太阳同步冻结轨道及对地覆盖计算

太阳同步冻结轨道及对地覆盖

参数计算

1任务概述

航天器的有效载荷要求轨道高度为h=786km，要求轨道复现周期为D=26日。计算该航天器太阳同步冻结轨道参数和地面覆盖角d、每天运行圈数n、j、复现总圈数N、覆盖重叠率等。

2太阳同步冻结轨道参数计算

地球半径R=6378km，则太阳同步轨道半径r=a=6378+786=7164km。太阳同步轨道卫星的轨道平面绕地球极轴进动的角速度等于地球绕太阳公转的平均角速度0.985647度/日。由于是太阳同步轨道，故卫星轨道的升交点赤经的长期变化率等于地球绕太阳公转的平均角速度，即：

0.9856=-9.964*(R/a)^(7/2)*cos(i).

可以求得轨道倾角i=98.5度。

由公式可知，当i=90º或=270º时，de/dt=0,dw/dt=0。对于1000km以下轨道高度，只有i小于2º时，才取=270º，在其余倾角下均取=90º

此时：

即：

可以求得e=0.0010308.

3航天器对地面覆盖各参数计算

根据几何关系，覆盖角d与R的关系如下：

d=arccos(sin)-arccos(sin/R) (6)

可以得到d=27度

轨道的交点周期：

T=Ts*(1-1.5*J2*(R/a)^(2)*(3-4*(sin(i))^2))=6041s 其中恒星周期：

Ts=2*pi*(a^(3)/u)^(1/2)。=1.678h

由24/T=N/D（D=26d）

得：N=371.

则每天运行圈数n=N/D=14.27.

n取整为14，则根据n+j/D=N/D得：j=7。

覆盖重叠率x%=1-180/((n*D+j)*d)=98.24%.