人造卫星轨道设计
人造卫星的轨道设计
人造卫星的轨道设计随着现代科技的发展，人造卫星已经成为了现代社会中非常重要的一部分。
人造卫星的轨道设计就显得尤为重要，它将直接影响到人造卫星的工作能力和寿命。
本文将介绍人造卫星的轨道设计以及相关的技术和原理。
一、什么是人造卫星的轨道？人造卫星的轨道是指每颗卫星在空间中运行的路径。
卫星的轨道可能是圆形、椭圆形、或者其他形状，轨道的形状和位置取决于卫星的用途以及需要观测或通信的地区。
人造卫星的轨道由轨道高度、轨道倾角、轨道形状、轨道方向等因素决定。
二、轨道高度轨道高度是指卫星在地球或其他天体表面以上的距离。
轨道高度越高，卫星运行的速度就越慢。
目前，低轨道和静止轨道是最常见的两种人造卫星轨道。
低轨道：轨道高度为1000公里以下，速度约为每秒7.9千米，飞行时间约为90分钟。
低轨道的优点是其低延迟，适合用于通信和观测等任务。
同时，低轨道的大气摩擦对卫星造成的损害较大，寿命较短，需要频繁地更换卫星。
静止轨道：轨道高度为地球赤道半径以上的距离，高度约为3.6万公里，速度为每秒3千米，飞行时间约为24小时。
静止轨道的优点是能够覆盖一个大范围的地区，适用于通信、天气预报等任务。
静止轨道的大气摩擦对卫星的影响较小，可以保证卫星的寿命。
三、轨道倾角轨道倾角是指卫星轨道平面与地球赤道平面之间的夹角。
轨道倾角越小，卫星越容易进入一些狭窄的地域，如北极或南极地区。
而轨道倾角大的卫星则更适合对赤道地区进行观测或通信。
一些商业通信卫星，由于需要覆盖全球各地，通常采用倾角为零的静止轨道。
四、轨道形状轨道形状通常被描述为圆形或椭圆形。
圆形轨道在轨道高度越高的情况下，更容易实现。
而椭圆形轨道能够实现更多的应用，因为它允许卫星在一段时间内离地球较远，然后在另一段时间内逼近地球。
这种椭圆形轨道被称为高椭圆轨道。
一些卫星，例如地球观测卫星，通常采用高椭圆轨道。
五、轨道方向轨道方向是指卫星绕行轨道时运动的方向。
人造卫星轨道可以是地球固定轨道（即卫星轨道平面与地球赤道平面重合），也可以是地球自转轨道（即轨道倾角与赤道平面夹角不为零）。
人造卫星原理
人造卫星原理人造卫星是由人类制造并送入地球轨道的一种人造天体，它可以用来进行通讯、导航、气象观测等多种用途。
人造卫星的原理是基于牛顿力学和开普勒定律的基础上，通过发射器将卫星送入地球轨道，并通过推进器进行定位和调整轨道，从而实现其功能。
下面将详细介绍人造卫星的原理。
首先，人造卫星的发射器是将卫星送入地球轨道的关键设备。
发射器通常是由火箭组成，通过火箭的推进力将卫星送入预定轨道。
在发射过程中，需要考虑到地球的引力、大气层的阻力等因素，确保卫星能够顺利进入轨道。
一旦卫星进入轨道，它将按照开普勒定律绕地球运行，实现其预定的任务。
其次，人造卫星的推进器是用来调整卫星轨道和位置的重要装置。
推进器可以通过喷射推进剂来改变卫星的速度和轨道，从而实现对卫星位置的调整。
这种调整可以使卫星保持在所需的轨道上，或者改变轨道以适应不同的任务需求。
推进器的设计和使用需要考虑到推进剂的储备、喷射方向的控制等因素，以确保卫星能够按照预定计划运行。
最后，人造卫星的功能是基于其特定的载荷和设备来实现的。
不同类型的卫星具有不同的功能，比如通讯卫星可以实现地面通讯信号的传输，导航卫星可以提供精准的定位和导航服务，气象卫星可以进行大气层的观测和预测等。
这些功能需要通过卫星上的各种设备和载荷来实现，比如天线、摄像头、传感器等。
这些设备需要与卫星的能源系统、通讯系统等配合工作，以实现卫星的功能。
综上所述，人造卫星的原理是基于发射器将卫星送入地球轨道，通过推进器进行轨道调整，以及利用载荷和设备实现其功能。
这些原理是卫星能够在轨道上稳定运行，并实现各种任务的基础，也是人类利用卫星开展空间活动的重要基础。
希望通过本文的介绍，读者能够对人造卫星的原理有一个清晰的了解。
人造地球卫星的运行轨道
人造地球卫星的运行轨道夜晚，人们常常会看到明亮的星在天幕群星之间匆匆穿行，不久便消失在远方的天空。
这就是人造地球卫星。
人造地球卫星沿着一定的轨道围绕地球运行。
从这一点上看，它与月球很相像，属于以地球为中心的天体系统。
但是，人造地球卫星与所有的天然天体不同，它是人工研制和发射到运行轨道上的一种空间飞行器（或航天器），是按照人的意志、为了人们的某种目的沿轨道运行的特殊天体。
人造卫星体积很小，根本不能与月球相比。
它与地球的距离也比月地距离小得多，即使距地面最远的人造卫星，其近地点高度，也不及月地最近距离的十分之一。
由于人造卫星离地球较近，所以，在地球上只有天黑后不久和黎明前的一段时间内，才能看到它们。
