天文学家一般先通过人造卫星的观测数据快速计算一个精度较低的初始轨道，再用多站多圈的大量观测数据来改进它，即精密定轨。对于只有测角数据的情况，理论上三个时刻的观测数据即可计算出一个初轨，一般使用较多的观测数据来计算以平均掉随机误差，这种方法的精度只依赖于测量数据的精度和数量，而速度则主要依赖于所使用的初轨计算方法和卫星动力学模型。精密定轨需要大量测量数据，因其运算量巨大而实时性很差。

目前在工程实践中预测轨迹的方法是修正用于捕获的预报轨道和曲线拟合的方法来直接获得。用于捕获的预报轨道一般精度较低，对其时间或者空间坐标加以偏移以获得对已有观测数据的最佳逼近，然后用修改后的结果来引导，其精度完全依赖于原始的预报轨道精度，具有最佳逼近效果的偏移也不易确定。

人造卫星摄动运动波动较快，特别是低轨卫星，由于受到大气阻力这种耗散力作用，位置和速度变化都较难用曲线拟合来获得方差较小的结果，因此外推预测精度很低。 

由于所使用的测角数据精度较高，因此 如果使用了合适的初轨计算方法和卫星动力学模型，即使弧段很短也可获得较高的初轨精度。根据对实测数据的仿真分析，由单站短弧段测量数据计算出来的轨道和真实轨道的误差折算成预测轨迹和观测轨迹的误差，和观测误差在同一量级，这满足引导测站进行高精度跟踪的要求。

人造卫星的运动在观测精度范围内可用牛顿运动定律来计算，研究人造卫星的运动可以认为就是研究人造卫星所受各种作用力对其运动的影响，并在一定精度内加以量化。在观测点正上方观测到的5″，换算到距离地面200km处则约为5m，对距离地面5000km处则约为120m，要预报60s精度为5″的轨道，加速度等级要达到,地球人造卫星所受的作用力主要有地球引力，大气阻力，日月引力，潮汐作用力，太阳光压作用力，姿控动力等。对于中低轨道的卫星，大气阻力和地球引力是最主要的作用力，但大气阻力缺乏较好的数学模型，且在短弧段测量中影响较小，因此可以只考虑地球引力，建立地球引力场进行预测。

由于卫星的广泛应用对定轨精度的要求越来越高，这就要求卫星运动方程中应尽量包含所有摄动力的力学模型，使整个模型不断完善，因而在建模时，尽量考虑到卫星的所有受力因素。同时，由于卫星定轨精度的提高，也使人们发现了以前未曾引起人们注意的一些摄动力，从而建立并逐渐完善了这些摄动力的力学模型。例如，1960年通过对“先锋一号”和“回声一号”卫星轨道的异常变化的分析发现了太阳辐射压力对卫星运动的影响；1977年通过对我国低轨道卫星低地点高度异常变化的分析发现并建立了卫星姿控动力对轨道的摄动力模型