人造地球卫星的运行轨道

为什么人造地球卫星的轨道有各种形状？东方星人造地球卫星的轨道似乎有各种形状，但如果你仔细观察以后会发现，它们主要呈现圆形和椭圆形两种，其中圆轨道是椭圆轨道的特殊情况。

人造地球卫星的轨道形状与人造地球卫星入轨时的速度和方向有关，究竟采用哪种形状的轨道，则是由人造地球卫星的功能和用途决定的。

1运行轨道形状与航天器速度有关人造地球卫星的轨道是人造地球卫星绕地球运行的轨道。

它呈一条封闭的曲线。

这条封闭曲线形成的平面叫人造地球卫星的轨道平面，轨道平面的特征是总是通过地心的。

要回答人造地球卫星的轨道形状问题，首先应该了解三个宇宙速度的基本概念。

众所周知，航天器（包括人造地球卫星、载人航天器、空间探测器）要离开地面进入太空需达到一定速度，这样才能克服地球的引力而不落到地面。

理论和实践都已证明，在航天器的飞行速度达到7.9千米/秒时，它可以环绕地球运转。

一般把航天器在地球轨道飞行的速度叫环绕速度，7.9千米/秒也叫第一宇宙速度。

当航天器的飞行速度达到11.2千米/秒时，它就可以脱离地球轨道，成为围绕太阳运行的人造行星，或者飞向太阳系的其他星球上去。

一般把脱离地球轨道飞行的速度叫脱离速度或逃逸速度, 11.2千米/秒也叫第二宇宙速度。

如果航天器的飞行速度达16.6千米/秒, 它就可以脱离太阳系，到其他恒星世界去，16.6千米/秒也叫第三宇宙速度。

根据万有引力定律，两个物体之间引力的大小与它们的距离平方成反比。

因此，人造地球卫星离地球中心的距离不同，其环绕速度(第一宇宙速度)和脱离速度(第二宇宙速度)有不同的数值，轨道越高，速度越低。

例如，它在200千米高轨道飞行的环绕速度是7.790千米/秒，脱离速度是11.016/千米/秒；它在35800千米高轨道飞行的环绕速度是3.076千米/秒，脱离速度4.348/千米/秒。

如果环绕速度减小，人造地球卫星的轨道高度就会降低，直至坠入大气层烧毁。

航天器与运载火箭分离后入轨点的轨道速度叫入轨速度。

卫星轨道参数详解⽬录⼀.卫星根数1.1 六根数1.2 卫星星历两⾏根数（TLE(two line element)）tle1:tle2:1.3 航天器的运⾏轨道分类1.4轨道速度的计算⼀.卫星根数1.1 六根数⼈造卫星轨道六要素（也称为轨道六根数）是⽤于表征卫星轨道形状、位置及运动等属性的参数，可⽤来确定任意时刻卫星的轨道和位置。

通常的轨道六根数指的是：半长轴a、离⼼率e、轨道倾⾓i、近⼼点辐⾓ω、升交点经度Ω和真近点⾓φ。

六根数中，前2项确定了轨道形状，第3、4、5项确定了轨道平⾯所处的位置，第6项确定了卫星在轨道中当前所处位置（注意：第6项除了⽤真近点⾓来表征外，还常常⽤平近点⾓、过升交点时刻、过近地点时刻等参量表征，其效果是等价的。

