卫星轨道参数
卫星轨道参数
卫星轨道参数
（1）在地球坐标系中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为升交点。
轨道的降段与⾚道的交点称为降交点。
（2）轨道倾⾓：指的是⾚道平⾯与轨道平⾯间的（升段）夹⾓。
（3）周期（T）：指卫星绕地球运⾏⼀周的时间
（4）截距（L）：连续两次升交点之间的经度数。
L=T*15度/⼩时
（5）星下点：卫星与地球中⼼连线在地球表⾯的交点。
（6）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。
几种主要的卫星和轨道参数
几种主要的卫星和轨道参数
1.卫星轨道参数
卫星轨道参数是描述卫星轨道的几何参量，主要分为三类：
(1)动力学参量:指卫星圆形轨道的根数，它们描述卫星的运动形态，
典型动力学参量有近地轨道的根数a,e,i,Ω,ω和M,以及非近地轨道的
根数a,e,i,Ω,ω,Ω和M。
(2)力学参量:这些参量描述卫星的运动特性，典型的力学参量有加速度、旋转角速度、轨道偏心率和磁壳动量等。
(3)位置参量:这些参量描述的是卫星的位置，例如轨道高度、经纬度、方位角和真切角等。
2.卫星倾斜角
卫星倾斜角是指卫星轨道平面和地心轴的夹角，它是构建满足特定动
力学条件的卫星轨道的一个重要参量。
它将分成升交点倾斜角和降交点倾
斜角。
升交点倾斜角表示了卫星轨道从南半球到北半球的倾斜角，降交点
倾斜角表示了从北半球到南半球的倾斜角。
平均倾斜角则是指升交点倾斜
角和降交点倾斜角的算术平均值。
3.引力摄动参量
引力摄动参量是指卫星因地球的引力而产生的小幅度的偏转，通常它
们会产生一些及时的轨道变化。
常见的两种引力摄动参量有J2和J4参数，它们分别描述的是卫星轨道对太阳系的第二、第四阶引力摄动的大小。
4.时差参量。
卫星轨道参数计算
卫星轨道平面的参数方程：1cos()p e rr ：卫星与地心的距离P ：半通径（2(1)p a e 或21p b e ） θ：卫星相对于升交点角 ω：近地点角距卫星轨道六要素：长半径a 、偏心率e 、近地点角距ω、真近点角f （或者卫星运动时间t p ）、轨道面倾角i 、升交点赤径Ω。
OXYZ─赤道惯性坐标系，X轴指向春分点T ；ON─卫星轨道的节线（即轨道平面与赤道平面的交线），N为升交点；S─卫星的位置；P─卫星轨道的近地点；f─真近点角，卫星位置相对于近地点的角距；ω─近地点幅角，近地点到升交点的角距；i─轨道倾角，卫星通过升交点时，相对于赤道平面的速度方向；Ω─升交点赤经，节线ON与X轴的夹角；e─偏心率矢量，从地心指向近地点，长度等于e；W─轨道平面法线的单位矢量，沿卫星运动方向按右旋定义，它与Z轴的夹角为i；a─半长轴；α，δ─卫星在赤道惯性坐标系的赤经、赤纬。
两个坐标系：地心轨道坐标系、赤道惯性坐标系。
地心轨道坐标系Ox0y0z0：以ee1为x0轴的单位矢量，以W为z0轴的单位矢量，y0轴的单位矢量可以由x0轴的单位矢量与z0轴的单位矢量确定，它位于轨道平面内。
赤道惯性坐标系：OXYZ,X轴指向春分点。
由地心轨道坐标系到赤道惯性坐标系的转换：1.先将地心轨道坐标绕W旋转角（-ω），旋转矩阵为R Z(-ω)；2.绕节线ON旋转角（-i），旋转矩阵为R X(-i)；3.最后绕Z轴旋转角（-Ω），旋转矩阵为R Z(-Ω)；经过三次旋转后，地心轨道坐标系和赤道惯性坐标系重合。
