《卫星气象》学习资料：Ch2_卫星的运动和气象卫星.ppt

《《卫星气象》学习资料：Ch2_卫星的运动和气象卫星.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、卫星气象学第二章卫星的运动Reference：MichelCapderou，SatellitesOrbitsandMissions，TranslatedfromFrenchbyStephenLylebo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)北南轨道轨道平面赤道平面bo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.

2、(NUIST)假定：(1)地球，理想球体、均质，质心在地心；(2)卫星质量地球质量，可忽略；(3)星-地的距离>>卫星本身尺度，质点；(4)忽略其它因素对卫星的作用力。根据理论力学，卫星在地球引力（有心力）作用下的运动为平面运动。该平面称为轨道面，轨道面过地心。第一节卫星的运动规律bo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)在轨道面上的运动方程为：d2r/dt2-r(d/dt)2=-µ/r2r2d

3、/dt=h(常数){式中r是卫星的矢径，θ为幅角，=GM=3.986032x1014m3/s2，为开普勒常数,h为积分常数。G=6.67259x10-11N.m2/kg2万有引力常数M=5.97370x10-24kg为地球质量一、卫星的运动方程•rv轨道地心bo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)解方程组得A为积分常数。令p=h2/µ，e=Ap，得——圆锥曲线,力心位于焦点上。bo.qian@nui

4、st.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)卫星轨道可以是圆锥曲线的一种当e=0，rp，轨道为圆。当e1,椭圆轨道，以地心为焦点,焦点与椭圆中心不重合。e=c/a偏心率，a半长轴，c是焦距。p=a(1-e2)近地点rp=a（1-e）远地点ra=a（1+e）当e=1,卫星脱离地球引力，抛物线轨道：太阳行星当e1,卫星脱离太阳系引力，双曲线轨道：恒星bo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sound

5、ing,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)二、卫星运动三定律1、卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆、椭圆、抛物线、双曲线），地球位于其中的一个焦点上。椭圆轨道圆轨道双曲线轨道抛物线轨道bo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)2、卫星的矢径在相等时间内扫过的面积相等（即面积速度为常数）。dA/dt=(r2d/dt)/2 =h/2=常数角速度：=d/dtrv轨道地心

6、bo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)角速度：=d/dt由于面积速度为常数，所以：r小，大。在近地点p，r最小，最大；r大，小。在远地点a，r最大，最小。卫星在轨道上运行的角速度apbo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)卫星总能量与活力公式卫星在椭圆轨道上的总能量

7、为：W（总能量）=（mv2）/2（动能）–m/r（势能）=–m/2a因此，卫星在轨道上的运行速度为V2=（2/r–1/a）——卫星活力公式bo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech.(NUIST)V远=[(2/r远–1/a)]1/2=[(/a)(1–e)/(1+e)]1/2在椭圆轨道上▲▲V近=[(2/r近–1/a)]1/2=[(/a)(1+e)/(1–e)]1/2V圆=[/r圆]1/2=[/（R+H）

8、]1/2卫星飞行速度V2=(2/r–1/a)在圆轨道上换言之，卫星在地心引力下作圆周运动：GMm/r2（向心力）=mv2/r（离心力）也有：v=（GM/r）1/2=[/（R+H）]1/2bo.qian@nuist.edu.cn,Dept.ofAtmos.Sounding,NanjingUniv.ofInfo.Sci.&Tech