六根数⽰意图半长轴a:这个根数决定了卫星轨道形成的椭圆长半轴的长度，及轨道的⼤⼩。

同时，这个根数也决定了发射卫星到这个轨道需要多少能量，因为根据活⼒公式，⼀个确定轨道的机械能是固定的。

不同任务类型的卫星，或者运载约束，⼯作在不同的轨道⾼度上。

发射到不同轨道所需要的能量都需要依靠半长轴来计算。

如下图所⽰，飞得越⾼的卫星速度越慢，也是依据半长轴计算⽽来的。

偏⼼率e:跟椭圆的扁率是⼀个意思，代表轨道偏⼼的程度。

偏⼼率近似等于0的轨道⼀般称为近圆轨道，此时地球的质⼼⼏乎与轨道⼏何中⼼重合。

偏⼼⼤于0⼩于1，轨道就呈椭圆状，偏⼼率越⼤轨道越扁。

轨道倾⾓i:即轨道平⾯与⾚道平⾯之间的夹⾓，⽤于描述轨道的倾斜程度，简单地说就是轨道平⾯相对于地球⾚道平⾯是躺着的还是⽴着的或者是斜着的。

卫星轨道的倾⾓决定了卫星星下点所能覆盖的地理⾼度，并对发射场和运载⽕箭的运⼒形成硬性约束。

具体⽽⾔，若想卫星⾏下点轨迹覆盖⾼纬度地区，则卫星轨道倾⾓不能⼩于该纬度；发射场的纬度不能⾼于卫星轨道倾⾓；在半长轴和发射场相同的情况下，运载⽕箭发射倾⾓更⾼的卫星需要提供更多的能量。

升交点⾚经Ω：理解这个轨道根数需要在称为惯性系的三维空间中进⾏。

人造卫星中的几个问题解析发表时间：2011-02-18T17:17:55.297Z 来源：《学习方法报·教研周刊》2010年第26期供稿作者：王玉珍路雪芹[导读] 因人造卫星在绕地球飞行时靠万有引力提供向心力做匀速圆周运动，故其圆周运动轨道的圆心与地球球心重合山东省青州第二中学王玉珍路雪芹一、人造卫星的发射发射分三个阶段：发射升空阶段、飘移进入轨道阶段和进入预定轨道后绕地球运行阶段，在第一阶段有竖直向上的加速度，处于超重状态；第三阶段有竖直向下的加速度且为重力加速度，故处于完全失重状态。

二、轨道、能量因人造卫星在绕地球飞行时靠万有引力提供向心力做匀速圆周运动，故其圆周运动轨道的圆心与地球球心重合；人造卫星在运行中，离地面越高，速度越小，动能越小，而重力势能越大，所具有的机械能越大，发射卫星需要的能量越多，发射卫星越困难。

三、卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系四、卫星运行中的几个疑难问题1．卫星绕地球运动的向心加速度和物体随地球自转的向心加速度卫星绕地球运动的向心力完全由地球对卫星的万有引力提供，而放在地面上的物体随着地球自转所需的向心力是由万有引力的一个分力提供的。

卫星绕地球运动的向心加速度a1＝GM/r2，其中M为地球的质量，r为卫星与地心间的距离，物体随地球自转的向心加速度，其中T为地球自转周期，R为物体所在纬度圈的半径。

2．环绕速度与发射速度（1）人造卫星的环绕速度，第一宇宙速度对于近地人造卫星，轨道半径近似等于地球半径R，卫星在轨道处所受的万有引力F引，近似等于卫星在地面上所受的重力mg，这样由重力mg提供向心力，即mg＝mv2/R，得v＝，代入g＝9.8 m/s2，R＝6400 km，得v＝7.9 km/s。

要注意v＝仅适用于近地卫星。

可见，7.9 km/s的速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动具有的速度，我们称为第一宇宙速度，也是人造地球卫星的最小发射速度。

人造地球卫星向心力方程人造地球卫星相对于地球的运动受到地球引力的作用，这股力使得人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。

要维持这种轨道运动，向心力必须与引力相平衡。

向心力方程描述了这一平衡关系。

向心力方程为：```F = mv²/r```其中：F：向心力（牛顿）m：人造地球卫星质量（千克）v：人造地球卫星速度（米/秒）r：人造地球卫星到地球中心的距离（米）向心加速度向心力产生的加速度称为向心加速度。

