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地球静止卫星轨道

[拼音]:diqiu jingzhi weixing guidao

[外文]:geostationary satellite orbit

倾角为零的圆形地球同步轨道,简称地球静止轨道。它是一条特殊的地球同步轨道,其星下点轨迹是赤道上的一点。在地面上的人看来,在这种轨道上运行的卫星是静止不动的,所以称为静止卫星。其实这种卫星并非不动,只是它绕地轴转动的角速度和地球自转角速度大小相等、方向相同。它距地面的高度为35786公里,运动速度为3.07公里/秒。在静止卫星轨道上已有很多卫星在运行。这些卫星分布在不同地理经度的上空,每颗卫星静止的位置是卫星进入静止轨道瞬间卫星所处的地理经度。这个位置是根据卫星的使命预先选定的。

静止卫星轨道的精度要求很高,稍有偏差卫星就会漂移。轨道周期比地球自转周期大时,卫星均匀地向西漂移,比地球自转周期小时向东漂移。周期差万分之一,每天漂移0.036度;轨道不圆时,卫星每天沿东西方向来回摆动一次,离摆动中心的最大幅度(地心张角的弧度数)是偏心率的两倍。轨道倾角不为零时,卫星将会在南北方向上偏离赤道,星下点轨迹呈8字形。离开赤道面最大地心张角等于轨道倾角。因此真正的静止十分困难。即使卫星已经静止在某个地理经度的赤道上空,摄动也会引起它的轨道发生下列变化:

(1)太阳和月球引力与地球扁率综合影响,使轨道倾角产生长周期变化,最初几年的倾角可看成长周期变化,其变化率为0.7~0.9度/年;

(2)地球扁率使卫星均匀地向东漂移,这一影响靠提高轨道半长轴抵消,也就是使轨道的密切周期(见航天器轨道摄动)比地球自转周期长6秒;

(3)地球赤道不圆引起卫星东西方向的摆动,漂移量与时间平方成正比。漂移加速度与静止的地理经度有关,在0~1.7×10-3度/天2之间。若不作轨道控制任其漂移,经度位置会发生大幅度摆动。为克服轨道误差和抵消摄动力引起的漂移,卫星必须具有轨道修正能力。一颗静止卫星可以覆盖地球大约40%的面积。卫星相对于地面不动,地球站容易跟踪。通信卫星、广播卫星和气象卫星选用这样的轨道极为有利。

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文章名称:《地球静止卫星轨道》
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