地球靜止衛星軌道

地球靜止衛星軌道

傾角為零的圓形地球同步軌道,簡稱地球靜止軌道。它是一條特殊的地球同步軌道,其星下點軌跡是赤道上的一點。在地面上的人看來,在這種軌道上運行的衛星是靜止不動的,所以稱為靜止衛星。

正文

 其實這種衛星並非不動,只是它繞地軸轉動的角速度和地球自轉角速度大小相等、方向相同。它距地面的高度為35786公里,運動速度為3.07公里/秒。在靜止衛星軌道上已有很多衛星在運行。這些衛星分布在不同地理經度的上空,每顆衛星靜止的位置是衛星進入靜止軌道瞬間衛星所處的地理經度。這個位置是根據衛星的使命預先選定的。
靜止衛星軌道的精度要求很高,稍有偏差衛星就會漂移。軌道周期比地球自轉周期大時,衛星均勻地向西漂移,比地球自轉周期小時向東漂移。周期差萬分之一,每天漂移0.036度;軌道不圓時,衛星每天沿東西方向來回擺動一次,離擺動中心的最大幅度(地心張角的弧度數)是偏心率的兩倍。軌道傾角不為零時,衛星將會在南北方向上偏離赤道,星下點軌跡呈8字形。離開赤道面最大地心張角等於軌道傾角。因此真正的靜止十分困難。即使衛星已經靜止在某個地理經度的赤道上空,攝動也會引起它的軌道發生下列變化:①太陽和月球引力與地球扁率綜合影響,使軌道傾角產生長周期變化,最初幾年的傾角可看成長周期變化,其變化率為0.7~0.9度/年;②地球扁率使衛星均勻地向東漂移,這一影響靠提高軌道半長軸抵消,也就是使軌道的密切周期(見太空飛行器軌道攝動)比地球自轉周期長6秒;③地球赤道不圓引起衛星東西方向的擺動,漂移量與時間平方成正比。漂移加速度與靜止的地理經度有關,在0~1.7×10-3度/天2之間。若不作軌道控制任其漂移,經度位置會發生大幅度擺動。為克服軌道誤差和抵消攝動力引起的漂移,衛星必須具有軌道修正能力。一顆靜止衛星可以覆蓋地球大約40%的面積。衛星相對於地面不動,地球站容易跟蹤。通信衛星廣播衛星氣象衛星選用這樣的軌道極為有利。
地球靜止衛星軌道地球靜止衛星軌道

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