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卫星轨道是什么意思

时间:2020-04-24编辑:梓岚

如果我们把地球看成一个均质的球体,它的引力场即为中心力场,其质心为引力中心。那么,要使人造地球卫星(简称卫星)在这个中心力场中作圆周运动,通俗地说,就是要使卫星飞行的力加速度所形成的力(离心惯性),正好抵消(平衡)地心引力。

卫星轨道平面通过地球中心。如果速度稍大一些,则形成椭圆形轨道,如果达到逃逸速度,则为抛物线轨道,那时它将绕太阳飞行成为人造行星;如果达到第三宇宙速度,则为双曲线轨道,与太阳一样而绕银河系中心飞行了。

按照轨道倾角大小,卫星的轨道可分为:赤道轨道、极地轨道、倾斜轨道(分顺行轨道和逆行轨道)。

1、赤道轨道:倾角为0度,卫星轨道平面与地球赤道平面重合,卫星始终在赤道上空飞行。

2、极地轨道:倾角为90度,卫星轨道平面与地球赤道平面垂直,卫星飞跃南北两极上空。它的星下点轨迹可以覆盖全球,是观测整个地球的最合适的轨道。气象卫星、资源卫星、侦查卫星经常采用这种轨道。

3、倾斜轨道:轨道倾角既不是0度又不是90度,统称倾斜轨道,分为顺行轨道和逆行轨道。

顺行轨道:倾角大于0度小于90度,卫星自西向东顺着地球自转的方向运动。

逆行轨道:倾角大于90度而小于180度,卫星自东向西逆着地球自转的方向运动。

就人造地球卫星来说,其轨道按高度分低轨道和高轨道,按地球自转方向分顺行轨道和逆行轨道。这中间有一些特殊意义的轨道,如赤道轨道、地球同步轨道、对地静止轨道、极地轨道和太阳同步轨道等。

卫星轨道的形状和大小是由长轴和短轴决定的,而交点角Ω、近地点幅角ω和轨道倾角i则决定轨道在空间的方位。这五个参数称为卫星轨道要素(根数)。有时还加过近地点时刻tp,合称为六要素。有了这六要素,就可知道任何时刻卫星在空间的位置。

卫星轨道六要素:长轴、短轴、交点角Ω、近地点幅角ω、轨道倾角i、过近地点时刻tp。

高低轨道没有明确的划分界限,一般把离地面几百公里的卫星轨道称为低地球轨道。

轨道倾角为零,轨道平面与地球赤道平面重合。这种轨道叫赤道轨道。

轨道高度为35786公里时,卫星的运行周期和地球的自转周期相同,这种轨道叫地球同步轨道;如果地球同步轨道的倾角为零,则卫星正好在地球赤道上空,以与地球自转相同的角速度绕地球飞行,从地面上看,好像是静止的,这种卫星轨道叫对地静止轨道,它是地球同步轨道的特例。对地静止轨道只有一条。

轨道倾角为90度时,轨道平面通过地球两极,这种轨道叫极地轨道。

如果卫星的轨道平面绕地球自转轴的旋转方向、角速度与地球绕太阳公转的方向和角速度相同,则它的轨道叫太阳同步轨道。太阳同步轨道为逆行轨道,倾角大于90度。