解析测试使用，也供 algorithm.coordinate 的显式 GMAT-compatible 坐标轴提供默认输入。 这些文件是 IERS 公布物理数据的输入，不是其他软件的输出对照标准。

e2m2e.data.frames.gmat_fixture.committed_gmat_fixture_dir()[源代码]

返回随数据层发布的 GMAT 裁剪数据目录。

返回类型:

Path

e2m2e.data.frames.gmat_fixture.gmat_data_dir()[源代码]

返回 GMAT_DATA_DIR 指向的完整 GMAT data 目录。

返回类型:

Path | None

e2m2e.data.frames.gmat_fixture.gmat_fixture_path(name)[源代码]

返回随数据层发布的 GMAT 裁剪数据文件路径。

参数:

name (str)

返回类型:

Path

e2m2e.data.kernels package

e2m2e.data.kernels.manager module

SPICE 内核管理器：加载/缓存/校验。

数据层 SPICE 实现（ADR 0011 迁移，源：core/spice.py）。职责：内核 加载/卸载/缓存、UTC↔ET 时间转换、天体状态/位置查询、引力参数查询， 并实现 EphemerisProvider 接口（时间/状态/帧三类，见 provider.py）。

SPICE 内核文件说明：

  1. 闰秒内核 （.tls）：提供 UTC ↔ ET 时间转换所需的闰秒表。自动 在被加载内核的同级目录、仓库内置 kernels/ 目录、 SPICE_KERNEL_DIR 环境变量指定的路径中按序搜索。

  2. 星历内核 （.bsp）：包含天体位置/速度数据（如 JPL DE440）。 需要手动加载，可通过 SPICEManager.find_ephemeris_kernel() 搜索或 SPICEManager.load_kernel() 加载。

依赖方向：数据层只依赖外部库（numpy/spiceypy/scipy），不依赖 e2m2e 其他层。

class e2m2e.data.kernels.manager.SPICEManager[源代码]

基类：EphemerisProvider

SPICE 内核管理器：SPICE 星历数据提供者实现。

统一管理内核加载与天体状态查询：自动加载闰秒内核、提供星历查询接口 （位置/状态）、时间格式转换（UTC ↔ ET）以及天体引力参数查询。

使用流程:

mgr = SPICEManager()
kernel = mgr.find_ephemeris_kernel("/path/to/kernels")
mgr.load_kernel(kernel)
et = mgr.utc_to_et("2025-06-21T11:00:00")
state = mgr.get_body_state("MOON", et, "J2000", "EARTH")
mgr.unload_kernel(kernel)
变量:

_leapseconds_loaded (bool) -- 标记闰秒内核是否已加载，避免重复加载。

__init__()[源代码]

初始化 SPICE 管理器。

返回类型:

None

load_kernel(path)[源代码]

加载一个 SPICE 内核文件（.bsp / .bpc / .tf 等）。

加载前会自动确保闰秒内核已就绪。

抛出:

FileNotFoundError -- 当指定路径的文件不存在时。

参数:

path (str)

返回类型:

None

unload_kernel(path)[源代码]

卸载一个已加载的 SPICE 内核文件，释放相关资源。

参数:

path (str)

返回类型:

None

enable_ephem_cache(bodies, et_start, et_end, *, dt=3600.0, frame='J2000', observer='EARTH', frame_pairs=None, sxform_pairs=None)[源代码]

构建并启用预插值星历缓存（Python 层 + Rust 积分层）。

Python 侧 EphemCache 拦 get_body_position/state；Rust 侧 （_integrators.enable_ephem_cache）给 compiled_stm/多重打靶 积分内循环的三次样条查表。两套缓存独立构建但同源（同网格采样）， 保证 Rust 积分不逐次调 cspice（消除 DAFFRNOTFOUND 与每步 FFI 开销）。

参数:

  • bodies (list[str]) -- 需缓存的天体名列表（EARTH/MOON/SUN/行星）。

  • et_start/et_end -- 缓存覆盖的 ET 秒范围。

  • dt (float) -- 预采样网格步长（秒），默认 3600。

  • frame (str) -- Python 层缓存采样坐标系（J2000）。

  • observer (str) -- Python 层缓存采样原点（EARTH）。

  • frame_pairs (list[tuple[str, str]] | None) -- Rust 层帧旋转对（(from, to)）。GravityField 需 body-fixed→J2000（如 ("ITRF93","J2000")、("MOON_PA","J2000")）。 缺省注册 (frame, "J2000")。