向心加速度的方向指向地球中心，其大小为：```a = v²/r```轨道速度人造地球卫星在轨道的速度称为轨道速度。

轨道速度取决于人造地球卫星到地球中心的距离和地球的引力。

```v = √(G M / r)```其中：G：万有引力常数（6.674 × 10^-11 N m²/kg²)M：地球质量（5.972 × 10^24千克）椭圆轨道人造地球卫星绕地球运行的轨道通常是椭圆形的。

椭圆轨道的两个焦点之一是地球中心。

椭圆轨道的长半轴为从地球中心到轨道最远点的距离，短半轴为从地球中心到轨道最近点的距离。

偏心率椭圆轨道的偏心率衡量椭圆偏离圆形的程度。

偏心率为 0 时，轨道为圆形。

偏心率在 0 和 1 之间时，轨道为椭圆形。

偏心率为1 时，轨道为抛物线形。

```e = √(1 - b²/a²)```其中：e：偏心率a：长半轴b：短半轴倾角倾角是人造地球卫星轨道平面与地球赤道平面之间的夹角。

倾角为0° 时，轨道位于赤道平面上。

倾角在0° 和90° 之间时，轨道为倾斜轨道。

倾角为90° 时，轨道为极轨道。

升交点赤经升交点赤经是人造地球卫星轨道与地球赤道平面相交点的赤经。

升交点赤经用于确定人造地球卫星轨道的方向。

轨道周期轨道周期是人造地球卫星绕地球运行一周所需的时间。

轨道周期取决于人造地球卫星的轨道半径和速度。

教学研究新课程NEW CURRICULUM天体的运行问题是高考的热点问题，在椭圆轨道和变轨问题上，中学阶段基本上都是做定性解释，很少做定量计算，且在教学实践中，一些学习优秀、善于思考的学生往往会在此类问题上提出更深层次的问题，如卫星在椭圆轨道的近、远地点的向心加速度大小和不同轨道的向心加速度、速度大小怎么比较？在用F n =m v 2r、a n =v 2r求解时，在近、远地点的“r ”到底是哪个量？怎么求？虽然学生提出的问题有的已经超出中学生应当掌握的范围，但是从激励学生的探究需求出发，对一些优秀的学生在这些问题上可适当做些拓展，况且作为授业解惑的教师，也需要对这些问题有个清楚的认识。

可是在教学实践中发现一些教师由于在这些问题上认识不清甚至根本不知道，经常被学生问得手足无措而避而不谈或者作出错误解释，一些材料在这些问题上的解释往往也是模棱两可。

若想对椭圆轨道的有关问题进行定量计算，首先必须对椭圆的曲率和曲率半径等有关知识有清晰的认识。

一、椭圆的曲率半径1.曲线的曲率和曲率半径曲率是描述曲线弯曲的程度，曲线y =f （x ）（设x =Φ（t ），y =φ（t ））的曲率的计算公式为k =x ′y ″-x ″y ′x ′2+y ′2[]32。

如图1所示，设k （k ≠0）为曲线y=f （x ）在点M 处的曲率，圆C 与曲线相切于M 点，若CM=R =1k ，圆C 称为曲线在点M 的曲率圆，圆C 的半径R 则称为曲线在点M 的曲率半径。

故曲率半径的计算公式为：R =1k =x ′2+y ′2[]32x ′y ″-x ″y ′—————①（1）2.椭圆的曲率半径如图2，a 是椭圆的半长轴，b 是椭圆的半短轴，椭圆的参数方程为：x=a cos θ，y=a sin θ。

把x ′=-a sin θ、x ″=-a cos θ、y ′=b cos θ、y ″=-b sin θ代入①式得：R =（a 2sin 2θ+b 2cos 2θ）32ab，取不同的θ值可以求得椭圆不同位置的曲率半径，比如把P （θ=0）和Q （θ=π）代入椭圆曲率半径公式可得：P 、Q 两点的曲率半径均为b 2a，A 、B 两点的曲率半径均为a 2b 。