深夜时，也有人造卫星从天空经过，然而，由于完全掩没于地球的黑影之中，人们是无法看到它们的。
这些人造卫星飞行的方向是各不相同的。
人造卫星的飞行方向不同，表明它们各自的轨道平面与赤道平面有着不同的夹角。
人造地球卫星运行轨道所在的平面，叫做轨道平面。
所有人造卫星的轨道平面都通过地心。
轨道平面与地球赤道平面的夹角，叫做轨道倾角。
根据轨道倾角，人造地球卫星的轨道有顺行轨道、逆行轨道、极轨道和赤道轨道等几种。
朝偏东向运行的卫星，轨道倾角小于90°，称为顺行轨道。
沿这种轨道运行的卫星，在发射过程中，运载火箭是朝偏东方向飞行的。
由于发射时利用了地球自转的一部分速度，因此比较节省能量。
世界上早期发射的人造卫星，大部分是属于这种类型的。
卫星沿南北方向运行，轨道倾角等于90°，称为极轨道。
极轨道平面不仅通过地心，而且通过地球的南、北两极。
由于地球不断地自转，因此，沿这种轨道运行的人造卫星，能从地球的任何上空通过。
卫星向偏西方向运行，轨道倾角大于90°，称为逆行轨道。
沿这种轨道运行的人造卫星，在发射过程中，运载火箭是朝偏西方向飞行的。
由于发射时需要抵消地球自转的一部分速度，因此，消耗的能量比较多。
卫星向正东方向运行，轨道倾角等于0°，称为赤道轨道。
人造卫星轨道概论
21
地球 交点线 赤道面
轨道面
第二讲 卫星轨道概论 >第二节 运行轨道的基本概念
（2）右旋升交点赤经Ω，是卫星轨道面和赤道面 右旋升交点赤经Ω 的交线与地心和春分点连线间的夹角。 的交线与地心和春分点连线间的夹角。它是描述轨 道平面在空间方向的另一个参数，其取值范围是0 道平面在空间方向的另一个参数，其取值范围是0 ～2 π。
第二讲 卫星轨道概论 >第二节 运行轨道的基本概念
3.空间参考坐标系 3.空间参考坐标系
• 空间参考坐标系是描述卫星运动轨道、表 空间参考坐标系是描述卫星运动轨道、 示飞行器运动状态的数学物理基础。 示飞行器运动状态的数学物理基础。 • 常用的空间参考坐标系有两类： 常用的空间参考坐标系有两类：
– 惯性坐标系：在空间固定的，与地球自转无关， 惯性坐标系：在空间固定的，与地球自转无关， 它在空间的位置和方向应保持不变或仅作匀速 运动，对描述各种飞行器的运动状态极为方便； 运动，对描述各种飞行器的运动状态极为方便； – 与地球固联的坐标系：对于描述飞行器相对于 与地球固联的坐标系： 地球的运动尤为方便。 地球的运动尤为方便。
t1+∆t t2 t2+∆t
∆S1 ∆S2
11
t1
E 地球
∆S1= ∆S2
第二讲 卫星轨道概论 >第二节 运行轨道的基本概念
开普勒三大定律
•第三定律（周期律）：卫星运转周期的平 第三定律（周期律） 第三定律 方正比于卫星到地球平均距离（ 方正比于卫星到地球平均距离 （ 即轨道半 长轴） 的立方， 长轴 ） 的立方 ， 或者说卫星运转周期的平 方与卫星到地球平均距离的立方之比为一 常数，而该常量等于地球引力常数GM的倒 常数，而该常量等于地球引力常数 的倒 表达式为： 数。表达式为：
轨道知识点总结
轨道知识点总结一、轨道的基本概念1.1 轨道的定义轨道是天体运动的路径，通常是围绕另一个天体运行的椭圆形或圆形路径。
轨道可以用来描述天体之间的相对运动和位置关系。
1.2 轨道的类型根据天体的性质和相对运动情况，轨道可以分为地球轨道、行星轨道、人造卫星轨道等不同类型。
二、轨道运动的基本原理2.1 开普勒定律开普勒定律是描述行星运动规律的三条基本定律，分别是椭圆轨道定律、面积定律和周期定律。
这些定律为我们理解和预测天体运动提供了重要的依据。
2.2 牛顿定律牛顿定律是描述天体之间相互作用的基本定律，其中包括引力定律和牛顿运动定律。
引力定律描述了万有引力的大小与距离的关系，而牛顿运动定律则描述了天体受到的力与运动状态之间的关系。
三、轨道参数与计算方法3.1 轨道要素轨道要素包括轨道半长轴、轨道离心率、轨道倾角、近地点、远地点等参数，它们是描述轨道形状和位置的重要指标。
3.2 轨道参数的计算通过观测数据和数学模型，可以计算出天体的轨道参数，这些参数对于轨道设计和飞行任务的执行都有着重要的意义。
四、人造卫星轨道4.1 人造卫星的轨道类型人造卫星的轨道类型包括低地球轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）、高地球轨道（GEO）等不同类型，每种轨道都有其特定的应用和优劣势。
4.2 人造卫星轨道的控制人造卫星通过推进器和姿控系统来控制轨道的高度和倾角，以及维持卫星的稳定和指向。
五、轨道运行的应用5.1 火箭发射与轨道注入火箭发射是将卫星送入预定轨道的关键步骤，它需要克服地球的引力，并将卫星送入合适的轨道。
