人造卫星基本原理
卫星 原理
卫星原理
卫星是指在空间中运行的人造天体，其原理基于以下几个方面：
1. 轨道运行原理：卫星利用地球引力将其拉向地球，同时以足够的速度绕地球进行匀速运动。
根据卫星所需的任务和应用需求，可以选择不同类型的轨道，如地球同步轨道、低地球轨道或者极轨道等。
2. 通信原理：卫星作为一个通信中继站，其中最常见的类型是通信卫星。
通信卫星将信号从发射地点接收，经过信号处理和频率转换后，再重新发射到目标地点。
这样可以实现遥远地区之间的通信，并覆盖大范围的地理区域。
3. 探测原理：卫星可以携带各种探测设备，如摄影机、观测仪器、雷达等，用于进行地球观测、天文观测、地质勘探等科学研究。
这些设备可以通过卫星的高高度和广覆盖范围来获取全球范围内的数据，并提供多角度、多时间点的观测能力。
4. 导航原理：全球定位系统（GPS）是一种卫星导航系统，利
用多颗卫星组成的卫星网络，通过卫星与接收器之间的信号交互，测量接收器的精确位置和时间。
通过计算多个卫星信号之间的时间差，可以确定接收器所处的位置，实现精确的导航和定位功能。
总的来说，卫星通过利用地球引力、运用通信、探测、导航等原理，可以实现多种功能和应用，从而在现代技术和科学领域发挥重要作用。
人造卫星的原理
人造卫星的原理人造卫星是一种由人类制造并送入地球轨道的人造天体，它可以用来进行通信、导航、气象监测等多种用途。
人造卫星的原理主要包括发射、轨道、通信和能源等方面。
首先，人造卫星的原理之一是发射。
发射是指将卫星送入地球轨道的过程，通常通过火箭将卫星送入太空。
在发射过程中，需要克服地球引力和大气阻力，以确保卫星能够进入预定的轨道。
因此，发射是人造卫星运行的第一步，也是至关重要的一步。
其次，人造卫星的原理还涉及轨道。
轨道是指卫星在地球周围运行的路径，通常有不同的轨道类型，如地球同步轨道、低地球轨道等。
不同的轨道类型适用于不同的应用场景，如通信卫星通常采用地球同步轨道，而气象卫星通常采用低地球轨道。
通过合理选择轨道类型，可以更好地满足卫星的使用需求。
另外，人造卫星的原理还包括通信。
通信是卫星的重要功能之一，它可以通过天线接收地面发来的信号，并将其转发到其他地区。
这样就实现了遥远地区之间的通信，为人类社会的发展提供了便利。
同时，卫星通信还可以覆盖地面范围广阔，无需铺设大量的通信线路，因此在一些偏远地区具有很大的优势。
最后，人造卫星的原理还涉及能源。
卫星通常需要能源来维持其正常运行，例如提供电力来驱动设备和维持通信等功能。
因此，卫星通常携带太阳能电池板，通过太阳能转换为电能来提供能源。
在没有太阳能的情况下，还需要携带储能设备，如电池组，以确保卫星能够持续运行。
综上所述，人造卫星的原理涉及发射、轨道、通信和能源等多个方面，这些原理相互作用，共同确保卫星能够正常运行并发挥其作用。
人造卫星的发展不仅促进了人类社会的进步，也为我们对宇宙和地球的认识提供了重要的数据支持。
随着科技的不断进步，相信人造卫星将发挥更加重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
人造卫星基本原理
人造卫星的基来源根基理宇文皓月参考、摘录自——王冈曹振国《人造卫星原理》一、关于椭圆轨道在地球引力的作用下，要使物体环绕地球作圆周运动，那么必须使得物体的速度达到第一宇宙速度。
如果卫星所需的向心力恰好和其所受万有引力相等，则它将作圆周运动。
若其所需向心力大于地球引力，这是物体的运动轨迹就酿成椭圆轨道了。