关于地球静止轨道卫星文章1.引言1.1 概述概述地球静止轨道卫星是指位于地球赤道上空，与地球自转保持同步的轨道上运行的人造卫星。

它们具有特殊的轨道特征和运行规律，是现代通信、气象、广播、导航等多个领域的重要工具和设备。

地球静止轨道卫星的运行轨道是指其绕地球运行的轨道平面与地球赤道平面重合，且在轨道上的运行速度与地球自转速度保持同步。

这种轨道的选择是基于实际需要和科学考量的结果，可以最大限度地减少卫星对地面的运动，从而使卫星在特定位置上保持相对静止。

根据国际标准，地球静止轨道卫星的轨道高度为35800公里。

地球静止轨道卫星被广泛应用于各个领域。

在通信方面，卫星提供了广域覆盖和可靠的通信服务，使得人们可以在任何地方进行电话、传真、电视广播和互联网接入等通信活动。

气象卫星利用地球静止轨道的特点，可以全天候地实时监测和预测气象变化，为气象灾害的防范和预警提供重要支持。

此外，地球静止轨道卫星还被用于导航、科学研究、广播电视等领域，为人类社会的各个方面提供了全方位的服务。

随着技术的不断发展和进步，地球静止轨道卫星的应用将会越来越广泛。

未来，我们可以期待地球静止轨道卫星在更多领域的应用，为人类创造更多便利和可能。

总之，地球静止轨道卫星是现代科技的重要成果，它们具有特殊的轨道特征和广泛的应用前景。

通过深入了解地球静止轨道卫星的定义和应用，我们能更好地认识和利用这一科技成果，推动人类社会的进步和发展。

文章结构部分的内容可以按照以下方式来编写：1.2 文章结构本文将分为三个主要部分，分别是引言、正文和结论。

引言部分将对地球静止轨道卫星进行概述，并说明本文的目的。

正文部分将详细介绍地球静止轨道卫星的定义以及其应用领域。

最后，结论部分将对文章进行总结，并展望下一步可能的发展方向。

在引言部分，我们将首先对地球静止轨道卫星进行概述，介绍其基本概念和特点。

然后，我们将说明本文的目的，即通过对地球静止轨道卫星的研究和应用进行探讨，来帮助读者更好地了解和认识这一领域。

人造地球卫星轨道的根数轨道根数是什么呢？它可不是太空中有几根轨道的意思，轨道根数又称轨道要素或轨道参数，是用来描述人造地球卫星在其轨道运行状态的一组参数。

通常情况下指的是用经典万有引力定律、开普勒三大定律描述天体按圆锥曲线运动时所必需的六个参数：轨道半长轴ɑ、轨道偏心率e、轨道倾角i、升交点赤经Ω、近地点幅角ω、真近点角ν。

按形状来说，卫星都是在圆形或椭圆形轨道上运行的。

圆形轨道具有任何时候都与地球表面保持相等距离的优点，故而多用于观察地球、通信广播、导航定位和大地测量等卫星。

由于圆形轨道要求运载器入轨时的速度大小和方向都必须非常准确，所以实际上卫星常常是在近圆形或椭圆形轨道上飞行的。

文/尹怀勤人造地球卫星的用途非常广泛，且不同用途的卫星需要不同的轨道，因此人造地球卫星的轨道是非常复杂的，它们的名称不仅多种多样，而且富含科学意义，它们被按照形状、与地面的距离、飞行方向等进行分类。

