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  • 太陽同步軌道衛星

    太陽同步軌道衛星,軌道傾角大于90度且在兩極附近通過,所以也為近極軌衛星,它的軌道面與太陽的取向一致,所以叫太陽同步衛星。每天向東移動0.9856度,這個角度正好是地球繞太陽公轉每天東移的角度。

    編輯摘要

    基本信息 編輯信息模塊

    中文名: 太陽同步軌道衛星 英文名: Sun-synchronous orbit
    其他外文名: Heliosynchronous orbit
    別名: 極軌衛星 移動角度: 0.9856度
    定義: 軌道平面和太陽始終保持固定取向
    欧美作爱牲交av

    目錄

    簡介/太陽同步軌道衛星 編輯

    太陽同步軌道(Sun-synchronous orbit 或 Heliosynchronous orbit)指的就是衛星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向,軌道的傾角(軌道平面與赤道平面的夾角)接近90度,衛星要在兩極附近通過,因此又稱之為近極地太陽同步衛星軌道。為使軌道平面始終與太陽保持固定的取向,因此軌道平面每天平均向地球公轉方向(自西向東)移動0.9856度(即360度/年)。

    計算公式/太陽同步軌道衛星 編輯

    太陽同步軌道衛星 太陽同步軌道衛星

    軌道平面繞地球自轉軸旋轉的方向與地球的公轉方向相同、旋轉角速度等于地球公轉的平均角速度(即0.9856°/d或360°/a)的人造地球衛星軌道。太陽同步軌道的半長軸α、偏心率e和傾角 ¡這3個軌道要素必須滿足以下關系式:

    Cosi=-4.7737×10-15 (1-e)2a(7/2)

    式中a的單位為km。由該式可知,太陽同步軌道的傾角必須大于90°,即它是一條逆行軌道。在圓軌道時,傾角最大為180°,所以太陽同步軌道的高度不會超過6000km。在太陽同步軌道上運行的衛星,從相同的方向經過同一緯度的當地時間是相同的(見圖)。例如,衛星最初由南向北(升段)經過北緯40°上空是當地時間早晨8點。由于地球公轉,即使地方時相同,不同季節的地面光照條件也有明顯差別。但在一段不長的時間內光照條件可視為大致相同。選擇適當的發射時間,可以使衛星經過一些地區時,這些地區始終有較好的光照條件,這樣衛星在這些地區的上空始終處于太陽光的照射下,不會進入地球陰影,太陽電池可以充足供電而不會中斷。傾角大于90°的太陽同步軌道還兼有極軌道的特點,可以俯瞰整個地球表面。氣象衛星、地球資源衛星一般都選取太陽同步軌道,以使拍攝的地面目標圖像最好。太陽同步軌道的精度要求很高。為了較長時間保持與太陽“同步”,衛星需要配備軌道控制系統,用于修正軌道誤差和不斷克服攝動力的影響。

    衛星舉例/太陽同步軌道衛星 編輯

    下面結合當前研究內容,以ODIN衛星為例理解一下:

    太陽同步軌道衛星 太陽同步軌道衛星

    衛星軌道面與太陽取向一致,則衛星不像地球同步衛星一樣隨地球自轉而轉動,即衛星只有沿軌道方向速度,沒有沿地球自轉方向即自西向東方向旋轉速度。嚴格地說,還是有自西向東的速度的,因為地球在自西向東公轉,所以衛星要保持軌道面與太陽取向一致,必須有一個與地球公轉一致的角速度,即360度/(365天)=0.9863度/天。

    衛星總是在相同的地方時經過同一位置。比如,每天上午10:00經過長春上空,每天下午4:00經過武漢。ODIN衛星周期為96分鐘,而一天是24*60分鐘,所以衛星一天繞地球轉24*60/96=15圈。如此,看來,衛星每天重復一次軌道運行,即只經過長春或武漢一次。這樣,每一圈軌道觀測地球不同的地方,以達到觀測全球的目的,第二天上午10:00又回來觀測長春。其實,這是衛星軌道沒變化,地球自己轉動了,衛星一圈需時96分,地球自轉96/(24*60/360)=24度,地球有360/24=15個24度,于是,衛星在一天繞地球轉15圈。而且,在一個短時期內,一地區太陽照射情況不會有太大變化,所以可以對一個地區相同的太陽照射情況進行多次觀測。

    ODIN衛星軌道傾角為97.8度,如圖1所示,春分和秋分時,白天和黑夜分界線與赤道垂直,所以,軌道線北半球在白天,南半球在黑夜,即探測不到太陽輻射;夏至時,更是這樣,而且白天時離太陽更近;冬至時,與夏至相反,衛星經過北半球是黑夜,經過南半球是白天。因為衛星軌道面與太陽取向一致,所以不會出現,同一天或同一段短時期,不會出現一會兒衛星在北半球白天南半球黑夜,一會兒又跑到北半球黑夜南半球白天的現象,必須換季才能出現這樣的情況。當然,當太陽直射南半球的時候,會出現衛星在黑夜和白天分界線的位置上運行,這樣衛星一直探測的是黎明或黃昏的太陽輻射了。

    ODIN衛星升交點為18:00, 如圖2,衛星0度時在當地時太陽落山時候,90度時當地為正午,180度時為當地日出時候,270度為午夜,360又為當地太陽下山時。

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