在地心轨道坐标系中，卫星的位置坐标是：0 0 0cos sin 0x r f y r fz地心轨道坐标系到赤道惯性坐标系的转换关系是：000()()()cos cos sin cos sin sin cos cos cos sin sin sin cos =cos sincos cos sin sin sincos cos cos sin cos sin sin cos sin cos z x z x x y R R i R y z z i i i r f i i i i ii2sin 0cos sin()sin sin()cos(1)=sin cos()cos sin()cos 1cos sin()sin r f f f i a e f f ie ff i赤道惯性坐标系下的坐标确定后，可与r 、α、δ联系起来，关系式如下：1222()2arctan arctan(1)1cos 1cos y xz x y p a e re fe f若卫星六要素都已知，则可以解出α、δ。
几种主要的卫星和轨道参数
几种主要的卫星和轨道参数主要的卫星可以分为地球同步轨道（GEO）卫星、低地球轨道（LEO）卫星、中地球轨道（MEO）卫星和高地球轨道（HEO）卫星。
下面将介绍这些卫星的轨道参数。
1.地球同步轨道（GEO）卫星：地球同步轨道卫星是距离地面上其中一点的航天器，它们的轨道速度与地球自转速度相等，因此在同一位置循环地穿过该点。
主要的参数如下：-轨道平面：赤道平面-角速度：与地球自转速度相等-运行周期：大约24小时-角度分辨率：固定2.低地球轨道（LEO）卫星：低地球轨道卫星是距离地面较近的卫星，它们的主要特点是运行速度快，覆盖范围较小。
主要的参数如下：-高度：通常在100到2000公里之间-轨道平面：通常是近极轨道或近赤道轨道-角速度：快于地球自转速度-运行周期：通常在90分钟到2小时之间-角度分辨率：可以改变，取决于卫星的设计和任务需求3.中地球轨道（MEO）卫星：中地球轨道卫星是介于低地球轨道和地球同步轨道之间的卫星，其参数如下：-轨道平面：通常是中纬度-角速度：比地球自转速度快但比低地球轨道慢-运行周期：几小时到几天不等-角度分辨率：可以改变，取决于卫星的设计和任务需求4.高地球轨道（HEO）卫星：高地球轨道卫星通常用于特殊的科学研究任务，其轨道参数如下：-轨道平面：通常是偏极轨道或者高度偏心轨道-角速度：比地球自转速度慢-运行周期：几天到几个月不等-角度分辨率：可以改变，取决于卫星的设计和任务需求这些卫星的轨道参数不仅取决于其任务需求，也受到技术限制和成本考虑的影响。
在选择合适的卫星轨道时，需要综合考虑通信、遥感、导航等应用的需求，并在设计过程中优化轨道参数以达到最佳性能。
卫星 参数
卫星参数一、引言卫星是一种人造运行于地球轨道上的天体，主要用于进行通信、导航、气象监测、地球观测等各种任务。
在设计和开发卫星时，各种参数的选择至关重要，这些参数直接决定了卫星的性能和功能。
本文将对卫星的参数进行详细介绍。
二、卫星参数的分类卫星参数可以分为几个主要的分类，包括轨道参数、通信参数、能源参数、载荷参数等。
以下将分别对这些参数进行介绍。
1. 轨道参数轨道参数是指影响卫星运行轨道的各种参数，包括轨道高度、轨道倾角、轨道周期等。
轨道高度决定卫星与地面的距离，轨道倾角决定卫星的运行轨迹。
根据不同任务的需求，卫星的轨道参数也会有所不同。
2. 通信参数通信参数是指影响卫星通信功能的各种参数，包括频率、带宽、接收灵敏度等。
频率决定了卫星通信的信号传输速率，带宽决定了信号传输的容量，接收灵敏度决定了卫星接收信号的能力。
3. 能源参数能源参数是指影响卫星能源供应的各种参数，包括太阳能电池片的效率、电池的容量、电源管理系统的设计等。
