星下点轨迹探究与优化

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：卫星沿着轨道绕地球运行，地球本身也在自转，星下点轨迹在一般情况下不会再重复前一圈运行轨迹。，为一个恒星日内卫星围绕地球旋转的次数）时，其星下点在一个恒星日内可重复，称为回归轨道卫星。N为奇数时，星下点的轨迹一定有交点在赤道上，交点数为n个，如果存在不在赤道上的交点，则一定关于赤道对称分布。图4-9为T=8 h（N=3）、轨道倾角为55°时的星下点示意图，星下点轨迹交点在赤道上，交点数为3个。

星下点定义为卫星与地心连线与地球表面的交点。卫星沿着轨道绕地球运行，地球本身也在自转，星下点轨迹在一般情况下不会再重复前一圈运行轨迹。假定当t=0时，卫星经过右升节点，则星下点的经、纬度坐标分别为

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式中，φ和ψ分别为卫星星下点地理经、纬度；φ0为升节点经度，i为卫星轨道倾角；ω0为t时刻卫星在轨道平面内与右升节点之间的角距；ωe是地球自转角速度；t为时间；±分别用于顺行轨道和逆行轨道。当卫星运行周期T=24／N（N=2，3，…，为一个恒星日内卫星围绕地球旋转的次数）时，其星下点在一个恒星日内可重复，称为回归轨道卫星。

（1）N为偶数时，星下点轨迹交点一定不在赤道上，而在赤道两边交替出现，交点数为2N。图4-8为MEO卫星T=6 h（N=4）、轨道倾角为55°时的星下点示意图，星下点轨迹交点在赤道两边交替出现，交点数为8个。

（2）N为奇数时，星下点的轨迹一定有交点在赤道上，交点数为n个，如果存在不在赤道上的交点，则一定关于赤道对称分布。图4-9为T=8 h（N=3）、轨道倾角为55°时的星下点示意图，星下点轨迹交点在赤道上，交点数为3个。(https://www.chuimin.cn)

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图4-8　MEO卫星星下点示意（T=6 h）

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图4-9　MEO卫星星下点示意（T=8 h）

星下点轨迹探究与优化

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