卫星的运动
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轨
道
平
面
北
轨道
南
赤
道
平
面
二、卫星运动三定律
1、卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆、椭圆、 抛物线、双曲线），地球位于其中的一个焦点 双曲 上。
抛物 线轨
线轨
道
道
椭
道 轨 圆
圆 轨 道
2、卫星的矢径在相等时间内扫过的面积 相等（即面积速度为常数）。
dA/dt=(r2 d/dt)/2 = h/2=常数
二、地球同步/静止卫星轨道（GEO)
1、地球同步卫星轨道
N
H=35860Km
卫星的倾角等于0，赤道 平面与轨道平面重合， 卫星在赤道上空运行； 卫星周期正好等于地球 自转周期（23小时56分 04秒）卫星公转方向与 地球自转方向相同。 卫星相对于地球而言是 静止的（没有任何方向 上的运动）。
S
2、地球同步卫星轨道的实现
北
轨道
星 下 点 轨 迹
平 面 赤 道
倾角
升交点
南
周期(T ) ： 指 卫 星 绕 地 球运行一周的时间； 截距(L ) ： 连 续 两 次 升 交点之间的经度数。 L=T*15度/小时。 星下点：卫星与地球中 心连线在地球表面的交 点称为星下点。 轨道数：指卫星从一升 交点开始到下一个升交 点为止环绕地球运行一 圈的轨道序数。
轨道
v
角速度： = d/dt
r
地心
卫星在轨道上运行的角速度 角速度： = d/dt
由于面积速度为常数，所以： r小，大。在近地点a，r最小， 最大； r大，小。在远地点p，r最大， 最小。
p
a
3、卫星轨道周期的平方与轨道的半长轴的立方成正比 1、椭圆轨道
T2 = 42a3 /
3、地球同步卫星轨道的优缺点
优点： （1）高度高，视野广； （2）对同一地区连续观测； （3）监视中小尺度天气系统； （4）圆轨道，定位、处理、接收方便。 缺点： （1）不能观测两极； （2）高度高，精度难提高。
=GM=398613.52km3/s2， 开普勒常数
2、圆轨道
T2 = 42(R+H)3 /
eg. FY-1, H=830km, T=6080s=101.3min FY-2, H=35860km, T=24小时
第二节
卫星轨道参数
轨 道 平 面
升交点与降交点卫星由 南半球飞往北半球那一 段轨道称为轨道的升段； 卫星由北半球飞往南半 球那一段轨道称为轨道 的降段；把轨道的升段 与赤道的交点称升交点。 轨道的降段与赤道的交 点称降交点。 轨道倾角( i )： 指 赤道 平面与轨道平面间的 （升段）夹角。
轨
道
平ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
面
北
轨道
星 下 点 轨 迹
平 面 赤 道
倾角
升交点
南
第三节 气象卫星轨道
气象卫星的发展分为近极地轨道（又称近极地太阳同步轨道）卫 星系列和地球静止轨道（又称地球同步轨道）卫星系列两类。它们分 别又经历了实验—业务使用卫星阶段。 此外，还有近年来发展的观测试验卫星、海洋卫星、陆地卫星、 GPS掩星亦可提供气象观测资料。 极轨和静止 卫星轨道
①轨道倾角i=0，地球赤道平面与卫星轨道平面重合； ②卫星运行方向与地球自转方向相同； ③ ④
轨道偏心率e=0，即轨道是圆形； 卫星运行周期T=23小时56分04秒。 H=[（/42）T2]1/3-R = 35860（Km） V=[ /（R+H）]1/2=3.07（千米/秒）
▲实际卫星轨道会有点椭圆形，倾角也很难正好等于0，常 有~1的倾角。这种误差会使卫星的星下点在以赤道为中心 的两侧产生“8”字形的摆动。
一、近极地太阳同步卫星轨道（LEO)
1、什么是近极地太阳同步卫星轨道
春
15：00
地 球 轨 道 卫星轨道 太 阳
15：00
夏
冬
15：00
15：00
秋
太阳同步轨道
卫星轨道面与太阳 的相对取向保持不 变，即，卫星几乎 以同一地方时（升 段或降段）经过世 界各地。
2、太阳同步轨道的特点
优点： （1）轨道为圆形，轨道预告、接收和资料定位方便； （2）可实现包含极地的全球观测； （3）在观测时有合适的太阳照明，有利于资料处理和使用； （4）仪器可以得到充分的太阳能供给。 缺点： （1）对中低纬度同一地点观测的时间间隔太长（相对于GEO)， 不利对中小尺度天气系统的监测； （2）相临两条轨道的观测资料时间差达100多分钟，拼图不 利。