  • sxform_pairs (list[tuple[str, str]] | None) -- Rust 层 6×6 状态变换对（(from, to)）。Lense-Thirring 需 body-fixed→J2000（如 ("ITRF93","J2000")）。可为空列表。

  • et_start (float)

  • et_end (float)

返回类型:

None

disable_ephem_cache()[源代码]

关闭预插值星历缓存（Python 层 + Rust 层），回退到逐步 SPICE 查询。

返回类型:

None

utc_to_et(utc_str)[源代码]

将 UTC 时间字符串转换为 Ephemeris Time（TDB 秒）。

SPICE 的 ET 即 TDB 时间尺度（ADR 0015：TDB 作动力学统一时间）。

参数:

utc_str (str)

返回类型:

float

utc_to_tdb(utc)[源代码]

UTC → TDB（ET 秒）。同 utc_to_et()。

参数:

utc (str)

返回类型:

float

et_to_utc(et)[源代码]

将 Ephemeris Time（TDB 秒）转换为 UTC 时间字符串。

参数:

et (float)

返回类型:

str

get_body_state(target, et, frame, observer)[源代码]

查询目标天体相对于观察者的状态向量（位置 + 速度）。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

body_state(body, et, frame='J2000', observer='EARTH')[源代码]

EphemerisProvider 接口：天体状态（6,）。同 get_body_state()。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

get_body_position(target, et, frame, observer)[源代码]

查询目标天体相对于观察者的位置向量。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

body_position(body, et, frame='J2000', observer='EARTH')[源代码]

EphemerisProvider 接口：天体位置（3,）。同 get_body_position()。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

pxform(frame_from, frame_to, et)[源代码]

SPICE 帧旋转矩阵（EphemerisProvider 帧方法）。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

find_ephemeris_kernel(search_dir)[源代码]

在指定目录中按优先级搜索星历内核文件（.bsp）。

优先级：de440.bsp > de440s.bsp > de435.bsp > de438.bsp。

抛出:

FileNotFoundError -- 目录不存在或其中无匹配的内核文件。

参数:

search_dir (str)

返回类型:

str

get_gm(body)[源代码]

获取天体的引力参数 GM（km³/s²）。

优先从 data.constants.bodies 的 DE440 GM 表中取；若该天体没有 DE440 记录，则通过 SPICE 内核实时读取。

参数:

body (str)

返回类型:

float

e2m2e.data.kernels.provider module

星历数据提供者抽象：对上层屏蔽数据来源（SPICE/r2s2）。

ADR 0015：时间尺度并入 EphemerisProvider（不单独 TimeSystem 类）。三类 方法——时间（utc_to_tdb/et_to_utc/utc_to_tai/tai_to_tt/tt_to_tdb/ jd_tdb_to_et）、状态（body_position/body_state/body_rotation）、帧 （pxform），单点 + 批量。

实现： - SPICE 实现 = SPICEManager （data/kernels/manager.py）； - r2s2 实现 = data/frames/r2s2.py 的适配器（句柄管理 + TT↔TDB）。

批量方法（body_states/body_positions 等）为后续 Rust 注入数据预留接口， 当前为占位（ADR 0011：未实现能力保留占位 + NotImplementedError）。

class e2m2e.data.kernels.provider.EphemerisProvider[源代码]

基类：object

星历数据提供者：对上层屏蔽数据来源。

单点 + 批量两类方法；时间（utc_to_tdb/et_to_utc/utc_to_tai/tai_to_tt/ tt_to_tdb/jd_tdb_to_et）、状态（body_position/body_state/body_rotation）、 帧（pxform）三类。SPICE 和 r2s2 分别实现；Rust 侧"注入数据"（星历缓存 样条表）从批量查询构建。

utc_to_tdb(utc)[源代码]

UTC → TDB（ET 秒）。

参数:

utc (str)

返回类型:

float

et_to_utc(et)[源代码]

TDB（ET 秒）→ UTC。

参数:

et (float)

返回类型:

str

utc_to_tai(utc)[源代码]

UTC → TAI（秒）。

参数:

utc (str)

返回类型:

float

tai_to_tt(tai)[源代码]

TAI → TT（秒）。

参数:

tai (float)

返回类型:

float

tt_to_tdb(tt)[源代码]

TT → TDB（秒）。

参数:

tt (float)

返回类型:

float

jd_tdb_to_et(jd_tdb)[源代码]

JD(TDB) → ET 秒。

参数:

jd_tdb (float)