这些参数直接关系到卫星的能源消耗和使用寿命。
4. 载荷参数载荷参数是指卫星所搭载的各种科学仪器和设备，包括摄像头、雷达、天线等。
这些参数决定了卫星的功能和任务。
三、卫星参数的选择原则在确定卫星参数时，需要考虑一些基本的原则。
首先是任务需求，根据不同的任务需求选择合适的参数。
其次是可靠性，卫星作为一个长期运行的设备，需要具备良好的可靠性。
另外，成本和重量也是选择参数时需要考虑的因素。
四、卫星参数的优化方法为了提高卫星的性能和功能，可以通过一些优化方法来选择和设计参数。
例如，使用轨道设计软件进行轨道参数优化，采用高效的通信技术和设备来提升通信参数，采用高效的能源管理系统来提高能源参数等。
五、卫星参数的实际应用卫星参数的选择和设计对于实际应用非常重要。
不同类型的卫星都有不同的参数要求，在通信、导航、气象监测等领域都有广泛的应用。
通过合理选择和设计卫星参数，可以提高卫星的性能和功能，满足各种应用需求。
卫星轨道参数详解
卫星轨道参数详解⽬录⼀.卫星根数1.1 六根数1.2 卫星星历两⾏根数（TLE(two line element)）tle1:tle2:1.3 航天器的运⾏轨道分类1.4轨道速度的计算⼀.卫星根数1.1 六根数⼈造卫星轨道六要素（也称为轨道六根数）是⽤于表征卫星轨道形状、位置及运动等属性的参数，可⽤来确定任意时刻卫星的轨道和位置。
通常的轨道六根数指的是：半长轴a、离⼼率e、轨道倾⾓i、近⼼点辐⾓ω、升交点经度Ω和真近点⾓φ。
六根数中，前2项确定了轨道形状，第3、4、5项确定了轨道平⾯所处的位置，第6项确定了卫星在轨道中当前所处位置（注意：第6项除了⽤真近点⾓来表征外，还常常⽤平近点⾓、过升交点时刻、过近地点时刻等参量表征，其效果是等价的。
六根数⽰意图半长轴a:这个根数决定了卫星轨道形成的椭圆长半轴的长度，及轨道的⼤⼩。
同时，这个根数也决定了发射卫星到这个轨道需要多少能量，因为根据活⼒公式，⼀个确定轨道的机械能是固定的。
不同任务类型的卫星，或者运载约束，⼯作在不同的轨道⾼度上。
发射到不同轨道所需要的能量都需要依靠半长轴来计算。
如下图所⽰，飞得越⾼的卫星速度越慢，也是依据半长轴计算⽽来的。
偏⼼率e:跟椭圆的扁率是⼀个意思，代表轨道偏⼼的程度。
偏⼼率近似等于0的轨道⼀般称为近圆轨道，此时地球的质⼼⼏乎与轨道⼏何中⼼重合。
偏⼼⼤于0⼩于1，轨道就呈椭圆状，偏⼼率越⼤轨道越扁。
轨道倾⾓i:即轨道平⾯与⾚道平⾯之间的夹⾓，⽤于描述轨道的倾斜程度，简单地说就是轨道平⾯相对于地球⾚道平⾯是躺着的还是⽴着的或者是斜着的。
卫星轨道的倾⾓决定了卫星星下点所能覆盖的地理⾼度，并对发射场和运载⽕箭的运⼒形成硬性约束。
具体⽽⾔，若想卫星⾏下点轨迹覆盖⾼纬度地区，则卫星轨道倾⾓不能⼩于该纬度；发射场的纬度不能⾼于卫星轨道倾⾓；在半长轴和发射场相同的情况下，运载⽕箭发射倾⾓更⾼的卫星需要提供更多的能量。
升交点⾚经Ω：理解这个轨道根数需要在称为惯性系的三维空间中进⾏。
p18轨道参数
p18轨道参数摘要：1.轨道参数的定义与重要性2.轨道参数的具体内容3.轨道参数的计算方法4.轨道参数的应用实例正文：1.轨道参数的定义与重要性轨道参数，又称轨道元素，是用于描述卫星、航天器等空间物体在空间轨道上运动状态的参数。
轨道参数是设计和控制卫星飞行过程中必不可少的重要数据，对于确保卫星正常运行和完成预定任务具有举足轻重的地位。
2.轨道参数的具体内容轨道参数通常包括以下六个基本参数：(1) 轨道倾角：轨道面与赤道面的夹角。
(2) 轨道半径：卫星距离地球的平均距离。