物体的速度比环绕速度（作圆周运动时的速度）大得越多，椭圆轨道就越“扁长”，直到达到第二宇宙速度，物体便沿抛物线轨道飞出地球引力场之外。
因为发射卫星和飞船时，入轨点的速度控制不成能绝对精确，速度大小的微小偏离，和速度方向与当地的地球水平方向间的微小偏差，都会使航天器的轨道不是圆形二是椭圆形，椭圆扁率取决于入轨点的速度大小和方向。
a——椭圆的半长轴b——椭圆的半短轴>11.2km/s-抛物线双曲线ce ——偏心率a c e = P e ——近地点A p ——远地点 P ——半通径)1(22e a a b P -==Y w ——轴与椭圆交点的坐标f ——真近点角，近地点和远地点之间连线与卫星向径之间的夹角E ——偏近点角只要知道了卫星运行的椭圆轨道的几个主要参数：a ，e 等，卫星在椭圆轨道上任一点（r ）处的速度就可以计算出来：)12(a r v -=μ 其中2μ=GM （地心万有引力常数）椭圆轨道上任一点处的向径r 为：)cos 1(E e a r -=近地点向径：)1(e a r p -=远地点向径：)1(e a r A +=所以，近地点r 最小，卫星速度最大e e a v -+⋅=112μ远地点r 最大，卫星速度最小e ea v +-⋅=112μ 卫星或飞船入轨点处的速度，通常就是近地点的速度，这个速度一般要比当地的环绕速度要大；而椭圆轨道上远地点速度则比当地的环绕速度要小。
A圆形轨道可以看成椭圆轨道的特殊情况。
即a=b=r ，所以 又因为r g r 2μ=，所以：210)(r R R g r g v r ⋅=⋅= 这就是运行轨道的环绕速度公式。
人造卫星原理
人造卫星原理
人造卫星是通过人类设计、制造和发射到地球轨道上的一种航天器。
它们携带各种各样的科学仪器和设备，用于实现多种任务，如远程通信、气象监测、地球观测、导航和军事用途等。
人造卫星的工作原理基于牛顿的万有引力定律和开普勒的行星运动定律。
根据这些定律，卫星绕地球运动时会受到地球的引力作用，同时也需要具备足够的离心力以保持其稳定的运行轨道。
卫星的运行轨道可以分为三种类型：地球同步轨道、低地球轨道和极地轨道。
地球同步轨道是指卫星的轨道与地球的自转周期相同，使得卫星能够在相对固定的地点上提供连续的通信服务。
低地球轨道则通常用于地球观测和科学实验，它的高度较低，绕地球运行速度较快。
极地轨道则用于观测极地地区，以获取高分辨率的地球图像。
卫星的通信原理是通过接收和发送无线电信号实现的。
卫星上的通信设备接收地面站发送的信号，将其放大后再通过卫星向目标地区发送。
地面站也可以通过卫星接收来自其他地区的信号，实现远程通信。
在通信过程中，卫星需要将信号经过放大、转发和解码等处理，以确保信号的质量和稳定性。
除了通信功能，人造卫星还可以用于地球观测。
通过搭载各种传感器和仪器，卫星可以对地球的表面、大气、海洋和天气等进行监测和研究。
这些观测数据对于科学研究、气象预报、环境保护和军事侦察等领域具有重要意义。
总的来说，人造卫星的工作原理是基于牛顿力学和电磁波传输原理的。
通过在地球轨道上运行，并携带各种科学设备和仪器，卫星可以实现多种任务，为人类社会提供广泛的服务和支持。
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。
人造卫星 原理
人造卫星原理
人造卫星是指由人工制造并发射到地球轨道上的卫星。
它们被用于各种不同的用途，包括通信、天气观测、导航、科学研究等等。
