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所suo謂wei人ren造zao地di球qiu衛wei星xing軌gui道dao就jiu是shi人ren造zao地di球qiu衛wei星xing繞rao地di球qiu運yun行xing的de軌gui道dao。這zhe是shi一yi條tiao封feng閉bi的de曲qu線xian。這zhe條tiao封feng閉bi曲qu線xian形xing成cheng的de平ping麵mian叫jiao人ren造zao地di球qiu衛wei星xing的de軌gui道dao平ping麵mian,軌gui道dao平ping麵mian總zong是shi通tong過guo地di心xin的de。
人造地球衛星軌道按離地麵的高度,可分為低軌道、中軌道和高軌道;按形狀分可分為圓軌道和橢圓軌道;按飛行方向分可分為順行軌道(與地球自轉方向相同)、逆行軌道(與地球自轉方向相反)、赤道軌道(在赤道上空繞地球飛行)和極軌道(經過地球南北極上空)。人造地球衛星還有以下幾種特殊軌道。
地球同步軌道。衛星在順行軌道上繞地球運行時,其運行周期(繞地球一圈的時間)與地球的自轉周期相同。這種衛星軌道叫地球同步軌道。
地球靜止衛星軌道。如果地球同步軌道衛星正好在地球赤道上空離地麵35786qianmideguidaoshangraodiqiuyunxing,youyutaraodiqiuyunxingdejiaosuduyudiqiuzizhuandejiaosuduxiangtong,congdimianshangkanqutahaoxiangshijingzhide,zhezhongweixingguidaojiaodiqiujingzhiweixingguidao。diqiujingzhiweixingguidaoshidiqiutongbuguidaodeteli,tazhiyouyitiao。
太陽同步軌道。由於地球扁率(地球不是圓球形,而是在赤道部分隆起),衛wei星xing軌gui道dao平ping麵mian繞rao地di球qiu自zi轉zhuan軸zhou旋xuan轉zhuan。如ru果guo衛wei星xing軌gui道dao平ping麵mian繞rao地di球qiu自zi轉zhuan軸zhou的de旋xuan轉zhuan方fang向xiang和he角jiao速su度du與yu地di球qiu繞rao太tai陽yang公gong轉zhuan的de方fang向xiang和he平ping均jun角jiao速su度du相xiang同tong,則ze這zhe種zhong衛wei星xing軌gui道dao叫jiao太tai陽yang同tong步bu軌gui道dao。
人造地球衛星繞地球運行遵循開普勒行星運動三定律。(1)衛星軌道為一橢圓,地球在橢圓的一個焦點上。其長軸的兩個端點是衛星離地球最近和最遠的點,分別叫做遠地點和近地點。(2)人(ren)造(zao)地(di)球(qiu)衛(wei)星(xing)在(zai)橢(tuo)圓(yuan)軌(gui)道(dao)上(shang)繞(rao)地(di)球(qiu)運(yun)行(xing)時(shi),其(qi)運(yun)行(xing)速(su)度(du)是(shi)變(bian)化(hua)的(de),在(zai)遠(yuan)地(di)點(dian)時(shi)最(zui)低(di),在(zai)近(jin)地(di)點(dian)時(shi)最(zui)高(gao)。速(su)度(du)的(de)變(bian)化(hua)服(fu)從(cong)麵(mian)積(ji)守(shou)恒(heng)規(gui)律(lv),即(ji)衛(wei)星(xing)的(de)向(xiang)徑(jing)(衛星至地球的連線)在相同的時間內掃過的麵積相等。(3)人造地球衛星在橢圓軌道上繞地球運行,其運行周期取決於軌道的半長軸(與半長軸的二分之三次方成正比)。不bu管guan軌gui道dao形xing狀zhuang如ru何he,隻zhi要yao半ban長chang軸zhou相xiang同tong,它ta們men就jiu有you相xiang同tong的de運yun行xing周zhou期qi。人ren造zao地di球qiu衛wei星xing軌gui道dao的de形xing狀zhuang和he大da小xiao由you它ta的de半ban長chang軸zhou和he半ban短duan軸zhou的de數shu值zhi來lai決jue定ding。其qi半ban長chang軸zhou和he半ban短duan軸zhou的de數shu值zhi越yue大da,軌gui道dao越yue高gao;半長軸與半短軸相差越多,軌道的橢圓形越扁長;並長軸與半短軸相等則為圓形軌道。
