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衛星軌道

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中文名: 衛星軌道 外文名: Satellite orbit 第一宇宙速度: 衛星飛行的水平速度 引力場: 中心力場 衛 星: 人造地球衛星 軌道分類: 低軌道和高軌道 衛星軌道根數: 描述衛星運行的位置等的參數

衛星飛行的水平速度叫第一宇宙速度，即環繞速度。衛星只要獲得這一水平方向的速度後，不需要再加動力就可以環繞地球飛行。這時衛星的飛行軌跡叫衛星軌道。

簡介

如果我們把地球看成一個均質的球體，它的引力場即為中心力場，其質心為引力中心。那麼，要使人造地球衛星（簡稱衛星）在這個中心力場中作圓周運動，通俗地說，就是要使衛星飛行的力加速度所形成的力（離心慣性），正好抵消（平衡）地心引力。衛星軌道平面通過地球中心。如果速度稍大一些，則形成橢圓形軌道，如果達到逃逸速度，則為拋物線軌道，那時它將繞太陽飛行成為人造行星；如果達到第三宇宙速度，則為雙曲線軌道，與太陽一樣而繞銀河系中心飛行了。

特點

就人造地球衛星來說，其軌道按高度分低軌道和高軌道，按地球自轉方向分順行軌道和逆行軌道。這中間有一些特殊意義的軌道，如赤道軌道、地球同步軌道、對地靜止軌道、極地軌道和太陽同步軌道等。

衛星軌道的形狀和大小是由長軸和短軸決定的，而交點角Ω、近地點幅角ω和軌道傾角i則決定軌道在空間的方位。這五個參數稱為衛星 軌道要素（根數）。有時還加過近地點時刻tp，合稱為六要素。有了這六要素，就可知道任何時刻衛星在空間的位置。

衛星軌道六要素：長軸、短軸、交點角Ω、近地點幅角ω、軌道傾角i、過近地點時刻tp。

高低軌道沒有明確的劃分界限，一般把離地面幾百公里的衛星軌道稱為低地球軌道。

軌道傾角為零，軌道平面與地球赤道平面重合。這種軌道叫赤道軌道。

軌道高度為35786公里時，衛星的運行周期和地球的自轉周期相同，這種軌道叫地球同步軌道；如果地球同步軌道的傾角為零，則衛星正 好在地球赤道上空，以與地球自轉相同的角速度繞地球飛行，從地面上看，好像是靜止的，這種衛星軌道叫對地靜止軌道，它是地球同步軌道的特例。對地靜止軌道只有一條。

軌道傾角為90度時，軌道平面通過地球兩極，這種軌道叫極地軌道。

如果衛星的軌道平面繞地球自轉軸的旋轉方向、角速度與地球繞太陽公轉的方向和角速度相同，則它的軌道叫太陽同步軌道。太陽同步軌道為逆行軌道，傾角大於90度。

分類

按照軌道傾角大小，衛星的軌道可分為：赤道軌道、極地軌道、傾斜軌道（分順行軌道和逆行軌道）。

1、赤道軌道：傾角為0度，衛星軌道平面 與地球赤道平面重合，衛星始終在赤道上空飛行。

2、極地軌道：傾角為90度，衛星軌道平面與地球赤道平面垂直，衛星飛躍南北兩極上空。它的星下點軌跡可以覆蓋全球，是觀測整個地 球的最合適的軌道。氣象衛星、資源衛星、偵查衛星經常採用這種軌道。

3、傾斜軌道：軌道傾角既不是0度又不是90度，統稱傾斜軌道，分為順行軌道和逆行軌道。

順行軌道：傾角大於0度小於90度，衛星自西向東順着地球自轉的方向運動。

逆行軌道：傾角大於90度而小於180度，衛星自東向西逆着地球自轉的方向運動。

衛星軌道參數

衛星軌道參數是用來描述在太空中衛星運行的位置、形狀和取向的各種參數。太空中的衛星在地球引力等各種力的作用下做周期運動，一階近似就是一個開普勒橢圓軌道。由於其他力的存在(比如地球的形狀，大氣阻力，其他星球的引力等等)，實際的軌道和理想的開普勒軌道有偏離，這個在航天裡稱為「軌道攝動」。

同義詞： 衛星軌道根數。

傾角：赤道平面與衛星軌道平面間的夾角，具體計算是在衛星軌道升段時由赤道平面反時針旋轉到軌道平面的夾角。

高度：衛星離地球表面的距離。

星下點：衛星與地球中心連線在地球表面的交點。

升交點：衛星由南往北飛行軌跡在赤道上的交點。

周期：衛星繞地球一周需要的時間。

截距：衛星繞地球一周，地球轉過的度數。

偏心率：焦距與軌道半長軸之比。

近地點角：在軌道平面內升交點和近地點與地心連線間的夾角。

平均近點角：若衛星通過近地點的時刻為tp，衛星的平均角速度為 n，則任一時刻的平均近點角M=n（t-tp）。

衛星軌道管理

隨着時代發展，人類已經進入太空資源的開發鄰域。人造衛星的數量逐年增加。衛星只要獲得這一水平方向的速度後，不需要再加動力就可以環繞地球飛行，而每顆衛星都有自己的特定軌道，為了防止衛星在空間中發生相撞，所以要對衛星軌道進行管理和劃分。