人造卫星的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤：
1. 发射：人造卫星通常由火箭发射入轨。
发射时，火箭提供足够的速度和高度将卫星送入轨道上。
2. 轨道：一旦卫星进入轨道，它会按照预定的轨道进行运动。
不同的卫星有不同的轨道类型，包括低地球轨道、中地球轨道和静止轨道等。
3. 通信：许多人造卫星用于通信目的。
这些卫星配备了天线和发射器，可以接收地面信号并转发到其他地区。
这种通信方式被广泛应用于电话、互联网和电视广播等领域。
4. 观测：人造卫星还用于观测地球和宇宙。
这些卫星搭载各种仪器，可以测量地球表面的温度、气候和植被等信息，或者观测宇宙中的星体、行星和黑洞等。
5. 导航：导航卫星是用于定位和导航的。
它们发射出无线电信号，接收器可以通过测量信号的时间差来计算自己的位置。
全球定位系统（GPS）就是一个应用广泛的导航卫星系统。
6. 科学研究：科学卫星主要用于进行各种科学研究。
例如，天
文学家可以使用卫星观察遥远的星系和宇宙现象，地球科学家可以利用卫星收集地球表面气候和环境的数据。
总之，人造卫星通过发射入轨、按照预定轨道运动，并搭载不同的仪器和设备来实现各种功能，从而能够为人类提供通信、观测、导航和科学研究等服务。
东方红一号的基本原理
东方红一号的基本原理
东方红一号是我国第一颗人造地球卫星，其基本原理是利用火箭将卫星送入太空，然后通过自身的推进装置进行轨道调整和姿态控制。
其主要基本原理包括以下几个方面：
1. 运载火箭：通过火箭的推力将卫星送入预定轨道。
东方红一号使用的是长征一号运载火箭。
火箭将卫星送入地球轨道后，分离与卫星。
2. 数据采集和传输：卫星配备了多种仪器和传感器，可以测量和收集大气、空间等信息，并将其传输到地面控制中心。
这些数据对于科学研究和地球观测非常重要。
3. 姿态控制：卫星配备了姿态控制系统，可以通过控制推进装置、陀螺仪和反射器等来调整卫星的姿态，保持其稳定的轨道和方向。
4. 供能系统：卫星通过太阳能电池板获取能量，并储存在电池中，以供卫星运行和执行任务所需。
5. 通信系统：卫星上安装有通信设备，可以与地面控制中心进行数据传输和命令接收，实现与地面的无线通信。
6. 卫星热控制系统：卫星上使用了热控制装置，以防止它在极端的温度条件下受到损坏。
综上所述，东方红一号利用火箭将其送入太空，并通过自身的推进装置、数据采集和传输、姿态控制、供能系统、通信系统和热控制系统等组成的工作原理来实现其任务和功能。
卫星的原理
卫星的原理
卫星是通过运用牛顿力学的运动定律和万有引力定律在地球轨道中运行的人造物体。
卫星原理主要基于以下几个方面：
1. 地球引力：根据牛顿第二定律，物体受到的引力等于其质量乘以加速度。
地球对卫星施加引力，使其保持在地球的轨道上。
2. 地球自转：地球以自己的轴自转，产生一个离心力，这一力对卫星的运行产生影响。
为了抵消离心力的影响，卫星需要维持一定的运动速度。
3. 圆周运动：卫星在地球轨道上运行时，通常采用圆周运动。
圆周运动的原理是，物体在圆周运动中受到一个向心力，这个力的方向指向圆心。
通过适当的速度和距离，卫星可以保持在一个稳定的圆周轨道上。
4. 动量守恒：卫星的动量是守恒的。
即使没有其他力的作用，卫星的动量大小和方向也保持不变。
这意味着，卫星在地球轨道上沿着预定的轨道继续运行。
卫星的原理基本上是通过合理运用这些物理原理来实现的。
通过准确计算和控制卫星的速度和轨道，可以使卫星实现各种任务，例如通信、导航、天文观测等。
