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各种卫星类型:不同的轨道及其实际用途

时间:2024-3-27 07:02     作者:relax333     分类: 机电信息工程


在大多数情况下,卫星在发射后会被放置在环绕地球的几个预定轨道之一。但在某些情况下,它可能会被引导到星际旅行,沿着绕太阳的路径直到到达最终目的地。

卫星通常根据其轨道高度(距地球表面的距离)进行分类,这直接影响它们的覆盖范围和绕地球行进的速度。在选择轨道类型时,航天器开发商应考虑其预期用途、获取的数据和提供的服务,以及不同轨道的成本、覆盖范围和可行性。基于轨道的 5 种主要卫星类型是:

低地球轨道 (LEO)

中地球轨道 (MEO)

地球静止轨道 (GEO)

太阳同步轨道(SSO)

地球静止转移轨道 (GTO)


接下来让我们更深入地了解这 5 种不同类型卫星轨道的性质,以更多地了解它们的特性和潜在用途。

1、低地(球)轨道/近地(球)轨道(LEO:Low Earth Orbit )

  轨道高度约为160-1500公里;


绝大多数对地观测卫星、测地卫星、空间站以及一些新的通信卫星系统都采用近地轨道。


2、中地球轨道(MEO:Middle Earth Orbit)

  中地球类型的轨道位于近地轨道和地球静止轨道之间,通常高度约为 5,000-20,000 公里。GPS、GLONASS都属于此类轨道。


3、地球同步转移轨道(GTO:Geostationary Transfer Orbit )(椭圆轨道)

  指近地点在1000公里以下、远地点为地球同步轨道高度(约36000公里)的椭圆轨道;

  地球同步转移轨道为霍曼转移轨道的运用之一,为椭圆形轨道,经加速后可达地球静止轨道(GEO)。近地点多在1000公里以下,远地点则为地球静止轨道高度36000公里。

在火箭性能方面,常以地球同步转移轨道酬载能力作为指标,该酬载能力较直接运送至地球静止轨道的数值为大。


4、地球同步轨道(或称对地静止轨道)

  轨道高度约为36000 km;

运行在地球同步轨道上的人造卫星,星距离地球的高度约为36000 km,卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等,即23时56分4秒,卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒,其运行角速度等于地球自转的角速度。在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星,即可实现除两极外的全球通讯。

地球同步轨道分为3种:

  (1)地球静止轨道(GEO:Geostationary Orbit)(正圆轨道)

当同步轨道卫星轨道面的倾角为零度,即卫星在地球赤道上空运行时,由于运行方向与地球自转方向相同,运行周期又与地球同步,因此,人们从地球上仰望卫星,仿佛悬挂在太空静止不动,所以,把零倾角的同步轨道称作静止轨道,在静止轨道上运行的卫星称作静止卫星。


  (2)倾斜地球同步轨道(IGSO:Inclined Geosynchronous Orbit ):

倾斜同步轨道(IGSO)是指倾角不为0的地球同步轨道,其星下点轨迹是一个跨南北半球的 “8”字,其星下点轨迹与赤道相交于一点,该点常称之为交叉点。


(3)极地轨道同步轨道,又叫太阳同步轨道(SSO:Sun-synchronous Orbit )

太阳同步轨道型卫星在地球上空600-800公里的高度从北向南穿越极地。卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向,轨道倾角(轨道平面与赤道平面的夹角)接近90度。人造卫星运行时能到达南北极区上空,即卫星能飞经全球范围的上空。需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星、地球资源卫星等都采用这种轨道。

倾斜轨道和极地轨道同步卫星从地球上看是移动的,但却每天可以经过特定的地区,因此,通常用于科研、气象或军事情报的搜集,以及两极地区和高纬度地区的通信。