以前，我们介绍过人造地球卫星的轨道分类，但只知道轨道类别还是无法确定卫星的位置，还需要一些更具体的信息才行。

今天要介绍的轨道根数就能帮助科学家了解卫星的具体位置。

近地点轨道平面地心赤道面远地点半长轴a24尹爷爷讲航天当人造地球卫星在椭圆形轨道上运行时，地球中心（简称地心）位于椭圆的一个焦点上。

卫星在运行过程中的特点是距离地球有时近、有时远。

轨道上距离地球最近的点叫近地点，最远的点叫远地点。

它们分别位于长轴的两端，也就是说近地点与远地点之间的距离被称为椭圆轨道的长轴，与其垂直的椭圆的另一个中心轴被称为短轴。

可以想见，长短轴长度相差越多，椭圆形就愈加扁长；长短轴数值越大，轨道距离地球表面就越远。

卫星在椭圆形轨道上运行时，各点的运行速度是变化的，在近地点处卫星运行速度最快，在远地点处运行速度最慢。

依照航天界的统一定义，卫星在轨道上运行一圈所需的时间叫作周期T。

由此可见，不管卫星运行的椭圆轨道形状如何，只要它们的半长轴ɑ相同，其运行的周期T 就是一样的。

我国第一颗人造地球卫星——东方红一号是什么火箭发射的
我国第一颗人造地球卫星东方红一号，是由长征一号运载火箭发射的。

东方红一号，是20世纪70年代初中国发射的第一颗人造地球卫星。

东方红一号卫星于1958年提出预研计划，1965年正式开始研制，于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。

东方红一号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道。

卫星进行了轨道测控和《东方红》乐曲的播送。

东方红一号卫星工作28天（设计寿命20天）。

卫星于5月14日停止发射信号。

东方红一号卫星仍在空间轨道上运行。

东方红一号发射成功，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。

人造卫星的基本原理参考、摘录自——王冈 曹振国《人造卫星原理》一、关于椭圆轨道在地球引力的作用下，要使物体环绕地球作圆周运动，那么必须使得物体的速度达到第一宇宙速度。

如果卫星所需的向心力恰好和其所受万有引力相等，则它将作圆周运动。

若其所需向心力大于地球引力，这是物体的运动轨迹就变成椭圆轨道了。

物体的速度比环绕速度（作圆周运动时的速度）大得越多，椭圆轨道就越“扁长”，直到达到第二宇宙速度，物体便沿抛物线轨道飞出地球引力场之外。

因为发射卫星和飞船时，入轨点的速度控制不可能绝对精确，速度大小的微小偏离，和速度方向与当地的地球水平方向间的微小偏差，都会使航天器的轨道不是圆形二是椭圆形，椭圆扁率取决于入轨点的速度大小和方向。

二、卫星运动轨道的几何描述尽管开普勒定律阐明的是行星绕太阳的轨道运动，它们可以用于任意发射速度>7.9km/s-椭圆>11.2km/s-抛物>16.7km/s-双曲二体系统的运动，如地球和月亮，地球和人造卫星等。

假定地球中心O 在椭圆的一个焦点上a ——椭圆的半长轴b ——椭圆的半短轴ce ——偏心率 a c e =P e ——近地点A p ——远地点 P ——半通径)1(22e a ab P -== Y w ——轴与椭圆交点的坐标f ——真近点角，近地点和远地点之间连线与卫星向径之间的夹角E ——偏近点角只要知道了卫星运行的椭圆轨道的几个主要参数：a ，e 等，卫星在椭圆轨道上任一点（r ）处的速度就可以计算出来：)12(ar v -=μ 其中2μ=GM （地心万有引力常数） 椭圆轨道上任一点处的向径r 为：)cos 1(E e a r -=近地点向径：)1(e a r p -=远地点向径：)1(e a r A +=所以，近地点r 最小，卫星速度最大e ea v -+⋅=112μA远地点r 最大，卫星速度最小e ea v +-⋅=112μ卫星或飞船入轨点处的速度，通常就是近地点的速度，这个速度一般要比当地的环绕速度要大；而椭圆轨道上远地点速度则比当地的环绕速度要小。

