The use of satellites is nowadays paramount in our daily life. The importance of these assets has grown so much, in the last 50 years, to make them indispensable for our sustenance. Such a vital role in our societies makes those operative satellites a vulnerable target from external attacks and uncontrolled events such as collisions with Space Debris. For this reason, the importance of Space Situational Awareness (SSA) is becoming a priority for most of the countries. As of now, the principal threat to operative satellite missions is constituted by the presence of Space Debris. Their evolution in number and representation models are going to be presented in this Thesis. They will be used as population models to test the main algorithms together with real data from operational satellites. The aim of the Thesis is to study the Cataloguing strategies for space objects. The Thesis itself is reinforcing the two main pillars of the cataloguing approach: the Catalogue Creation and catalogue Maintenance, from the point of view of observation scheduling. The first aims to generate a comprehensive catalogue of objects orbiting around the Earth. The latter studies their evolution in the future and possible observability. These two foundations will allow the sustainable development of Space Debris catalogues and the correct exploitation of the sensing resources. This Thesis will show how a simple different approach to the cataloguing prob- lem can lead to new strategies for the creation and maintenance of space object databases. The first two chapters of the Thesis will explain the two main innovations that have been introduced in the scope of this work and is going to describe the general framework of observation scheduling for cataloguing. The following chapters will describe in detail and present the results of the development of Catalogue Maintenance and Catalogue Creation strategies. Finally, the last chapters will present the Special Perturbations Orbit deter- mination and Orbit analysis toolKit (SPOOK) software framework that supported the development of the Thesis, the possible applications and use cases consequences of the previous chapters, and the conclusions.

Die Verwendung von Satelliten ist heutzutage in unserem täglichen Leben von größter Bedeutung. Die Bedeutung dieser Vermögenswerte ist in den letzten 50 Jahren so stark gewachsen, dass sie unverzichtbar für unsere Existenz geworden sind. Eine so wichtige Rolle in unseren Gesellschaften macht diese operativen Satel- liten zu einem anfälligen Ziel für externe Angriffe und unkontrollierte Ereignisse wie Kollisionen mit Weltraummüll. Aus diesem Grund wird die Bedeutung der SSA für die meisten Länder immer mehr zur Priorität. Bis heute stellt die Hauptbedrohung für operative Satellitenmissionen die An- wesenheit von Weltraummüll dar. Ihre Entwicklung in Bezug auf die Anzahl und die Darstellungsmodelle werden in dieser Arbeit vorgestellt. Sie werden als Bevölkerungsmodelle verwendet, um die Hauptalgorithmen zusammen mit echten Daten von operativen Satelliten zu testen. Das Ziel der Arbeit besteht darin, die Katalogisierungsstrategien für Raumob- jekte zu untersuchen. Die Arbeit selbst stärkt die beiden Hauptpfeiler des Katalogisierungsansatzes: die Katalogerstellung und die Katalogpflege aus Sicht der Beobachtungsplanung. Die erste zielt darauf ab, einen umfassenden Katalog von Objekten zu erstellen, die die Erde umkreisen. Die letztere untersucht deren Entwicklung in der Zukunft und deren mögliche Beobachtbarkeit. Diese beiden Grundlagen ermöglichen die nachhaltige Entwicklung von Weltraummüllkatalo- gen und die korrekte Nutzung der Sensing-Ressourcen. Diese Arbeit wird zeigen, wie ein einfacher, anderer Ansatz für das Kata- logisierungsproblem zu neuen Strategien für die Erstellung und Pflege von Raumobjektdatenbanken führen kann. Die ersten beiden Kapitel der Arbeit werden die beiden wichtigsten Innovationen erläutern, die im Rahmen dieser Arbeit eingeführt wurden, und den allgemeinen Rahmen der Beobachtungsplanung für die Katalogisierung beschreiben. Die folgenden Kapitel werden im Detail beschreiben und die Ergebnisse der Entwicklung von Katalogpflege- und Katalogerstellungsstrategien vorstellen. Schließlich werden die letzten Kapitel das SPOOK-Software-Framework vorstellen, das die Entwicklung der Arbeit unterstützt hat, die möglichen Anwendungen und Auswirkungen der vorherigen Kapitel sowie die Schlussfolgerungen.