衛星軌道平麵與地球赤道平麵的夾角叫軌道傾角,它是確定衛星軌道空間位置的一個重要參數。軌道傾角小於90º為順行軌道;軌道傾角大於90º為逆行軌道;軌道傾角為0º則為赤道軌道;軌道傾角等於90º,則軌道平麵通過地球南北極。
由於衛星和地球、太陽之間複雜的相對運動,所以要想隨時確定衛星軌道的空間位置,除應知上述半長軸、半短軸和軌道傾角參數以外,還需要了解升交點赤經和近地點幅角兩個參數。
為要說清升交點赤徑和近地點幅角的物理含義,先應了解春分點和升交點兩個概念。
zaidiqiuhetaiyangdexiangduiyundongzhong,ruguojiadingdiqiubudong,zetaiyangraodiqiuyunxing,dangtaiyangcongdiqiudenanbanqiuxiangbeibanqiuyunxingshi,chuanguodiqiuchidaopingmiandenayidianjiaochunfendian。
人造地球衛星繞地球運行,當它從地球南半球向北半球運行時,穿過地球赤道平麵的那一點叫升交點。
所謂升交點赤經(Ω)就是從春分點到地心的連線與從升交點到地心的連線的夾角。
所謂近地點幅角(ω)就是從升交點到地心的連線與從近地點到地心的連線的夾角。
半長軸(a)、偏心率(e)、傾角(i)、升交點赤經(Ω)和近地點幅角(ω)被稱為人造地球衛星軌道的5要素(或根數)。要知道衛星的瞬時位置,還必須測量它過近地點的時間(z)。有時,把上述6個參數合稱為人造地球衛星軌道的6要素。
人(ren)造(zao)地(di)球(qiu)衛(wei)星(xing)在(zai)軌(gui)道(dao)上(shang)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)位(wei)置(zhi)都(dou)會(hui)在(zai)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)上(shang)有(you)一(yi)個(ge)投(tou)影(ying),它(ta)叫(jiao)星(xing)下(xia)點(dian)。所(suo)有(you)星(xing)下(xia)點(dian)連(lian)成(cheng)的(de)曲(qu)線(xian)叫(jiao)星(xing)下(xia)點(dian)軌(gui)跡(ji)。由(you)於(yu)地(di)球(qiu)自(zi)轉(zhuan),星(xing)下(xia)點(dian)軌(gui)跡(ji)不(bu)隻(zhi)一(yi)條(tiao)。相(xiang)鄰(lin)兩(liang)條(tiao)軌(gui)跡(ji)在(zai)同(tong)一(yi)緯(wei)度(du)上(shang)的(de)間(jian)隔(ge)正(zheng)好(hao)等(deng)於(yu)地(di)球(qiu)在(zai)衛(wei)星(xing)軌(gui)道(dao)周(zhou)期(qi)內(nei)轉(zhuan)過(guo)的(de)角(jiao)度(du)。根(gen)據(ju)星(xing)下(xia)點(dian)軌(gui)跡(ji),可(ke)以(yi)預(yu)報(bao)衛(wei)星(xing)什(shen)麼(me)時(shi)候(hou)從(cong)什(shen)麼(me)地(di)方(fang)上(shang)空(kong)經(jing)過(guo)。
特殊軌道的衛星星下點軌跡也是特殊的,如地球靜止軌道衛星的星下點軌跡是一個點,而地球同步軌道衛星的星下點軌跡,則是一個“8”字,其交叉點在地球赤道上。
人造地球衛星的軌道應根據其任務和應用要求來選擇。例如,對地麵攝影的地球資源衛星、照相偵察衛星常采用圓形低軌道;若為了盡量擴大空間環境探測的範圍,衛星可采用扁長的橢圓形軌道;為了節省發射衛星的能量,衛星常采用赤道軌道和順行軌道;對固定地區進行長期連續的氣象觀測和通信的衛星,常采用地球靜止衛星軌道;需xu對dui全quan球qiu進jin行xing反fan複fu觀guan測ce的de衛wei星xing可ke采cai用yong極ji地di軌gui道dao,要yao使shi衛wei星xing始shi終zhong在zai同tong一yi時shi刻ke飛fei過guo地di球qiu某mou地di上shang空kong,也ye就jiu是shi說shuo要yao使shi衛wei星xing始shi終zhong在zai相xiang同tong的de光guang照zhao條tiao件jian下xia經jing過guo同tong一yi地di區qu,則ze需xu要yao采cai用yong太tai陽yang同tong步bu軌gui道dao。
轉 自:《叩開太空之門—航天科技知識問答》
本文編輯:閆秋

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