人造卫星如何绕地球运行？人造卫星是人类利用科技手段制造并发射到地球轨道上的人造物体，用于进行通信、导航、气象观测等各种任务。

它们的运行轨道是如何确定的？又是如何绕地球运行的呢？本文将详细介绍人造卫星的运行轨道和运行方式。

一、人造卫星的运行轨道人造卫星的运行轨道主要有地球同步轨道、低地球轨道、中地球轨道和高地球轨道等几种类型。

1. 地球同步轨道地球同步轨道是人造卫星最常用的轨道之一，它位于赤道平面上，使卫星的运行速度与地球自转速度保持同步，从而实现卫星在地球上空固定点的连续观测。

地球同步轨道分为静止轨道和准静止轨道两种。

静止轨道（GEO）位于赤道上空约3.6万公里的高度，卫星的周期与地球自转周期相等，因此卫星相对地球保持不动，可以实时观测某一固定地区。

这种轨道适用于通信、广播、气象等需要连续覆盖的应用。

准静止轨道（MEO）位于赤道上空约3.6万公里的高度，卫星的周期略大于地球自转周期，因此卫星相对地球做椭圆形轨道运动，每天经过同一地点两次。

这种轨道适用于导航卫星系统，如GPS。

2. 低地球轨道低地球轨道（LEO）位于地球表面上空约200-2000公里的高度，卫星的周期较短，通常为1.5-2小时。

由于距离地球较近，卫星的运行速度较快，可以实现高分辨率的观测和通信。

这种轨道适用于遥感卫星、通信卫星和空间实验室等应用。

3. 中地球轨道中地球轨道（MEO）位于地球表面上空约2000-36000公里的高度，卫星的周期较长，通常为12-24小时。

这种轨道适用于导航卫星系统，如北斗卫星导航系统。

4. 高地球轨道高地球轨道（GEO）位于地球表面上空约36000公里以上的高度，卫星的周期较长，通常为24小时以上。

这种轨道适用于天文观测卫星和深空探测器等应用。

二、人造卫星的运行方式人造卫星的运行方式主要有两种：静止轨道运行和椭圆轨道运行。

1. 静止轨道运行静止轨道运行是指卫星相对地球保持不动，始终停留在同一位置上。

这种运行方式适用于地球同步轨道，如通信卫星和气象卫星。

人造卫星的原理
人造卫星的运行原理是依靠引力和惯性的力量。

卫星通过被火箭发射到地球外，进入到地球的轨道上，并绕地球进行运动。

在空间中没有气体摩擦的情况下，卫星能够保持稳定的轨道运行。

在卫星发射时，火箭以高速将卫星送入太空。

一旦卫星进入太空中，就会受到地球的引力作用。

引力的作用使得卫星向地球靠拢，而卫星的初始速度使得它具有一定的向前运动的趋势。

当这两种力平衡时，卫星就能够保持在特定的轨道上运行。

卫星的轨道可以是圆形、椭圆形或其他形状。

它们的轨道取决于卫星的速度、质量以及地球的引力。

如果卫星的速度足够高，它将进入椭圆轨道，其中地球位于椭圆的一个焦点上。

当速度更高时，卫星将进入更大的椭圆轨道，当速度更低时，卫星将进入较小的椭圆轨道。

当速度达到一定值时，卫星将进入圆形轨道。

卫星的运行还受到惯性力的影响。

当卫星在轨道上偏离时，惯性会迫使它返回到原来的轨道。

这是因为物体在没有外力作用下会保持其原有速度和方向。

因此，当卫星受到其他天体的吸引或其他干扰时，惯性力将使其重新回到正常的轨道上。

人造卫星的运行原理还包括使用推进系统来维持轨道稳定和进行调整。

通过调整卫星的速度和方向，可以改变卫星的轨道。

这些调整可以通过火箭发动机或其他推进器完成，它们提供了足够的推力来改变卫星的运动状态。

总的来说，人造卫星的原理基于引力和惯性的力量，通过适当的速度和方向控制，使卫星能够在固定的轨道上运行，并且可以通过推进系统进行调整和维护。

简单的说：所有的地球卫星都是靠万有引力（或者可以叫做重力）充当向心力，所以，万有引力指向地心，而向心力的“心”也是地心，一句话：所有的地球卫星都是围绕地心做圆周运动的（无论是极地卫星、同步卫星还是一般卫星）。