返回类型:

float

body_position(body, et, frame='J2000', observer='EARTH')[源代码]

天体位置（km，形状 (3,)）。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

body_state(body, et, frame='J2000', observer='EARTH')[源代码]

天体状态（km, km/s，形状 (6,)）。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

body_rotation(body, et, frame_from, frame_to)[源代码]

天体本体固定帧旋转矩阵（3×3）。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

pxform(frame_from, frame_to, et)[源代码]

帧旋转矩阵（3×3）。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

e2m2e.data.kernels.ephem_cache module

预插值星历缓存 — 积分前批量预采样天体位置，避免逐步调 SPICE。

ForceModel 满配直推的性能瓶颈在于每步每力调 SPICEManager.get_body_position / get_body_state——无缓存、每次跨 Python↔C 边界查 SPICE。本模块在积分前用 SPICE 在均匀网格上预采样所有 相关天体的 (R, V)，建 scipy.interpolate.CubicSpline （C² 连续），之后 查询走样条插值（纯数值）。源：core/ephem_cache.py （ADR 0011 迁移， 数据层自足）。

为什么用三次样条而不是线性插值：线性插值 C⁰ 连续，网格点处导数不连续， 会让自适应积分器的误差估计器不断缩步长（实测 93 倍 RHS 调用）。三次样条 C² 连续消除此问题（经验来自 qiao 仓库 Python/crtbp/subfunction/ephfunc/ephem_table.py:10-12）。

class e2m2e.data.kernels.ephem_cache.EphemCache(bodies, pos_splines, vel_splines, et_start, et_end, frame, observer)[源代码]

基类：object

预插值星历缓存。

持有多个天体在 [et_start, et_end] 上的 (位置, 速度) 三次样条。 查询时纯数值插值，不碰 SPICE。

变量:

  • bodies -- 缓存覆盖的天体名列表（大写）。

  • et_end (et_start,) -- 缓存覆盖的 ET 秒范围（含 margin）。

  • frame -- 采样时用的坐标系（查询必须匹配）。

  • observer -- 采样时用的观察者（查询必须匹配）。

参数:
covers(body, et, frame, observer)[源代码]

查询是否在缓存覆盖范围内（天体名 + 时间 + 坐标系都匹配）。

参数:
返回类型:

bool

get_body_position(body, et)[源代码]

插值查询天体位置 (3,) km。调用前应先 covers() 判定。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

get_body_state(body, et)[源代码]

插值查询天体状态 (6,) [km, km/s]。调用前应先 covers() 判定。

参数:
返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

e2m2e.data.kernels.ephem_cache.build_ephem_cache(spice, bodies, et_start, et_end, *, dt=3600.0, frame='J2000', observer='EARTH', margin_steps=5)[源代码]

构建预插值星历缓存。

在 [et_start, et_end] （加两端 margin）上以 dt 步长均匀采样， 对每个天体在每个网格点调 spice.get_body_state （此时走 SPICE）， 建 CubicSpline。

参数:
返回类型:

EphemCache

e2m2e.data.templates package

数据模板：轨道族种子、系统标准参数、摄动开关默认、力模型配置 schema、领域枚举。

实现状态：已迁移（ADR 0011 第 1 批）。

  • seed.py：轨道族种子参数（源 dfh/cr3bp_orbits.py 常量）。

  • systems.py：物理常量与系统标准参数（源 core/constants.py + core/cr3bp_system.py 参数）。

  • perturbations.py：摄动开关/DYB 默认（源 io/inputs_dac.py DEFAULT_*）。

  • design.py：design_orbit 星历修正方法的族级分派表。

  • force_config.py：力模型配置 schema（纯数据，源 core/forces/）。

  • enums.py：领域枚举（源 core/enums.py + mbse/data/enums.py）。

e2m2e.data.templates.systems module

地月系统标准参数（已迁移至 e2m2e.data.constants）。

本文件原为物理常量真值持有者，ADR 0022 阶段 3 已将其中的物理常数收编到 e2m2e/data/constants/ （单一来源）。为便于追溯，保留文件壳，不再定义 任何物理常量真值，也不再做 re-export shim。

历史说明：原 MU_EARTH、R_EARTH、AU、KM_TO_M、 EARTH_MOON_DISTANCE_KM、G、DAY、YEAR 等常量已迁移。 具体映射见 ADR 0022 或 e2m2e.data.constants 的导出表。

e2m2e.data.templates.force_config module

力模型配置 schema（纯数据）。

配置 JSON 是数据（可存盘、可版本化）：{"version": 1, "forces": [...]}，每条 {name, type, enabled, params}。构建逻辑（ForceModel.from_config/to_config） 在 algorithm/forces/ （ADR 0011，ADR 0004 的 schema 不变，只拆"schema 数据" 与"构建逻辑"）。