5.2 卫星导航与通信卫星导航系统通过一组卫星建立在地球轨道上的天体定位系统，实现全球范围的导航和定位服务。
卫星通信系统则通过卫星中继，实现了遥远地区的通信连接。
六、未来发展趋势6.1 小型化与商业化随着技术的进步和成本的降低，越来越多的国家和企业投入到了卫星领域，小型卫星和商业卫星的发展趋势日益明显。
6.2 重复使用技术重复使用技术不仅适用于航天器，也适用于火箭，这一技术的发展在未来会对轨道运行领域带来深远的影响。
人造卫星的轨道力学计算
人造卫星的轨道力学计算人造卫星是指人类通过科技手段制造并发射到空间中，以执行特定任务的人造物体。
由于人造卫星在空间中的运动非常复杂，因此需要经过精密的轨道力学计算，以确保它们能够按照预期的轨道运动。
本文将介绍人造卫星的轨道力学计算的基本原理和方法。
1. 轨道力学基础知识轨道力学是描述天体运动的力学学科。
根据牛顿运动定律，天体的运动状态受到力的作用，而这里的力包括万有引力和其他力。
在轨道力学中，通常采用开普勒问题(Keppler Problem)来研究天体运动。
开普勒问题是指求解行星绕太阳椭圆轨道的运动方程。
开普勒问题的解决需要使用牛顿万有引力定律和牛顿第二定律。
在开普勒问题中，太阳被认为是静止不动的，而行星则绕太阳做椭圆运动。
2. 人造卫星的轨道类型人造卫星的轨道分为三种：地心轨道、地球同步轨道和近地点轨道。
地心轨道是指卫星绕地球做圆形轨道或椭圆轨道运行。
地心轨道又分为近地轨道、中地轨道和高地轨道三种。
近地轨道高度在1000公里以下，主要用于科学研究、卫星通信、导航、气象预报等方面；中地轨道高度在1000公里到36000公里之间，主要用于地球观测和通信；高地轨道高度在36000公里以上，主要用于通信和广播卫星。
地球同步轨道是指卫星的轨道面与地球的赤道面重合，且卫星的周期和地球自转周期相等。
这种轨道的高度约为36000公里，适用于通信卫星、气象卫星等。
近地点轨道是指卫星的轨道高度低于1000公里，但又高于地球表面。
这种轨道的周期比较短，适用于地球观测、卫星导航等。
3. 人造卫星的轨道运动状态可以由轨道力学计算得出。
在进行轨道力学计算之前，需要确定卫星的运行轨道、初速度和初始位置等参数。
在轨道力学计算中，需要考虑地球引力对于卫星的作用以及可能受到的其他力的影响。
首先需要计算地球对于卫星的引力，然后计算受到的其他力对其运动的影响，如大气阻力等。
然后可以得出卫星的加速度和速度随时间的变化，以及卫星的位置变化。
人造卫星的椭圆轨道和变轨问题探析
教学研究新课程NEW CURRICULUM天体的运行问题是高考的热点问题，在椭圆轨道和变轨问题上，中学阶段基本上都是做定性解释，很少做定量计算，且在教学实践中，一些学习优秀、善于思考的学生往往会在此类问题上提出更深层次的问题，如卫星在椭圆轨道的近、远地点的向心加速度大小和不同轨道的向心加速度、速度大小怎么比较？在用F n =m v 2r、a n =v 2r求解时，在近、远地点的“r ”到底是哪个量？怎么求？虽然学生提出的问题有的已经超出中学生应当掌握的范围，但是从激励学生的探究需求出发，对一些优秀的学生在这些问题上可适当做些拓展，况且作为授业解惑的教师，也需要对这些问题有个清楚的认识。
可是在教学实践中发现一些教师由于在这些问题上认识不清甚至根本不知道，经常被学生问得手足无措而避而不谈或者作出错误解释，一些材料在这些问题上的解释往往也是模棱两可。
若想对椭圆轨道的有关问题进行定量计算，首先必须对椭圆的曲率和曲率半径等有关知识有清晰的认识。
一、椭圆的曲率半径1.曲线的曲率和曲率半径曲率是描述曲线弯曲的程度，曲线y =f （x ）（设x =Φ（t ），y =φ（t ））的曲率的计算公式为k =x ′y ″-x ″y ′x ′2+y ′2[]32。
如图1所示，设k （k ≠0）为曲线y=f （x ）在点M 处的曲率，圆C 与曲线相切于M 点，若CM=R =1k ，圆C 称为曲线在点M 的曲率圆，圆C 的半径R 则称为曲线在点M 的曲率半径。
故曲率半径的计算公式为：R =1k =x ′2+y ′2[]32x ′y ″-x ″y ′—————①（1）2.椭圆的曲率半径如图2，a 是椭圆的半长轴，b 是椭圆的半短轴，椭圆的参数方程为：x=a cos θ，y=a sin θ。
把x ′=-a sin θ、x ″=-a cos θ、y ′=b cos θ、y ″=-b sin θ代入①式得：R =（a 2sin 2θ+b 2cos 2θ）32ab，取不同的θ值可以求得椭圆不同位置的曲率半径，比如把P （θ=0）和Q （θ=π）代入椭圆曲率半径公式可得：P 、Q 两点的曲率半径均为b 2a，A 、B 两点的曲率半径均为a 2b 。