(3) 轨道高度：卫星距离地面的平均高度。
(4) 轨道周期：卫星绕地球一周所需的时间。
(5) 轨道速率：卫星在轨道上的平均速度。
(6) 轨道偏心率：描述轨道形状的参数，取值范围为0 到1，当偏心率为0 时，轨道为圆形，偏心率为1 时，轨道为抛物线形状。
3.轨道参数的计算方法轨道参数的计算方法通常基于开普勒定律和牛顿万有引力定律。
根据卫星发射前的预定轨道参数和卫星在轨道上的实时测量数据，可以对轨道参数进行计算和修正，以确保卫星能够按照预定的轨道和时间节点完成任务。
4.轨道参数的应用实例轨道参数在卫星设计和控制过程中具有广泛的应用。
例如，在卫星发射前，需要根据任务要求和地球物理条件，设计出一条合适的轨道，并计算出相应的轨道参数。
在卫星发射过程中，需要根据实时测量数据，对轨道参数进行调整，以确保卫星能够准确进入预定轨道。
在卫星运行过程中，需要定期对轨道参数进行更新和修正，以确保卫星能够按照预定的轨道和时间节点完成任务。
总之，轨道参数是描述卫星在空间轨道上运动状态的重要数据，对于卫星的设计、发射和运行具有举足轻重的地位。
卫星轨道参数特点
2 卫星轨道参数与轨道特点
轨道特点 3、与太阳同步轨道：
指卫星轨道平面与太阳光之间 的夹角（太阳光照角）始终 保持一致的轨道。在一年中 进动360°,即卫星轨道面相对 于地球的角进动与地球绕太 阳公转的角速度相等。
2 卫星轨道参数与轨道特点
太阳同步轨道 作用（1）可使卫星通过同一
纬度的平均地方时不变 （2）有利于在最佳光照条件
下获取高质量影像和多时 相影像色调对比
2 卫星轨道参数与轨道特点
卫星轨道如何与太阳同步？
2 卫星轨道参数与轨道特点
轨道特点 4、可重复观测
地球资源卫星的按一定的周 期运行，一个重复周期对地 球扫描一次；然后，接着进 行下一个重复周期。。。。 实现可重复观测。
Hale Waihona Puke 第3章 遥感平台及运行特点
第2节卫星轨道参数与轨道特点
2 卫星轨道参数与轨道特点
对用于地球资源和环境遥感的航天平台要做到： ⑴.对全球表面进行周期性成像覆盖; ⑵.最大范围地获得地球表面信息； ⑵.保证在卫星通过北半球中纬度地区时有最佳光照条件； ⑶.同一地点、不同日期的成像地方时间、太阳光照角基本一
致。
2 卫星轨道参数与轨道特点
轨道特点 i
1、近极地轨道 卫星轨道平面与地球赤道平 面的夹角近90度。 轨道倾角越大，覆盖地球表 面的面积越大。
2 卫星轨道参数与轨道特点
轨道特点 i
2、卫星轨道近圆形 地球资源卫星的偏心率很小， 例如：LANDSAT3的偏心率 为0.00006.因此轨道为近圆 形。作用是：获取图像有相 近的比例尺；成像扫描仪具 有固定的扫描频率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
倾角赤道平面与卫星轨道平面间的夹角，具体计算是在卫星轨道升段时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。
高度卫星离地球表面的距离。
星下点卫星与地球中心连线在地球表面的交点。
升交点卫星由南往北飞行在赤道上的交点。
周期卫星绕地球一周需要的时间。
截距卫星绕地球一周，地球转过的度数。
偏心率焦距与轨道半长轴之比。
近地点角在轨道平面内升交点和近地点与地心连线间的夹角。
平均近点角若卫星通过近地点的时刻为tp，卫星的平均角速度为 n，则任一时刻的平均近点角M=n（t-tp）。
轨道数卫星从升交点开始到下一个升交点为止环绕地球的圈数。
（气象局提供）。