实现状态：骨架。schema 定义待从 core/forces/force_config.py 迁入。

class e2m2e.data.templates.force_config.ForceConfig[源代码]

基类：TypedDict

力模型配置字典。

version: int
forces: list[ForceEntry]
class e2m2e.data.templates.force_config.ForceEntry[源代码]

基类：TypedDict

单条力配置。

name: str
type: str
enabled: bool
params: dict[str, Any]

e2m2e.data.templates.perturbations module

摄动开关默认值与 DYB 系数默认值。

数据模板（ADR 0011 迁移，源：io/inputs_dac.py 的 DEFAULT_* 常量）。 DFH 输入文件生成是开发期临时脚本，但默认值是通用契约，归数据层。

e2m2e.data.templates.perturbations.DEFAULT_PERTURBATION: dict[str, int] = {'atmosphere': 0, 'coupling': 1, 'earth_nonspherical': 1, 'moon_nonspherical': 1, 'planets': 1, 'relativity': 0, 'solar_radiation': 2, 'sun_body': 1, 'tide': 1}

摄动开关默认值（与 MATLAB fmt_perturb_block.m 一致）

e2m2e.data.templates.perturbations.DEFAULT_DYB: list[float] = [0.01, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]

DYB 系数默认值：DYB(1)=等效面质比 0.01 (m2/kg)，其余为相对 DYB(1) 的比值

e2m2e.data.templates.seed module

轨道族种子参数与地月系统标准参数。

数据模板（ADR 0011 迁移，源：dfh/cr3bp_orbits.py 常量）。初猜/族行走 算法在 algorithm/family/。

e2m2e.data.templates.seed.EARTH_MOON_MU = 0.012150585350562453

地月 CR3BP 参数（与 examples/、tests/conftest.py 的标准系统一致）。 自 ADR 0022 起统一使用 DE421 基准，废弃 1965 旧值。

e2m2e.data.templates.seed.MOON_RADIUS_KM: float = 1737.4

月球平均半径（km），NRHO 近月点高度的起算面

e2m2e.data.templates.enums module

领域枚举：轨道族类型、参考系、单位系统等。

枚举是数据，归 data/templates/（ADR 0011 迁移，源：core/enums.py + mbse/data/enums.py）。算法层/接口层引用此处；旧路径已删除。

class e2m2e.data.templates.enums.ReferenceFrame(*values)[源代码]

基类：Enum

参考坐标系

ROTATING = 'rotating'
INERTIAL = 'inertial'
BARYCENTRIC = 'barycentric'
PRIMARY_CENTERED = 'primary_centered'
SECONDARY_CENTERED = 'secondary_centered'
SYNODIC = 'synodic'
J2000 = 'J2000'
class e2m2e.data.templates.enums.UnitSystem(*values)[源代码]

基类：Enum

单位系统

DIMENSIONLESS = 'dimensionless'
SI = 'si'
class e2m2e.data.templates.enums.LibrationPoint(*values)[源代码]

基类：Enum

CR3BP 模型的五个平动点。

L1 = 1
L2 = 2
L3 = 3
L4 = 4
L5 = 5
class e2m2e.data.templates.enums.ProjectionPlane(*values)[源代码]

基类：Enum

投影平面

XY = 'xy'
XZ = 'xz'
YZ = 'yz'
class e2m2e.data.templates.enums.TransferType(*values)[源代码]

基类：Enum

转移类型

DIRECT = 'direct'
LGA = 'lga'
WSB = 'wsb'
EXTERNAL = 'external'
UNKNOWN = 'unknown'
class e2m2e.data.templates.enums.BoundaryMode(*values)[源代码]

基类：Enum

两层多重打靶的边界条件。

FIXED_ENDPOINTS = 'fixed_endpoints'
class e2m2e.data.templates.enums.ConvergenceState(*values)[源代码]

基类：Enum

算法最终状态。

ITERATING = 'iterating'
CONVERGED = 'converged'
DIVERGED = 'diverged'
STAGNATED = 'stagnated'
MAX_ITERATIONS = 'max_iterations'
INFEASIBLE = 'infeasible'
COLLISION = 'collision'
FAILED = 'failed'
class e2m2e.data.templates.enums.FailureCause(*values)[源代码]

