人造地球卫星的原理及用途

人造地球卫星的原理及用途
人造地球卫星又称卫星，是由人类建造的航天器的一种，也是数量最多的一种。

人造卫星以太空飞行载具如运载火箭,航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星运行。

卫星由运载工具送入相应轨道，当速度达到适当速度是，根据万有引力定律和向心加速度公式可得，在地球引力作用下，要使物体环绕地球做圆周运动，那么物体必须达到第一宇宙速度。

如果卫星所需的向心力恰好与其所受的万有引力相等，它将做圆周运动。

若其所需要的向心力大于地球引力，这时卫星的轨道就变成椭圆轨道。

按照用途可分为（1）科学卫星。

气象卫星：古时候的人们对于多变的气候，最多只能凭著经验加以揣测。

而气象卫星的出现，使得人们得以掌握数日内的气候变化。

气象卫星从遥远的太空中观测地球，不但能观测大区域天气的变化，针对小区域的天气变化做观察也一样是他的例行任务。

一般我们在看新闻的天气预报时，主播背后的那幅卫星云图就是气象卫星的观测结果。

而台风的预报更是大家耳熟能详的。

气象卫星除了对地球天气与气候的观察外，他还能对所谓的太空天气做监测工作。

如太阳表面的风暴便属此类。

此类的事件经常会造成地球上许多电器物件损毁。

气象卫星还有其他功能。

它能为诸如洪涝、森林大火等天然灾害提供监测情报，同时也能对诸如渔场资源、或土地资源提供一定的情报。

如此可使各种天然资源开发与天灾救助达到事半功倍的效果；地球观测卫星：这些卫星允许科学家聚集有价值的关于地球的生态系统的数据。

另外还有天文卫星等
（2）应用卫星。

广播卫星：专为卫星电视设计及制造的人造卫星；通讯卫星：通讯卫星是目前与大家生活关系最密切的人造卫星。

举凡电视的转播、电话与网络等和通讯有关的服务，都和通讯卫星脱离不了关系；导航卫星：导航卫星一开始都是为了军事用途而设计的，而后由于民间的需求殷切，所以军方才将此技术解密释出。