下面有一篇文章对卫星有比较详细的论述，你看看。

人造地球卫星原理2008-06-10 下午08:24“人造卫星”就是我们人类“人工制造的卫星”。

科学家用火箭把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便进行探测或科学研究。

围绕哪一颗行星运转的人造卫星，我们就叫它哪一颗行星的人造卫星，比如最常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。

地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面。

但是，抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。

牛顿在思考万有引力定律时就曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。

如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。

人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。

1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造卫星。

之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。

中国于1970年4月24日发射了东方红1号人造卫星，截止1992年底中国共成功发射33颗不同类型的人造卫星。

人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。

专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。

应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括：通信转发器，遥感器，导航设备等。

科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。

技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。

保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。

主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。

对于返回卫星，则还有返回着陆系统。

人造卫星变轨问题一、人造卫星基本原理绕地球做匀速圆周运动的人造卫星所需向心力由万有引力提供。

轨道半径r 确定后，与之对应的卫星线速度r GM v =、周期GMr T 32π=、向心加速度2r GM a =也都是确定的。

如果卫星的质量也确定，一旦卫星发生变轨，即轨道半径r 发生变化，上述物理量都将随之变化。

同理，只要上述物理量之一发生变化，另外几个也必将随之变化。

在高中物理中，会涉及到人造卫星的两种变轨问题。

二、渐变由于某个因素的影响使卫星的轨道半径发生缓慢的变化（逐渐增大或逐渐减小），由于半径变化缓慢，卫星每一周的运动仍可以看做是匀速圆周运动。

解决此类问题，首先要判断这种变轨是离心还是向心，即轨道半径是增大还是减小，然后再判断卫星的其他相关物理量如何变化。

如：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，无论轨道多高，都会受到稀薄大气的阻力作用。

如果不及时进行轨道维持（即通过启动星上小型火箭，将化学能转化为机械能，保持卫星应具有的速度），卫星就会自动变轨，偏离原来的圆周轨道，从而引起各个物理量的变化。

由于这种变轨的起因是阻力，阻力对卫星做负功，使卫星速度减小，所需要的向心力r mv 2减小了，而万有引力大小2r GMm 没有变，因此卫星将做向心运动，即半径r 将减小。

由㈠中结论可知：卫星线速度v 将增大，周期T 将减小，向心加速度a 将增大。

三、突变由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间启动飞行器上的发动机，使飞行器轨道发生突变，使其到达预定的目标。

如：发射同步卫星时，通常先将卫星发送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速圆周运动，速率为v 1，第一次在P 点点火加速，在短时间内将速率由v 1增加到v 2，使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ；卫星运行到远地点Q 时的速率为v 3，此时进行第二次点火加速，在短时间内将速率由v 3增加到v 4，使卫星进入同步轨道Ⅲ，绕地球做匀速圆周运动。

第一次加速：卫星需要的向心力r mv 2增大了，但万有引力2rGMm 没变，因此卫星将开始做离心运动，进入椭圆形的转移轨道Ⅱ。

人造地球卫星的轨道作者：尹怀勤来源：《百科探秘·航空航天》2018年第07期自从苏联于7957年10月4日成功发射世界上第一颗入造地球卫星以来，航天技术发展迅猛，不仅成为入类认识和改造自然进程中极其活跃的科技领域之一，而且也成为入类文明高度发展的重要标志。