基类：Enum

算法最终结局的稳定原因码。

NONE = 'none'
INTEGRATION_FAILED = 'integration_failed'
SINGULAR_JACOBIAN = 'singular_jacobian'
INVALID_PERIOD = 'invalid_period'
MAX_ITERATIONS_REACHED = 'max_iterations_reached'
STAGNATION_DETECTED = 'stagnation_detected'
DIVERGENCE_DETECTED = 'divergence_detected'
NO_INTERSECTION = 'no_intersection'
CONSTRAINT_VIOLATION = 'constraint_violation'
BODY_COLLISION = 'body_collision'
LEVEL1_CORRECTION_FAILED = 'level1_correction_failed'
BACKEND_FAILURE = 'backend_failure'
INVALID_INPUT = 'invalid_input'
UNKNOWN = 'unknown'
class e2m2e.data.templates.enums.OrbitFamilyType(*values)[源代码]

基类：Enum

轨道族类型

HALO = 'halo'
LYAPUNOV = 'lyapunov'
VERTICAL = 'vertical'
AXIAL = 'axial'
BUTTERFLY = 'butterfly'
DRAGONFLY = 'dragonfly'
DRO = 'dro'
DPO = 'dpo'
SPO = 'spo'
LPO = 'lpo'
TADPOLE = 'tadpole'
HORSESHOE = 'horseshoe'
RO = 'ro'
NRHO = 'nrho'
LYO = 'lyo'
class e2m2e.data.templates.enums.StabilityLabel(*values)[源代码]

基类：Enum

轨道稳定性标签

STABLE = 'stable'
UNSTABLE = 'unstable'
MARGINALLY_STABLE = 'marginally_stable'
HYPERBOLIC = 'hyperbolic'
ELLIPTIC = 'elliptic'
PARABOLIC = 'parabolic'
class e2m2e.data.templates.enums.BifurcationLabel(*values)[源代码]

基类：Enum

分岔类型标签

NONE = 'none'
PERIOD_DOUBLING = 'period_doubling'
SADDLE_NODE = 'saddle_node'
TORUS = 'torus'
PITCHFORK = 'pitchfork'
TRANSCRITICAL = 'transcritical'
SECONDARY_HOPF = 'secondary_hopf'
class e2m2e.data.templates.enums.TransferPhase(*values)[源代码]

基类：Enum

转移设计阶段（用于状态机图）

CONFIGURED = 'configured'
SEARCHING = 'searching'
CANDIDATES_FOUND = 'candidates_found'
OPTIMIZING = 'optimizing'
COMPLETE = 'complete'
FAILED = 'failed'

e2m2e.data.types package

通用数据类型：状态向量、时间类型、轨道容器、轨迹容器。

State/Epoch 是类型别名（单值 → 别名）；Orbit/EphemerisTable/NominalOrbit 是 真容器类（多字段/多列 → 类）。算法层保持 numpy 不强制包装（ADR 0011）。

实现状态：已迁移（ADR 0011 第 1 批）。Orbit/OrbitFamily 自 core/orbit.py 迁入；EphemerisTable 自 io/ephemeris.py 迁入； NominalOrbit 为新类型（FR1↔FR2 契约，插值器待 FR1 落地）。 文本格式序列化函数（parse/read/write）与容器同生命周期，也从此处导出。

e2m2e.data.types.epoch module

时间类型：UTC/TDB/TAI 等时间尺度的类型别名与约定。

TDB 作动力学统一时间 （ADR 0015）：算法层/数值层内部统一用 ET(TDB) 或 JD_TDB；只有接口边界（api/Pydantic/输出格式）才转 UTC。

时间转换是 EphemerisProvider 的方法（不单独 TimeSystem 类）：utc_to_tdb、 et_to_utc、utc_to_tai、tai_to_tt、tt_to_tdb、jd_tdb_to_et。

实现状态：骨架。类型别名已可用，转换待 EphemerisProvider 落定。

e2m2e.data.types.epoch.Epoch: TypeAlias = float | str

历元时间（通用别名，时间尺度由调用上下文约定）。

e2m2e.data.types.epoch.EpochUtc: TypeAlias = str | list[float] | tuple[float, ...]

