航天公开课卫星运行轨道及分类思维导图

称为卫星轨道，它所在的平面称为轨道平面

卫星在轨道上围绕地球运转一周的时间称为周期

按卫星轨道的形状分类可分为圆形轨道和椭圆形轨道两类

卫星轨道平面与赤道平面的夹角，称为卫星轨道平面的倾角，记为i

赤道轨道：i=0°，轨道面与赤道面重合；静止通信卫星就位于此轨道平面内

极地轨道：i=90°，轨道面穿过地球南北极，在轨的卫星称极轨卫星

倾斜轨道：0<i<90°，轨道面倾斜于赤道，在轨的卫星称倾斜轨道卫星

按卫星离地面最大高度h的不同，也可把卫星轨道及卫星进行分类

低轨道卫星（LEO）：h<5000km。 中轨道卫星（MEO）：5000km<h<20 000km

高椭圆轨道卫星（HEO）：h>20 000km。 静止轨道卫星（GEO）：h=35 786km

卫星构成的都是移动卫星通信系统，且由这些卫星构成星座

低轨道卫星多采用极轨星状星座，也有网状星座

在低轨卫星星座中，卫星数量多，约为几十颗，卫星质量也小，小的仅为几十千克，大的几百千克

中轨道卫星采用网状星座，卫星为倾斜轨道

在中轨卫星星座中，卫星数量较少，约为十至几十颗，卫星质量为吨级

若按卫星的运转周期分，可分为同步轨道和非同步轨道

在轨卫星分别称同步卫星和非同步卫星

同步卫星，运转周期T=24恒星时，即为同步轨道，其卫星为同步卫星

当轨道倾角i=0时，卫星相对于地球表面一点，卫星位置保持固定不变

此轨道即为静止轨道（GEO，Geostationary Earth Orbit），其卫星即为静止卫星

静止轨道及静止卫星是同步卫星及同步轨道的特例

地球静止卫星的概念卫星运行轨道处于地球赤道平面内

运行方向与地球自转方向一致，绕地球一圈的时间与地球自转一周的时间（24h）

相同的卫星称为同步静止轨道卫星（此时卫星距地面高度为35 786km）

从地面看卫星是“静止”不动的，即地面上各点与卫星之间的相对位置不变，故又称地球静止卫星

卫通站天线易于保持对准卫星，不须复杂的跟踪系统；通信连续，不必频繁更换卫星

多普勒频移可忽略，对地面的视区面积和通信覆盖区面积大

对地静止轨道上的一颗卫星可覆盖全球表面的42.2％，便于实施广播和多址联接

信道的绝大部分在自由空间中，工作稳定，通信质量高

主要缺点是卫星的发射和在轨监控的技术复杂

传输损耗和传输时延都很大；两极附近有盲区；有日凌中断和星蚀现象

对地静止轨道只有一条，能容纳的卫星数量有限，在战时易受敌方干扰和摧毁

利用静止卫星构成一个卫星通信系统或通信网，就要知道一颗静止卫星能覆盖多大的区域

S是一颗在赤道上空35 786km高度上的同步卫星，A、B为该卫星全球波束与赤道线的相切点