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人造卫星的基本原理
参考、摘录自王冈曹振国《人造卫星原理》
一、关于椭圆轨道
在地球引力的作用下，要使物体环绕地球作圆周运动，那么必须使得物体的速度达到第一宇宙速度。
如果卫星所需的向心力恰好和其所受万有引力相等，则它将作圆周运动。
若其所需向心力大丁地球引力，这是物体的运动轨迹就变成椭圆轨道了。
物体的速度比环绕速度（作圆周运动时的速度）大得越多，椭圆轨道就越“扁长”，直到达到第二宇宙速度，物体便沿抛物线轨道飞出地球引力场之外。
因为发射卫星和飞船时，入轨点的速度控制不可能绝对精确，速度大小的微小偏
离，和速度方向与当地的地球水平■方向问的微小偏差，都会使航天器的轨道不是圆形
二是椭圆形，椭圆扁率取决丁入轨点的速度大小和方向。
发射速度＞16.7km/s-双曲线
二、卫星运动轨道的几何描述
尽管开普勒定律阐明的是行星绕太阳的轨道运动，它们可以用丁任意二体系统的运动，如地球和月亮，地球和人造卫星等。
假定地球中心O在椭圆的一个焦点上
a——椭圆的半长轴
b——椭圆的半短轴
f --- 真近点角，近地点和远地点之间连线与卫星向径之间的火角
E --- 偏近点角
只要知道了卫星运行的椭圆轨道的几个主要参数：a, e 等，卫星在椭圆轨道 上任一点(r)处的速度就可以计算出来：
v J (2 1) 其中2=GM (地心万有引力常数) r a
椭圆轨道上任一点处的向径r 为：r a(1 ecosE)
近地点向径：r p a(1 e) p
远地点向径：r A a(1 e)
远地点r 最大，卫星速度最小v
卫星或飞船入轨点处的速度，通常就是近地点的速度，这个速度一般要比当 地的环绕速度要大；而椭圆轨道上远地点速度则比当地的环绕速度要小。
圆形轨道可以看成椭圆轨道的特殊情况。
即 a=b=r ,所以
飞 GM
乂因为 g r ——，所以：v 、g 「r ‘g 。
R （—）2 r
r
这就是运行轨道的环绕速度公式。
c ——偏心距，即椭圆焦点到对称中心的距离 e — 偏心率 e — a
P e 一 -近地点
Ap- -远地点
P — b 2
一半通径P —
a
a(1 e 2) Y w- -轴与椭圆交点的坐标
所以，近地点r 最小，卫星速度最大v
三、人造卫星的轨道参数（轨道根数）
对丁人造地球卫星轨道的形状、大小、在空间的方位以及卫星在特定时刻所处的位置，人们通常用一些特殊的量来描述，这些“量”被称为“轨道参数”，最常用的是经典轨道常数，即开普勒轨道常数，用来描述在空间中的卫星的轨道。
可以用这些常数递推出卫星在过去或将来的位置。
有以下六个：
1 .轨道倾角i——赤道平■面与卫星轨道平■面间的火角
2.升交点赤经Q——从春分点（以地球为中心观察：太阳从南半球王北半球运动时，跟地球赤道平面相交的点）到卫星升交点（卫星由南半球往北半球穿过赤道平■面的那一点，反之为降交点）的经度。
3.近地点幅角3 地心与升交点连线和地心与近地点连线间的火角
4.椭圆半长轴a
5.椭圆偏心率e
6.卫星通过近地点的时刻t
前5个参数实际描述了3个问题：轨道平面在空间中的方位；椭圆轨道在轨道平' 面中的取向（长轴指向）；椭圆轨道的形状和大小。
四、人造卫星的周期
由开普勒第三定律可知：运行周期的长短与半长轴有关，与半短轴无关
2
即：T2 2 —
GM
大致可以这样说：
距地面高度180~500km 运行周期约90分钟
距地面高度1万km 运行周期约6小时
距地面高度3.6万km运行周期约24小时