UTC 历元（ISO 字符串或 [年,月,日,时,分,秒] 序列）。

e2m2e.data.types.epoch.EtSec

SPICE ET 秒（TDB 时间尺度）。

e2m2e.data.types.epoch.JdTdb

儒略日（TDB 时间尺度）。

e2m2e.data.types.state module

状态向量与轨道根数类型。

State 是 6 维状态向量 [x, y, z, vx, vy, vz] 的**类型别名** （numpy 数组）， 分量顺序不可变更（CLAUDE.md 约定）。单值 → 别名，不强制包装类。

实现状态：骨架。类型别名已可用，轨道根数转换待实现。

e2m2e.data.types.state.State

航天器瞬时状态（CR3BP 无量纲或物理单位），形状 (6,)。

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[float64]] 的别名

e2m2e.data.types.state.OrbitState

同 State （轨道状态别名）。

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[float64]] 的别名

e2m2e.data.types.orbit module

Orbit 数据容器：单条轨道的状态序列与时间序列。

纯数据容器（ADR 0011 迁移，源：core/orbit.py）：states（形状 (n_points, 6)）+ times + metadata + 可选 system 绑定（解释单位/坐标 系）+ 手动设 period （不自动算，需要时由调用方设）。OrbitFamily 是轨道族容器，一并归数据层（多轨道集合也是数据）。

依赖方向：数据层不依赖算法层。system 是鸭子类型绑定（解释单位/坐标 系的算法层 System 实例）；get_jacobi_constants 用 hasattr 判断 能力，不 import 算法层类。

class e2m2e.data.types.orbit.Orbit(states, times, system=None)[源代码]

基类：object

单条轨道的数据容器与处理工具

Orbit 是 e2m2e 中最基本的轨道数据结构，用于存储、计算和持久化 一条 CR3BP 轨道的全部信息。

v4.0 重构：采用组合模式组织属性。

变量:

  • states -- 状态序列 [x, y, z, vx, vy, vz]，形状为 (n, 6)

  • times -- 时间序列，形状为 (n,)

  • system -- 关联的 System 对象（算法层，鸭子类型绑定）

  • family_type (str | None) -- 轨道族类型

  • parameters (dict) -- 轨道参数字典

  • metadata (dict) -- 轨道元数据

参数:

  • states (npt.ArrayLike)

  • times (npt.ArrayLike)

  • system (Any)

VALID_COMPONENTS = ['x', 'y', 'z', 'vx', 'vy', 'vz']
__init__(states, times, system=None)[源代码]

初始化轨道对象

参数:

  • states (ArrayLike) -- 状态序列，形状 (n, 6) 或 (6,)

  • times (ArrayLike) -- 时间序列，形状 (n,)

  • system (Any) -- System 对象（可选，鸭子类型绑定）

抛出:

ValueError -- 状态分量数不等于 6 或时间序列长度不一致

返回类型:

None

family_type: str | None
parameters: dict
metadata: dict
closure_error: float | None
property period: float | None

轨道周期（无量纲时间），由 x 方向零交叉检测估计或外部设置。

property amplitudes: dict

各方向振幅字典（"x"/"y"/"z"，半极差 (max - min) / 2）。

property extrema: dict

位置极值字典（"x_max"/"x_min"/"y_max" …）。

property mean_state: ndarray | None

状态向量均值，形状 (6,)

property center: ndarray | None

轨道几何中心（位置均值），形状 (3,)

property is_periodic: bool

轨道是否被判定为周期轨道

property periodicity_error: float | None

周期性闭合误差范数（首尾状态差的无穷范数）

property state0: ndarray[tuple[Any, ...], dtype[float64]]

首状态。

compute_basic_properties()[源代码]

计算轨道的基本几何属性（均值、极值、振幅、中心、周期估计）。

返回类型:

None

save_to_file(filename)[源代码]

将轨道数据序列化保存到 JSON 文件（v3 格式兼容）

参数:

filename (str | Path)

返回类型:

None

classmethod load_from_file(filename, system=None, orbit_index=None)[源代码]

从 JSON 文件反序列化加载轨道数据（v3 格式兼容）

参数:
返回类型:

Orbit

copy()[源代码]

创建轨道的深拷贝

返回类型:

Orbit

class e2m2e.data.types.orbit.OrbitFamily(orbits=None, family_type=None, system=None)[源代码]

基类：object

轨道族容器

用于存储和管理多个 Orbit 对象组成的轨道族。

变量:
参数:

  • orbits (list[Orbit])

  • family_type (str | None)

  • system (Any)

__init__(orbits=None, family_type=None, system=None)[源代码]

初始化轨道族

参数:

