人造地球衛星運行軌道

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更新時間: 2013-09-04

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人造地球衛星運行軌道是從末級火箭推力中止到人造衛星隕落(或返回地面)前,人造地球衛星質心的運動軌跡,它決定於入軌點的位置和入軌速度。

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1 人造地球衛星運行軌道 -運行軌道

人造地球衛星運行軌道「天宮一號」航天器典型軌道示意圖

 運行軌道是一條與開普勒橢圓軌道(見二體問題)相差很小的複雜曲線。常用開普勒橢圓軌道來描述衛星的大致運動。在這一基礎上,可以用軌道攝動的方法,進一步求出運行軌道的精確解,得到衛星位置和速度的準確預報,以滿足衛星工程的需要。

2 人造地球衛星運行軌道 -運動規律

人造地球衛星運行軌道「天宮一號」航天器典型軌道示意圖

 人造地球衛星的運行軌道一般是一條與開普勒橢圓相差很小的複雜曲線。衛星在開普勒橢圓軌道上運行時,滿足二體問題運動規律。只要知道 6個常數(即軌道要素)就能確定衛星的運動。衛星在橢圓軌道上運動一圈的時間稱為軌道周期,周期的長短與半長軸有關。半長軸相同的軌道,其周期也相同。在橢圓軌道上運動時,衛星的地心距離和速度都在變化。距地心最近點 P為近地點,最遠點 A為遠地點。近地點和遠地點的地心距離之和是半長軸的二倍。衛星的速度僅與地心距離有關,滿足活力公式(見航天器軌道速度)。在近地點時速度最大,遠地點時速度最小。衛星在軌道上運行時地球也在自轉,當衛星回到軌道上的同一點時,不一定回到地球同一地區的上空。

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3 人造地球衛星運行軌道 -軌道攝動

4 人造地球衛星運行軌道 -研究用途

人造地球衛星運行軌道由入軌點位置、入軌點速度大小和方向決定。運行軌道的選擇要滿足人造地球衛星任務的需要。偵察地面目標的軍用衛星,因要獲取高解析度的照片或圖像,一般採用200千米到幾百千米高的近地軌道。若需要衛星飛經地球的兩極地區,就要選取軌道傾角接近90°的極軌道。資源衛星、氣象衛星要求其所飛經地區的地面光照條件比較好,通常採用太陽同步軌道。通信衛星、廣播衛星需要覆蓋區域廣,通常相對於地面保持靜止,因此,採用地球靜止衛星軌道較為有利。總之,採用哪一種衛星運行軌道是與衛星的任務密切相關的。

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