卫星轨道基础知识以及星下点

卫星轨道基础知识以及星下点

卫星轨道参数是用来描述在太空中卫星运行的位置、形状和取向的各种参数。太空中的卫星在地球引力等各种力的作用下做周期运动，一阶近似就是一个开普勒椭圆轨道。由于其他力的存在(比如地球的形状，大气阻力，其他星球的引力等等)，实际的轨道和理想的开普勒轨道有偏离，这个在航天里称为“轨道摄动”。

为了唯一的确定一个卫星的运行轨道，我们需要6个参数。

我们首先来认识一下，这些参数的含义。

轨道面倾角：

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：

卫星由南往北飞行轨迹在赤道上的交点。

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）。

为了进一步细致了解，我们从平面图来看，下图是开普勒第一定律截取出来的，可以清楚的看到，椭圆轨道的近地点、远地点、长半轴和短半轴

对于这些参数的求法我们可以看下图。

确定卫星的轨道，我们往往需要六个参数即可，升交点赤经、轨道倾角、近地点幅角、偏心率、轨道半长轴、真近点角。

升交点赤经：为卫星轨道的升交点与春分点之间的角距。

轨道倾角：轨道面和赤道面的夹角。

近地点幅角：轨道平面内升交点到近地点的角度。

偏心率：c/a。

真近点角:天体从近点起沿轨道运动时其向径扫过的角度。

最后了解如何算星下点。