  • orbits (list[Orbit] | None) -- 初始轨道列表，也可传入单条 Orbit 对象

  • family_type (str | None) -- 轨道族类型（如 "halo"、"lyapunov"）

  • system (Any) -- 关联的 System 对象（用于计算 Jacobi 常数等）

抛出:

TypeError -- orbits 列表中包含非 Orbit 对象

返回类型:

None

orbits: list[Orbit]
metadata: dict[str, Any]
property states: ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]
property periods: ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]
property periodicity: str

族成员的周期语义："periodic" 或 "quasi-periodic"。

由族生成入口写入 metadata["periodicity"]。"quasi-periodic" 表示成员是拟周期有界轨迹（如 Lissajous），无周期闭合语义， 不得按严格周期族消费（闭合误差、周期不变量等检查不适用）。 缺省 "periodic"。

property is_quasi_periodic: bool

族成员是否为拟周期有界轨迹（非严格周期轨道）。

add_orbit(orbit)[源代码]

向轨道族添加一条轨道

参数:

orbit (Orbit)

返回类型:

None

get_states()[源代码]

获取所有轨道的初始状态，形状 (n_orbits, 6)

返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

get_periods()[源代码]

获取所有已知周期（period 不为 None 的轨道）

返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

get_jacobi_constants()[源代码]

计算所有轨道初始状态的 Jacobi 常数。

Jacobi 常数是 CR3BP 专有概念；非 CR3BP 系统（无 get_jacobi_constant 方法）返回空数组。数据层不依赖算法层类， 用鸭子类型判断能力。

返回类型:

ndarray[tuple[Any, ...], dtype[floating]]

save_to_file(filename)[源代码]

将轨道族序列化保存到 JSON 文件

参数:

filename (str | Path)

返回类型:

None

classmethod load_from_file(filename, system=None)[源代码]

从 JSON 文件反序列化加载轨道族

参数:
返回类型:

OrbitFamily

e2m2e.data.types.trajectory module

轨迹数据容器：EphemerisTable（通用星历容器）与 NominalOrbit（名义轨道契约）。

  • EphemerisTable：UTC + GCRS 位置 km/速度 m/s + 会合系位置，通用容器（ADR 0011 迁移，源：io/ephemeris.py）。文本格式 parse/read/write 函数与本容器同生命周期， 不作独立脚本。

  • NominalOrbit：FR1↔FR2 数据契约（ADR 0015，Gómez vol I §8.2.3）：等间距历元 状态表 + Floquet 基 + 投影因子表 + 高次插值器。Floquet 基 + 投影因子由 FR1 预计算，控制全程插值不复算。

class e2m2e.data.types.trajectory.EphemerisTable(year, month, day, hour, minute, second, position_km, velocity_mps, synodic_position, raw_text='', times_jd_tdb=None)[源代码]

基类：object

通用星历表容器。

变量:

  • minute (year, month, day, hour,) -- 整型数组，形状 (n,)

  • second (numpy.ndarray) -- 秒（含小数），形状 (n,)

  • position_km (numpy.ndarray) -- GCRS 位置（km），形状 (n, 3)

  • velocity_mps (numpy.ndarray) -- GCRS 速度（m/s），形状 (n, 3)

  • synodic_position (numpy.ndarray) -- 地月会合系位置（无量纲），形状 (n, 3)

  • raw_text (str) -- 原始文件文本；程序生成（非读入）时为空串。

  • times_jd_tdb (numpy.ndarray | None) -- 历元 TDB 儒略日序列（形状 (n,)），由预报/设计链路 填充；读入的星历可能为 None。JD_TDB = 2451545.0 + ET/86400。

参数:
year: ndarray
month: ndarray
day: ndarray
hour: ndarray
minute: ndarray
second: ndarray
position_km: ndarray
velocity_mps: ndarray
synodic_position: ndarray
raw_text: str = ''
times_jd_tdb: ndarray | None = None
class e2m2e.data.types.trajectory.NominalOrbit(epochs, states, synodic_positions=None, floquet_basis=None, projection_factors=None, interpolator=None)[源代码]

基类：object

名义轨道：FR1（设计）→ FR2（保持）数据契约。

变量:

