最新卫星轨道计算PPT课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸

2、福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅卫星轨道计算第一章概要2.1卫星运动特性2.2卫星的空间定位2.3卫星覆盖计算2.4轨道摄动2.5轨道对通信系统性能的影响2.6卫星发射参考资料作业22.1卫星运动特性围

3、绕地球飞行的卫星和航天器服从与行星绕太阳飞行的运动规律约翰尼斯开普勒(1571-1630)通过观察推导了行星运动的3大定理，即开普勒3定理艾萨克·牛顿爵士(1642-1727)从力学原理出发证明了开普勒定理并创立了万有引力理论开普勒定理适用于空间任何两个物体间通过引力相互作用的情况，即二体问题（two-bodyproblem）32.1卫星运动特性续4开普勒第三定理(1618)：行星/卫星轨道周期的平方正比与椭圆轨道半长轴的立方使用能量守恒定理和开普勒第三定理，可以推导卫星的轨道周期T为其中：a是半长轴，开普勒常数μ=3.9861×105km3/s272.1卫星运动特性续5椭圆

4、轨道卫星具有时变的在轨飞行速度在远地点和近地点的速度分别为82.1卫星运动特性续6圆轨道卫星具有恒定的运动速度卫星系统轨道高度(km)在轨速度(km/s)轨道周期（时/分/秒）Intelsat(GEO)357863.074723/56/04.1NewICO(MEO)103554.895405/59/01.0SkyBridge(LEO)14697.127201/55/17.8Iridium(LEO)7807.462401/40/27.0典型卫星通信系统的轨道高度、卫星速度和轨道周期如下表92.1卫星运动特性续7例2.1某椭圆轨道卫星的远地点高度为4000km，近地点高度为100

5、0km。假设地球的平均半径为6378.137km，求该卫星的轨道周期T解:根据开普勒第一定理，近地点和远地点之间的距离为2a=2Re+hp+ha=2×6378.137+1000+4000=17756.274km轨道半长轴a=8878.137km最后，根据公式(1)可以计算卫星的轨道周期102.2卫星的空间定位坐标系统日心(Heliocentric)坐标系以太阳的质心为坐标圆点卫星中心(Satellite-centered)坐标系以卫星质心为坐标圆点近焦点(Perifocal)坐标系以靠近近地点的轨道焦点为坐标圆点地心(Geocentric-equatorial)坐标系

6、以地心为坐标圆点112.2卫星的空间定位续1近焦点(Perifocal)坐标系以轨道平面为基础平面以地心为坐标圆点地心-近地点方向为X轴Z轴垂直于轨道平面XYZ轴构成右手坐标系122.2卫星的空间定位续2地心坐标系以地心为坐标圆点以赤道平面为基础平面地心-春分点方向为X轴Z轴垂直于赤道平面XYZ轴构成右手坐标系132.2卫星的空间定位续3轨道六要素（或卫星参数）方向参数右旋升交点赤经Ω：therightascensionofascendingnode(RAAN)轨道倾角i：inclinationangle近地点幅角ω:argumentoftheperigee几何形状参数偏心率

7、e：eccentricity(0≤e<1)轨道半长轴a：semi-majoraxis真近点角θ:trueanomaly142.2卫星的空间定位续4轨道六要素152.2卫星的空间定位续5圆轨道面内的卫星定位近地点幅角ω=0偏心率e=0真近点角θ=θ0+V·(t–t0)162.2卫星的空间定位续6椭圆轨道面内的卫星定位172.2卫星的空间定位续7椭圆轨道面内的卫星定位定义平均近点角(meananomaly)M:假设卫星在t0通过近地点，它以其平均角速度n绕椭圆轨道的外接圆移动，到时刻t所经过的大圆弧长M=n