为了进行航天发射，世界上的航天大国如美国、俄罗斯、中国、日本和欧洲空间局联合体等己研制成功多种运载火箭并建设了多个航天器发射场。

同时，这些国家和组织还建有相应的航天色行控制中心、测控网或深空网，以保持地面与航天器的联系，即用无线电信号对其发出遥控指令并接收其传回的所需信息及探测数据资料。

世界上发射升空的航天器虽然名目繁多，但从技术专业角度来讲，主要分为入造地球卫星、空间探测器和载入航天器三大类型。

入造地球卫星乃是所有航天器中发射数量最多的一种。

人造地球卫星的轨道大家知道，月球由于摆脱不了地球的强大引力，只能在平均距离地球38.44万千米的一条固定的近圆形轨道上进行环绕运行，因而成为地球唯一的天然卫星。

那么，用推力足够大的运载火箭发射一枚无人航天器到地球大气层以外，使其在地球的引力作用下，沿着一条固定轨道环绕着地球运行，这个无人航天器就被称为人造地球卫星。

人造地球卫星轨道是卫星环绕地球运行的路径，它呈一条封闭的曲线形。

这条封闭曲线形成的平面就叫人造地球卫星的轨道平面，轨道平面总是通过地心的。

不难想象，围绕地球运行的人造卫星，其轨道多种多样。

从卫星距离地球运行的高度来说，卫星轨道可分为飞行高度小于1 000千米的低轨道亦称近地轨道：飞行高度在1 000千米到20 000千米之间的中高轨道；飞行高度大于20 000千米的高轨道。

上述每种轨道中又包含着多条高低不同的轨道。

从卫星运行的轨道形状来说，可分为圆形和椭圆形两种。

圆形轨道有同地球表面保持等距离的优点，所以常被用于有关通信广播、观察地球、导航定位、大地测量等功能的卫星。

卫星在椭圆形轨道上运行时，离地面有远近之分。

人造卫星如何轨道运行人造卫星是由人类制造并发射到地球轨道上的人造物体。

它们被用于通信、导航、科学研究以及军事等多个领域。

本文将介绍人造卫星的轨道运行原理和相关知识。

1. 轨道基础知识卫星的轨道是其运行轨迹，一般分为地球同步轨道、地球极地轨道、低轨道和高轨道等不同类型。

不同轨道的选择取决于卫星的用途和需求。

下面将介绍两种常见的轨道类型。

1.1 地球同步轨道地球同步轨道又分为静止轨道（GEO）和准静止轨道（MEO）。

静止轨道位于地球赤道上空，使卫星能够与地球保持相对静止。

准静止轨道则是靠近地球赤道，但允许卫星有一定的轨道摆动。

这些轨道通常用于通信和气象卫星。

1.2 低轨道和高轨道低轨道（LEO）一般位于地球表面上方约2000公里以下，而高轨道（HEO）则位于地球表面上方约2000公里以上。

低轨道卫星往往用于地球观测、科学实验和无线通信等应用，而高轨道卫星则更适用于导航系统和深空探测。

2. 星座和卫星编队人造卫星通常以星座或卫星编队的形式进行部署。

星座是指由多颗卫星组成的一个网络，多颗卫星协同运行，提供连续的覆盖范围和服务。

卫星编队则是指多颗卫星按照特定的排列顺序运行，以增加系统的可靠性和性能。

这些星座和编队可以实现更好的通信、导航和观测等功能。

3. 轨道控制和维护人造卫星的轨道控制和维护是确保卫星正常运行的重要环节。

主要包括以下几个方面：3.1 卫星发射和注入轨道卫星发射是将卫星送入地球轨道的过程，通常使用火箭作为运载工具。

发射过程中需要考虑卫星的速度、角度和轨道倾角等参数，以确保卫星能够被准确注入所期望的轨道。

3.2 轨道修正和姿态控制由于外界因素的影响，卫星在轨道上可能会发生漂移或姿态变化。

轨道修正和姿态控制是通过推进剂或姿态控制器对卫星进行微调，以保持其所需的轨道形态和姿态稳定。

3.3 燃料管理和寿命维护卫星在轨道上需要储存推进剂或燃料来满足姿态控制和轨道修正的需求。

燃料管理和寿命维护是对燃料进行合理分配和使用，延长卫星的使用寿命和运行时间。