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
v=
GM r
(2)
GMm r2
mr 2
=
GM r3
mr
3
GmM r2
m
4 2r T2
4 2 T2
T
4 2r 3 GM
(4)
GmM r2
ma
a
GM r2
创新微课
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
立体
赤道平面
GmM ＝m v 2
(r h④)2 定(速r h度) v≈3.1km/s
创新微课 现在开始
人造卫星的加速度 周期和轨道的关系
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
创新微课
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
人造卫星的运行轨道
平面
创新微课
所有卫星都在以地心为圆心的圆（或 椭圆）轨道上
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
线速度、角速度、周期与半径的关系
(1)
GmM r2
m
v2 r
单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（ AD ）
A、TA>TB C、SA=SB
B、EkA>EkB
D、
R
3 A
TA2
RB3 TB2
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
小结
人造卫星轨道
一般轨道 同步轨道 极地轨道
①定轨道平面 ②定周期 ③定高度 ④定速度
创新微课
同学，下节再见
创新微课
地球同步卫星
圆轨道在赤道平面，即在赤道的正 上方；周期与地球自转周期相同， 为24小时；绕行方向为自西向东。
①定轨道平面 ②定周期
③定高度h=36000 km
GmM (r h )2
m
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不考虑地球旋转时的覆盖带
60°， 15°，Ω 0°
覆盖带外沿轨迹墨卡托投影图
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覆盖带外沿轨迹性质
覆盖带外沿轨迹性质
外沿轨迹对称性 覆盖带的维度范围
i d 90 (i d ) i d (i d ) 180 180 (i d ) i d 90
覆盖带宽度，最小覆盖带宽度
d arctan( tan d ) sin i
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4/2/2013
考虑地球旋转时的覆盖带
在考虑地球旋转后，星下点轨迹每圈西移 ，则覆盖带也一起西移 全球覆盖
E ET
J2项摄动 引起的升 交点变化
2d >wE
盲区
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需要注意的是，此处均是以恒星时为时间单位
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4/2/2013
回归轨道与准回归轨道②
对于互质数D和N，则有
360 D 15 T N
T
24 D N
N和D分别为实现星下点轨迹重复所需要的最少圈 数和恒星日数
回归轨道：当D=1恒星日时，则星下点轨 迹逐日重复，其轨道称为回归轨道
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4/2/2013
卫星高度对覆盖角的影响
卫星轨道越高，卫星对地面的覆盖角越大
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不考虑地球旋转时的覆盖带
外沿轨迹方程
对圆轨道而言，各时刻的覆盖角 为
常数，则在星下点轨迹两侧角度为 的范围内形成一地面覆盖带
覆盖带外沿轨迹：随着卫星的运动， ,
和
,
）形成的轨迹
覆盖带以外的地区为覆盖盲区；覆
GPS卫星星下点轨迹（只考虑二体情况）
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回归轨道与准回归轨道⑤
若D>1恒星日，则星下点轨迹不逐日重复而是间隔 D恒星日后进行重复，这种轨道称为准回归轨道 比如T=9小时/圈，则N=8圈，D=3恒星日，这是重 复周期为8圈、重复日期为3恒星日的准回归轨道