运行周期为24小时的卫星叫“同步卫星”
相对地面静止（运转方向和地球自转方向相同，轨道在赤道上空）的同步卫星叫“地球同步卫星”
五、人造卫星的寿命
在地球的外层空间，即使气体分子极其稀少，仍然会对卫星的运行形成阻力，使它不断降低运行高度，以至最终进入稠密大气层销毁。
所以，简单的说，轨道越高，真空
度越高，卫星的运行寿命也就越长。
（有效寿命一一工作时间还受星
上设备元件等影响，所以，卫星真正实用的时间多这几年，少者只有几天甚至更少）
六、人造卫星的常用轨道
1 .圆轨道（用丁把人造天体作为空间观测站、基准点和中继站的场合一一侦
查、气象、地球资源勘测、测地、导航、通信等）
要把人造卫星发射到圆轨道，必须同时满足两个条件
（1）速度正好等丁入轨点处的当地环绕速度
（2）速度方向同入轨点处的地平线平行
如果，入轨点的速度大丁该点环绕速度，卫星将进入椭圆轨道，入轨点成为近地点；
如果，入轨点的速度小丁该点环绕速度，卫星将进入椭圆轨道，入轨点成
为远地点，其近地点过低，一旦低丁100km,进入大气层，就会导致发射失败。
入轨点
如果入轨点的速度等丁该点环绕速度，但方向发生偏离，轨道也将成为椭圆，入轨点既不是近地点也不是远地点，在这种情况下，无论速度方向片上还是偏下，近地点都将低丁入轨点，方向偏得越多，低得就越多，导致发射失败的危险就越大。
/入轨点二
2. 椭圆轨道（常用丁科学探测卫星）
发射椭圆轨道的方法同样是控制入轨点的速度。
入轨点的高度取近地点高度，也就是人造卫星在近地点入轨发射比较方便。
根据轨道的近地点和远地点的要求计算入轨速度。
3. 地球同步轨道（零倾角，高度为35 800km,最适合地面远距离通话、电视转播等通信卫星和导弹预警卫星）
地球同步卫星的发射比一般圆轨道和椭圆轨道要复杂，其发射过程可分为三步。
（1）运载火箭将卫星送入初始轨道（地高度，轨道平■面和赤道面有倾角，一般在200km左右），
（2）当卫星经过赤道时，运载火箭再次工作，使其加速，进入一个远地点为35800km的椭圆轨道一一转移轨道（非常扁，与赤道平■面有倾角），并
与火箭分离
（3）当卫星正好穿过赤道平■面时，由卫星上的远地点发动机调整卫星的速度，再次加速并同时调整方向（由丁发动机推力所增加的速度与卫星原有
速度合成），使速度正好等丁地球同步卫星所需环绕速度，就可以使卫星
进入地球同步轨道了
4. 极地轨道（优点是覆盖全球，侦查、导航、气象、测地、地球资源勘测等
应用大倾角的轨道和极地轨道）
七、失重的环境
长期的星际航行，必须在运周飞船上创造人工重力。
例如，把飞船做成环形，让它绕中心旋转，在环的外壁上的人和物受到的力就相当丁人工重力。
如果假定每分钟转N次，环的直径为D,这时，环外壁处的线速度为
c N
v D -
60
2
向心加速度为：a ——^ND）2 DC2-^）2（若D=60m, N=6即可和地
R D 60 2 60
面上相似）
八、人造卫星的发射
这种发射方式是不现实的：沿水平方向发射，一下子给卫星一个第一宇宙速度。
原
因有三：空气阻力太大，火箭会在严酷的气动力加热条件下被烧为灰烬；不可能有这样的运输工具；目前，第一宇宙速度还不能在瞬息之间得到。
实际的发射，同时要考虑克服重力和大气阻力减少能量损失等问题。
为了利用地球的自转，节省能量，航天发射一般都顺地球自转的方向向东发射。
并且，发射时先让运输工具沿垂直方向慢慢上升一段，到一定的高度一一空气比较稀薄了，在逐渐拐弯，在增加高度的同时，不断增加速度，奔向所需要的轨道。