其中最著名、应用也最广的，便是原属于美国军方使用的全球卫星定位系统，其简称为GPS。

全球卫星系统的使用，使得人类的交通更加安全、也更加有效率。

尤其是对航行于茫茫大海中的船或广阔无际天空中的飞机，有了全球卫星定位系统，他们将不至于迷失方向，并且能将航道控制在最有效率的路线上。

因此除了增加安全性外、更能进一步降低航运成本。

同时不仅是海运与空运，其他如铁路运输均能借此提高运输效率。

最近由于电子科技的发达，全球定位系统的接收仪器越做越小。

目前已有一些先进的车厂将此套设备安装在个人车辆上。

其功用不但能当地图使用，更能借由地面的服务站为车主导引至最近的路线、甚至是避开塞车的麻烦。

直到今日，全球卫星定位系统大多与其他种类的卫星相辅相成，使得前述的各种卫星有更精确的定位能力，有大大的提高了资料的可用性。

还有侦查卫星，预警卫星，反卫星卫星等等。

（3）技术实验卫星，包括空间卫星，免拖曳卫星等。

我国的卫星已初步形成了4个卫星系列──实践号科学实验卫星系列、东方红通信广播卫星系列、对地观测卫星系列。

另外，北斗星导航卫星系列正在形成。

（一)实践号科学实验卫星。

科学实验卫星是用于科学探测和技术试验的卫星，主要利用在实际太空环境下考验卫星技术中的新方案原理、新技术和新仪器设备，以便为后续的实用卫星做技术储备。

中国自1971年3月3日成功发射实践一号卫星以来，已经发射了实践二号、实践二号甲、实践二号乙、实践四号、实践五号。

其中实践二号、实践二号甲、实践二号乙是以一箭三星方式发射上天的。

2)东方红通信卫星和卫星通信系统。

1984年我国成功发射了第一颗静止轨道试验通信卫星──东方红二号，使中国成为世界上第五个自行发射地球静止轨道通信卫星的国家。

通过东方红二号，一举实现了覆盖全国的信号传输，解决了军用通信和远洋船只的通信问题，彻底改变了边远地区通信落后的状况。

1988年发射的东方红二号甲是我国首次研制成功的实用通信广播卫星，有4个C波段转发器，可以传输4路彩色电视信号和2400路双向电话。

通过东方红二号甲卫星，全国有几亿人通过数千个地面接收站收看电视节目，大大改善了我国的通信和广播电视传输条件。

1997年发射的东方红三号是我国新研制的一种中容量广播通信卫星，有24个转发器，工作寿命为8年。

这颗卫星改善了我国的国际通信以及西部边远山区的通信状况。

目前东方红三号的服务舱部分已设计成公用平台，加上不同的有效载荷即可组成各类功能的卫星。

到目前为止，我国先后成功发射了6颗通信卫星，对国民经济和国防事业发挥了巨大的作用。

卫星电视广播已成为人民日常生活的必需品；在远程教育方面，我国目前有5000多个卫星电视教育台，接受远程教育的人数有2000万。

（三）对地观测卫星系。

（1）返回式遥感卫星。

我国最早的应用卫星是返回式遥感卫星。

1975年11月26日，我国成功发射了第一颗返回式卫星，标志着我国成为第三个掌握卫星回收技术的国家。

返回式遥感卫星是我国最早并且发射最多的对地观测卫星，截至1999年，共发射17颗返回式卫星，成功回收了16颗。

这些卫星对我国国防、国土普查、地图测绘、空间科学实验等都发挥了重要作用。

1988年开始搭载种子进行航天育种试验和地面推广工作，目前已取得明显的经济效益。

我国地少人多，吃饭成为大问题，农业与航天技术两者结合后，可以培育优质高产农作物品种，这将对我国的可持续发展作出贡献。

（2）资源卫星。

中国与巴西合作研制的资源一号(ZY-1)卫星是一颗在太阳同步轨道(极轨)上运行的卫星，也是我国第一颗数据传输型卫星，它的成功运行，使我国拥有了自主的遥感卫星数据源。

到目前资源一号已成功地运行了三年，已取得一两万幅卫星图像并提供给全国数十个部门使用，为全国性资源普查，农作物估产，地形图编修，城市规划，环境污染、自然灾害、河道迁移、土地沙漠化、冰川进退的监测等提供了大量的动态变化资料。

资源卫星可以为我国可持续发展提供科学依据，有着巨大的经济和社会效益。

（三）风云气象卫星系列。

在卫星应用上，中国气象局做得很早也很有成效。

我国分别于1988年9月和1990年9月发射了风云一号甲(FY-1A)和风云一号乙(FY-1B),1999年5月又发射了风云一号丙(FY-1C)，这三颗卫星都是极轨气象卫
星。

我国在1997年6月发射了地球静止轨道气象卫星风云二号甲(FY-2A)，2000年6月又发射了风云二号乙(FY-2B)。

风云二号气象卫星的发射成功，使我国成为世界上第三个同时拥有极轨道和静止轨道两个系列气象卫星的国家。

极轨气象卫星风云一号可飞经全球所有地区，观测全球气象变化，可提供长期天气预报信息；地球静止轨道气象卫星风云二号可实时、连续观察本地区的云图和气象变化，两者互相补充，使天气预报更准确。

除此之外，还可对台风、海面温度、洪涝灾害、森林火灾进行监测预报，为中国参与国际合作、气象信息交流、进行全球气候变化研究提供有力的技术保证。

国际气象组织已把这两颗卫星列入全球信息共享网络中。

（四）卫星导航定位系统，即北斗系统。

我国在2000年发射了两颗同步定点导航卫星，组成了区域性卫星导航系统，这是我国自主初步建立的第一代卫星导航系统。

至2012年，已基本形成对中国及其周边国家和地区的覆盖能力。

我国在卫星研制领域虽与世界先进水平总体还有差距，但在深空探测，导航领域已走在了世界前列。

生物工程学院生工122班
柏振超学号1202010227。