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地球同步轨道①
星下点轨迹与6个轨道根数和t都有关 星下点轨迹的形状只与 、 、 、 有关 、 只影响星下点轨迹相对于旋转地球的相对位置
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圆轨道星下点轨迹
圆轨道星下点轨迹的形状仅与 、 有关；或者说仅与 和 有关
不同周期圆轨道的星下点轨迹
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椭圆轨道星下点轨迹形状①
星下点轨迹的形状只与 、 、 、 有关 轨道倾角i对星下点轨迹形状的影响
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4
4/2/2013
不考虑地球旋转时的星下点轨迹④
不考虑地球旋转时，星下点轨迹只与轨道根 数Ω和i有关，即只于轨道面在惯性空间的方 向有关――同一轨道面内的任何轨道，其星 下点均为同一个大圆 当0° 180°， 0°，即星下点轨迹在 北半球； 当180° 360°， 0°，即星下点轨迹 在南半球；
卫星的轨道倾角决定了星下点轨迹能到达的南北纬的极值
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4/2/2013
不考虑地球旋转时的星下点轨迹⑥
A arctan( cot i ) cos u
当i=0°，90°，180°时，方位角A为固定值， 相应的方位角A=90°，0°或180°，270° 其他情况下，A与u相关；且具有如下的极值
arcsin sinisinu
9
不考虑地球旋转时的星下点轨迹⑤
arcsin sinisinu
当 当 90°时， 为极大值 90°时， 为极小值
i i 90 max 180 -i i 90 i i 90 min i 180 i 90
6
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不考虑地球旋转时的星下点轨迹②
sin cot i tan 星下点轨迹方程 星下点轨迹的方位角为 A arctan( cot i )
cos u
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不考虑地球旋转时的星下点轨迹③
当轨道倾角为0°时，称为赤道轨道； 当轨道倾角为90°时，称为极轨道； 当0 °<i<90° 时，航天器运行方向与地球自转方向相同，称为顺行 轨道； 当 90°<i<180° 时，航天器运行方向与地球自转方向相反，称为逆 行轨道； 当180 时，航天器成为与地球自转方向相反的赤道航天器
按顺序给卫星运行产生的各圈星下点轨迹标号，称 为圈号，依次为0,1,2,……
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回归轨道与准回归轨道③
比如T=6小时/圈，则N=4圈，D=1恒星日，这是重复 周期为4圈、重复日期为1恒星日的回归轨道
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回归轨道与准回归轨道④
比如GPS卫星T=12小时/圈，也是回归轨道
1个LEO卫星的覆盖带
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1个GEO卫星的覆盖带
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3个GEO卫星的覆盖带
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1个IGSO卫星的覆盖带
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§3卫星星座
航天任务的覆盖要求指标
覆盖区域：全球覆盖、纬度带覆盖、区域覆盖 覆盖重数：单重覆盖、多重覆盖 时间分辨率：连续覆盖、间歇覆盖
盖角越大，盲区越小
ìa1 = sin i cos d ï ï ï ï ïa2 = cos i sin d í ïb1 = cos i ï ï ï ï ï îb2 = tan d sin i
ì sin R = a1 sin u - a2 ï ï í ï ï îtan( R - ) = b1 tan u + b2 sec u ì sin L = a1 sin u + a2 ï ï í ï ï îtan( L - ) = b1 tan u - b2 sec u
