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衛星軌道(圓形)參數計算工具
2013-02-25
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衛星軌道參數簡介
決定了衛星遙感的方式,它是描述衛星運行軌道的各種參數。對于地球衛星來說,獨立的軌道參數有6個,它們是軌道半長軸A(橢圓軌道的長軸)、偏心率e(橢圓軌道的偏心率)、軌道傾角i,升交點赤經h(軌道上由南向北自春分點到升交點的弧長)、近地點幅角h(軌道面內近地點與升交點之間的地心角)和過近地點時刻t以近地點為基準表示軌道面內衛星位置的量)。但習慣上常用軌道高度、軌道傾角和軌道周期來描述。
(1)軌道高度:軌道高度是指太空飛行器在太空繞地球運行的軌道距地球表面的高度。衛星的軌道大多數是近圓形軌道或橢圓形軌道,所以軌道高度一般指近地點高度和遠地點高度的平均值。按照軌道高度,可將人造衛星分為低軌、中軌和高軌衛星三類。低軌衛星,軌道高度150-300公里,可獲得大比例尺、高分辨率遙感影像,但壽命短,一般只有幾天到幾周的工作時間,該衛星通常用于軍事偵察;中軌衛星,軌道高度3501500公里,此類衛星壽命可達一年以上,適用各種環境和資源遙感;高軌衛星,軌道位于赤道上空約35860公里處,該類衛星沿赤道繞地球運行的周期約為24小時,與地球自轉速度相同,被稱為地球同步衛星。其壽命長達數年,能獲得圓盤形全球影像,對氣象分析十分有利。此外,它也適用于地面動態監測,如監測火山、大面積的、洪水和森林火災等。
(2)軌道傾角i:指衛星軌道平面與赤道平面的夾角,用以確定衛星赤道面在太空的位置。當衛星繞地球轉動的方向與地球自轉方向一致(自西向東)時,軌道傾角為0°-90°;反之,則為90°-180°。當傾角為0°時,衛星軌道面與赤道面重合,此時的軌道稱為“赤道軌道”;當傾角約為90°時,衛星軌道面與赤道面相互垂直,稱為“極地軌道”。除上述兩種軌道外,均稱為“傾斜軌道”。軌道傾角的大小決定了衛星對地面觀測的范圍,傾角越接近90°,衛星能觀察到的區域越大。
(3)軌道周期T:衛星在軌道上繞地球運行一周所需要的時間稱為軌道周期,其長短與軌道高度有關,軌道長半軸愈長,周期也愈長,反之亦然。
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。
決定了衛星遙感的方式,它是描述衛星運行軌道的各種參數。對于地球衛星來說,獨立的軌道參數有6個,它們是軌道半長軸A(橢圓軌道的長軸)、偏心率e(橢圓軌道的偏心率)、軌道傾角i,升交點赤經h(軌道上由南向北自春分點到升交點的弧長)、近地點幅角h(軌道面內近地點與升交點之間的地心角)和過近地點時刻t以近地點為基準表示軌道面內衛星位置的量)。但習慣上常用軌道高度、軌道傾角和軌道周期來描述。
(1)軌道高度:軌道高度是指太空飛行器在太空繞地球運行的軌道距地球表面的高度。衛星的軌道大多數是近圓形軌道或橢圓形軌道,所以軌道高度一般指近地點高度和遠地點高度的平均值。按照軌道高度,可將人造衛星分為低軌、中軌和高軌衛星三類。低軌衛星,軌道高度150-300公里,可獲得大比例尺、高分辨率遙感影像,但壽命短,一般只有幾天到幾周的工作時間,該衛星通常用于軍事偵察;中軌衛星,軌道高度3501500公里,此類衛星壽命可達一年以上,適用各種環境和資源遙感;高軌衛星,軌道位于赤道上空約35860公里處,該類衛星沿赤道繞地球運行的周期約為24小時,與地球自轉速度相同,被稱為地球同步衛星。其壽命長達數年,能獲得圓盤形全球影像,對氣象分析十分有利。此外,它也適用于地面動態監測,如監測火山、大面積的、洪水和森林火災等。
(2)軌道傾角i:指衛星軌道平面與赤道平面的夾角,用以確定衛星赤道面在太空的位置。當衛星繞地球轉動的方向與地球自轉方向一致(自西向東)時,軌道傾角為0°-90°;反之,則為90°-180°。當傾角為0°時,衛星軌道面與赤道面重合,此時的軌道稱為“赤道軌道”;當傾角約為90°時,衛星軌道面與赤道面相互垂直,稱為“極地軌道”。除上述兩種軌道外,均稱為“傾斜軌道”。軌道傾角的大小決定了衛星對地面觀測的范圍,傾角越接近90°,衛星能觀察到的區域越大。
(3)軌道周期T:衛星在軌道上繞地球運行一周所需要的時間稱為軌道周期,其長短與軌道高度有關,軌道長半軸愈長,周期也愈長,反之亦然。
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。