道
平
面
北
轨道
南
赤
道
平
面
二、卫星运动三定律
1、卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆、椭圆、 抛物线、双曲线），地球位于其中的一个焦点 双曲 上。
抛物 线轨
线轨
道
道
椭
道 轨 圆
圆 轨 道
2、卫星的矢径在相等时间内扫过的面积 相等（即面积速度为常数）。
dA/dt=(r2 d/dt)/2 = h/2=常数
二、地球同步/静止卫星轨道（GEO)
1、地球同步卫星轨道
N
H=35860Km
卫星的倾角等于0，赤道 平面与轨道平面重合， 卫星在赤道上空运行； 卫星周期正好等于地球 自转周期（23小时56分 04秒）卫星公转方向与 地球自转方向相同。 卫星相对于地球而言是 静止的（没有任何方向 上的运动）。
S
2、地球同步卫星轨道的实现
北
轨道
星 下 点 轨 迹
平 面 赤 道
倾角
升交点
南
周期(T ) ： 指 卫 星 绕 地 球运行一周的时间； 截距(L ) ： 连 续 两 次 升 交点之间的经度数。 L=T*15度/小时。 星下点：卫星与地球中 心连线在地球表面的交 点称为星下点。 轨道数：指卫星从一升 交点开始到下一个升交 点为止环绕地球运行一 圈的轨道序数。
轨道
v
角速度： = d/dt
r
地心
卫星在轨道上运行的角速度 角速度： = d/dt
由于面积速度为常数，所以： r小，大。在近地点a，r最小， 最大； r大，小。在远地点p，r最大， 最小。
p
a
3、卫星轨道周期的平方与轨道的半长轴的立方成正比 1、椭圆轨道
T2 = 42a3 /
3、地球同步卫星轨道的优缺点
优点： （1）高度高，视野广； （2）对同一地区连续观测； （3）监视中小尺度天气系统； （4）圆轨道，定位、处理、接收方便。 缺点： （1）不能观测两极； （2）高度高，精度难提高。
=GM=398613.52km3/s2， 开普勒常数
2、圆轨道
T2 = 42(R+H)3 /
eg. FY-1, H=830km, T=6080s=101.3min FY-2, H=35860km, T=24小时
第二节
卫星轨道参数
轨 道 平 面
升交点与降交点卫星由 南半球飞往北半球那一 段轨道称为轨道的升段； 卫星由北半球飞往南半 球那一段轨道称为轨道 的降段；把轨道的升段 与赤道的交点称升交点。 轨道的降段与赤道的交 点称降交点。 轨道倾角( i )： 指 赤道 平面与轨道平面间的 （升段）夹角。
轨
道
平ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
面
北
轨道
星 下 点 轨 迹
平 面 赤 道
倾角
升交点
南
第三节 气象卫星轨道
气象卫星的发展分为近极地轨道（又称近极地太阳同步轨道）卫 星系列和地球静止轨道（又称地球同步轨道）卫星系列两类。它们分 别又经历了实验—业务使用卫星阶段。 此外，还有近年来发展的观测试验卫星、海洋卫星、陆地卫星、 GPS掩星亦可提供气象观测资料。 极轨和静止 卫星轨道
①轨道倾角i=0，地球赤道平面与卫星轨道平面重合； ②卫星运行方向与地球自转方向相同； ③ ④
轨道偏心率e=0，即轨道是圆形； 卫星运行周期T=23小时56分04秒。 H=[（/42）T2]1/3-R = 35860（Km） V=[ /（R+H）]1/2=3.07（千米/秒）
▲实际卫星轨道会有点椭圆形，倾角也很难正好等于0，常 有~1的倾角。这种误差会使卫星的星下点在以赤道为中心 的两侧产生“8”字形的摆动。
一、近极地太阳同步卫星轨道（LEO)
1、什么是近极地太阳同步卫星轨道
春
15：00
地 球 轨 道 卫星轨道 太 阳
15：00
夏
冬
15：00
15：00
秋
太阳同步轨道
卫星轨道面与太阳 的相对取向保持不 变，即，卫星几乎 以同一地方时（升 段或降段）经过世 界各地。
2、太阳同步轨道的特点
优点： （1）轨道为圆形，轨道预告、接收和资料定位方便； （2）可实现包含极地的全球观测； （3）在观测时有合适的太阳照明，有利于资料处理和使用； （4）仪器可以得到充分的太阳能供给。 缺点： （1）对中低纬度同一地点观测的时间间隔太长（相对于GEO)， 不利对中小尺度天气系统的监测； （2）相临两条轨道的观测资料时间差达100多分钟，拼图不 利。