  • epochs (numpy.ndarray) -- 等间距历元（UTC）。

  • states (numpy.ndarray) -- 等间距历元状态表（GCRS，km, km/s，形状 (n, 6)）。

  • synodic_positions (numpy.ndarray | None) -- 会合系位置（可选，绘图/特征点用）。

  • floquet_basis (numpy.ndarray | None) -- Floquet 基向量表（可选，特征点控制用）。

  • projection_factors (numpy.ndarray | None) -- 投影因子表（可选，开/关控制用）。

  • interpolator (Any) -- 高次插值器（Lagrange r=5~6）。

参数:
epochs: ndarray
states: ndarray
synodic_positions: ndarray | None = None
floquet_basis: ndarray | None = None
projection_factors: ndarray | None = None
interpolator: Any = None
state_at(t)[源代码]

任意时刻（秒）的标称状态（6 维），经插值器。

参数:

t (float)

返回类型:

ndarray

e2m2e.data.types.trajectory.parse_ephemeris(raw)[源代码]

解析 EPHEMERIDES_*.TXT 文本，返回 EphemerisTable。

参数:

raw (str)

返回类型:

EphemerisTable

e2m2e.data.types.trajectory.read_ephemeris(path)[源代码]

从文件读入 EPHEMERIDES_*.TXT。

参数:

path (str | Path)

返回类型:

EphemerisTable

e2m2e.data.types.trajectory.write_ephemeris(table, path)[源代码]

按文本格式写出星历文件（CRLF 行尾，UTF-8 无 BOM），返回写入的文件路径。

参数:
返回类型:

Path

e2m2e.data.types.maneuver module

机动序列表容器。

通用数据容器（ADR 0011 迁移，源：io/maneuvers.py 的 ManeuverTable）。文本格式序列化函数与本容器同生命周期， 算法层（站保）直接使用本容器与序列化函数。

class e2m2e.data.types.maneuver.ManeuverTable(mjd_tdb, delta_v_mps, raw_text='')[源代码]

基类：object

机动序列表容器。

变量:

  • mjd_tdb (numpy.ndarray) -- MJD 形式历元（TDB，天），形状 (n,)

  • delta_v_mps (numpy.ndarray) -- 机动脉冲大小（m/s），形状 (n,)

参数:
mjd_tdb: ndarray
delta_v_mps: ndarray
raw_text: str = ''
e2m2e.data.types.maneuver.parse_maneuvers(raw)[源代码]

解析 MANEUVERS.TXT 文本，返回 ManeuverTable。

参数:

raw (str)

返回类型:

ManeuverTable

e2m2e.data.types.maneuver.read_maneuvers(path)[源代码]

从文件读入 MANEUVERS.TXT。

参数:

path (str | Path)

返回类型:

ManeuverTable

e2m2e.data.types.maneuver.write_maneuvers(table, path)[源代码]

把机动序列表写入 MANEUVERS.TXT，返回写入的文件路径。

参数:
返回类型:

Path

e2m2e.data.types.sk_statistic module

蒙特卡洛统计表容器。

通用数据容器（ADR 0011 迁移，源：io/sk_statistic.py 的 SKStatistic）。文本格式序列化函数与本容器同生命周期， 算法层（站保）直接使用本容器与序列化函数。

class e2m2e.data.types.sk_statistic.SKStatistic(rows, num_failed, raw_text='')[源代码]

基类：object

SK_STATISTIC 统计表容器。

变量:

  • rows (numpy.ndarray) -- 数据行矩阵，形状 (n, k)，k 为 3（无角动量）或 4/5 （含角动量）；列含义见 COLUMNS 前 k 项，单位 m/s

  • num_failed (int | None) -- 蒙特卡洛失败次数；文件无末行文字时为 None

参数:
rows: ndarray
num_failed: int | None
raw_text: str = ''
property has_attitude: bool

是否含角动量管理（姿态 delta-V 列）。

e2m2e.data.types.sk_statistic.COLUMNS = ('run_index', 'total_delta_v', 'max_delta_v', 'attitude_delta_v', 'attitude_delta_v_independent')

数据行各列含义（列数随是否含角动量管理而取舍）

e2m2e.data.types.sk_statistic.parse_sk_statistic(raw)[源代码]

解析 SK_STATISTIC.TXT 文本，返回 SKStatistic。

参数:

raw (str)

返回类型:

SKStatistic

e2m2e.data.types.sk_statistic.read_sk_statistic(path)[源代码]

从文件读入 SK_STATISTIC.TXT。

参数:

path (str | Path)

返回类型:

SKStatistic

e2m2e.data.types.sk_statistic.write_sk_statistic(stats, path)[源代码]

把统计表写入 SK_STATISTIC.TXT，返回写入的文件路径。

参数:
返回类型:

Path