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2
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星下点轨迹②
有两种不同的定义
与卫星的运动（轨道根 数）和地球自转相关 研究星下点轨迹时，常 常将地球视为圆球，并 将星下点轨迹常投影至 地球的平面图上
5
不考虑地球旋转时的星下点轨迹①
假设地球不旋转，由于轨道平面一定穿过地球中心，因 此其星下点轨迹一定是一个大圆 可以用赤经 和赤纬 来描述星下点 arcsin arctan 升段 180° arctan 降段
卫星环由若干颗均 匀分布在同一轨道 上的卫星组成 卫星环的地面覆盖 的重叠区域称为卫 星环覆盖带
41
卫星环覆盖带宽度
若卫星环上共有 颗卫星， 相邻星下点角距 为
l= 360 k
当卫星的覆盖角 /2 ， 相邻卫星的覆盖全有重叠。 卫星环覆盖带宽度 为
cos d r = cos d cos d = l 180 cos 2 k
倾角的变化对星下点轨迹的影响
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4/2/2013
椭圆轨道星下点轨迹形状②
近地点角距 对星下点轨迹形状的影响
ω的变化对星下点轨迹的影响（i=20°）
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回归轨道与准回归轨道①
在不考虑摄动因素影响时，卫星连续两次通过升 交点称为卫星运行一圈，其对应的轨道周期可表 示为 小时/圈 在一个恒星日内，地球自转一周，则卫星在一个 轨道周期内，升交点在旋转地球上固定西移 15° /圈
其周期为
T 1平太阳日 N
其周期为
T D*平太阳日 N
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§2地面覆盖
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覆盖区及相关概念（单一卫星）①
覆盖区：卫星在某时刻可能观测的地面区域总和，其面 积用A表示；覆盖区以外的地面区域称为覆盖盲区 覆盖角：∠ 中心角： 覆盖带宽：
d arccos( aE ) aE h
90 d
S w 2aE d
2 2 (1 cos d ) 4 aE sin 2 A 2 aE
d 2
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覆盖区及相关概念（单一卫星）②
对于地球静止卫星（比如通信 卫星），其 81.37°， 8.63°， =18116.134km, A占全球的42.54% 在赤道上等间隔放置三个静止 卫星，除了两极附近的盲区外 均可实现全球通信
cos
在卫星环覆盖带内的任一 地点任何时刻至少能看到 环内的一颗卫星。
地球同步轨道包括同步、超同步、亚同步
1 N 1/ K D M 地球同步轨道 地球超同步轨道 K 1
地球亚同步轨道 M 1
地球同步轨道，N=1，D=1，是回归轨道的一个特 列；如果i=0,则称为地球静止轨道； 地球同步轨道高度：要实现与地球的同步，卫星距 地高度为35787km
2. 平面数和每个轨道面内的卫星数
从满足星座性能台阶和节省能量出发，在星座的卫星总 数一定时，常将较多的卫星布设在较少的轨道面内，且 每一个轨道面内都放一个备用的卫星。 考虑大气阻力影响，延长轨道寿命 确保轨道覆盖的均匀性
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3. 轨道高度
4. 相邻轨道面内的相位
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卫星环
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卫星星座设计的因素
星座设计的因素
轨道类型 轨道倾角 轨道平面数 每个轨道面内的卫星数 轨道高度 卫星在轨道面的相位
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卫星星座设计的准则
1. 避免轨道摄动造成的星座变形
A. 拱点进动 B. 交点进动
均为0 , e , i a 2 3 J 2 aE n cos i 2 p2 3J a 2 5 2 2 2E n 2 sin i 2p 2 2 3 J a 3 2 2 2 E M n e 1 1 sin i 2 p2 2