Các mô hình tính toán quỹ đạo vệ tinh (SGP) đƣợc phát triển trên năm mƣơi năm bởi Bộ Quốc phòng Mỹ (DoD), các mô hình bắt đầu đƣợc phát triển vào năm 1960 và đƣợc sử dụng vào năm 1970. Bản báo cáo đầu tiên đƣợc công bố về mô hình này là Spacetrack Report Number 3(STR#3). STR#3 bao gồm nhiều mô hình SGP, SGP4, SDP4, SGP8, SDP8, trong đó mô hình SGP4 là mô hình tính toán quỹ đạo vệ tinh tại quỹ đạo thấp . Mô hình này trở lên rất hữu dụng và đƣợc sử dụng trong việc tính toán quỹ đạo vệ tinh một cách chính xác. Mô hình ngày càng đƣợc hoàn thiện trên mô hình lý thuyết ban đầu đƣa ra bằng cách thêm hoặc thay đổi những hằng số đƣợc xác định dựa trên nghiên cứu thực tế lâu năm về vệ tinh của cơ quan này. Chính vì vậy tới nay lý thuyết mô hình đã thay đổi thành nhiều phiên bản. Hiện nay mô hình đang đƣợc Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ là NASA phát triển tới một phiên bản cao hơn. Cho tới tận năm 1998 đánh dấu một thời điểm đó là mô hình SGP4 bao gồm cơ sở lý thuyết, nền tảng kỹ thuật mới đƣợc công bố rộng rãi. Vào năm 2004 toàn bộ tài liệu gồm tất cả các phƣơng trình đã đƣợc công bố.
Định dạng TLE là định dạng chuẩn đầu vào cho các phần mềm tính toán quỹ đạo trên thế giới. Các vệ tinh trên thế giới trƣớc khi đƣợc phóng lên quỹ đạo, đều phải đăng ký với tổ chức quản lý không gian của thế giới do đó các thông số TLE hằng ngày đƣợc cập nhật và công bố miễn phí trên website: http://.celestrak.com. Đầu vào cho lớp tính toán của mô hình SGP4 là bảng thông số Twoline với định dạng chuẩn TLE. Sau đó qua việc tính toán mô hình, kết hợp với mô đun tính toán chuyển đổi hệ toạ độ của mô hình ta thu đƣợc toạ độ vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo trong hệ toạ độ ECI theo thời gian (Hình 3.4).
Bắt đầu Khối PM chính Mô hình tính toán SGP4 Khối mô phỏng OpenGL Load file SGP4
Khối truyền thông RS232
X,y,z, góc ngẩng, góc phương vị
Thông số của các cảm biến
Bộ mô phỏng Lệnh điều khiển Kết thúc Các thống số Kết quả Thông số Góc của cảm biến IMU
Lệnh điều khiển
Hình 3.5: Sơ đồ thuật toán tính toán, mô phỏng quỹ đạo vệ tinh thấp (LEO)