第3章軌道設(shè)計(jì)及選擇

1、空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì) 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 軌道設(shè)計(jì)及選擇是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它涉及許多不同參數(shù)間的綜合軌道設(shè)計(jì)及選擇是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它涉及許多不同參數(shù)間的綜合權(quán)衡。一般來(lái)說(shuō)，軌道決定了空間飛行任務(wù)的權(quán)衡。一般來(lái)說(shuō)，軌道決定了空間飛行任務(wù)的，同時(shí)也決定了，同時(shí)也決定了的性能。更進(jìn)一步，必須權(quán)衡達(dá)到預(yù)定軌的性能。更進(jìn)一步，必須權(quán)衡達(dá)到預(yù)定軌道所需的速度。道所需的速度。 通常在空間飛行任務(wù)的壽命期間，航天器有不同的飛行軌道，包括通常在空間飛行任務(wù)的壽命期間，航天器有不同的飛行軌道，包括等待軌道等待軌道、轉(zhuǎn)移軌道轉(zhuǎn)移軌道，還可能有最終的，還可能有最終的報(bào)廢處理軌道報(bào)廢處理軌道。 在任務(wù)

2、設(shè)計(jì)早期，主要精力是確定航天器的在任務(wù)設(shè)計(jì)早期，主要精力是確定航天器的。但是，飛行。但是，飛行任務(wù)的初步設(shè)計(jì)需要考慮各個(gè)飛行階段的軌道，以滿足更復(fù)雜的飛行任任務(wù)的初步設(shè)計(jì)需要考慮各個(gè)飛行階段的軌道，以滿足更復(fù)雜的飛行任務(wù)的要求。務(wù)的要求。 軌道設(shè)計(jì)需要清楚地理解軌道選擇的依據(jù)，并且隨著任務(wù)要求的改軌道設(shè)計(jì)需要清楚地理解軌道選擇的依據(jù)，并且隨著任務(wù)要求的改變或任務(wù)定義的完善定期評(píng)審這些依據(jù)，不斷設(shè)計(jì)可供選擇的方案。這變或任務(wù)定義的完善定期評(píng)審這些依據(jù)，不斷設(shè)計(jì)可供選擇的方案。這樣，可以產(chǎn)生幾種不同的設(shè)計(jì)方案。樣，可以產(chǎn)生幾種不同的設(shè)計(jì)方案?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 人造地球衛(wèi)星的軌道一般分為發(fā)射軌道與

3、運(yùn)行軌道兩部分。人造地球衛(wèi)星的軌道一般分為發(fā)射軌道與運(yùn)行軌道兩部分。對(duì)于需要返回的衛(wèi)星，則在運(yùn)行軌道之后安排一段返回軌道。對(duì)于需要返回的衛(wèi)星，則在運(yùn)行軌道之后安排一段返回軌道。（1 1）發(fā)射軌道）發(fā)射軌道 發(fā)射軌道：是指運(yùn)載火箭第一級(jí)點(diǎn)火至衛(wèi)星入軌的一段軌道。發(fā)射軌道：是指運(yùn)載火箭第一級(jí)點(diǎn)火至衛(wèi)星入軌的一段軌道。 轉(zhuǎn)移軌道：用來(lái)將航天器從一個(gè)軌道轉(zhuǎn)移到另一軌道。轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移軌道：用來(lái)將航天器從一個(gè)軌道轉(zhuǎn)移到另一軌道。轉(zhuǎn)移軌道是連接近地軌道和靜止軌道的重要階段。軌道是連接近地軌道和靜止軌道的重要階段。 等待軌道：這是一種臨時(shí)軌道，這種軌道為航天器進(jìn)行各種等待軌道：這是一種臨時(shí)軌道，這種軌道為航天器進(jìn)

4、行各種空間操作或在工作壽命末期的檢查和貯存提供一個(gè)安全而方便空間操作或在工作壽命末期的檢查和貯存提供一個(gè)安全而方便的場(chǎng)所。這種軌道還可以用來(lái)銜接航天器發(fā)射后進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道的場(chǎng)所。這種軌道還可以用來(lái)銜接航天器發(fā)射后進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道之前的各個(gè)階段的不同工作狀態(tài)。之前的各個(gè)階段的不同工作狀態(tài)?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 運(yùn)載火箭將衛(wèi)星和上面級(jí)運(yùn)載火箭將衛(wèi)星和上面級(jí)( (近地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)近地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)) )送入一個(gè)近地軌道；送入一個(gè)近地軌道；星箭分離后，近地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)將衛(wèi)星送入大橢圓的轉(zhuǎn)移軌道；最后再由星箭分離后，近地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)將衛(wèi)星送入大橢圓的轉(zhuǎn)移軌道；最后再由星上的遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作將衛(wèi)星送入靜止軌道。星上的遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)工

5、作將衛(wèi)星送入靜止軌道。 空間飛行器總體設(shè)計(jì)F F地心；地心；P P轉(zhuǎn)移軌道近地點(diǎn)；轉(zhuǎn)移軌道近地點(diǎn)；R R地球半徑；地球半徑；ApAp轉(zhuǎn)移軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)轉(zhuǎn)移軌道遠(yuǎn)地點(diǎn) 運(yùn)載火箭先將衛(wèi)星送入運(yùn)載火箭先將衛(wèi)星送入185km185km的圓形軌道，即的圓形軌道，即；衛(wèi)星在停；衛(wèi)星在停泊軌道上滑行泊軌道上滑行15min15min到達(dá)赤道上空。第三級(jí)重新點(diǎn)火，使衛(wèi)星進(jìn)入近地到達(dá)赤道上空。第三級(jí)重新點(diǎn)火，使衛(wèi)星進(jìn)入近地點(diǎn)在赤道的橢圓形的點(diǎn)在赤道的橢圓形的。衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上運(yùn)行。衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上運(yùn)行6.56.5圈，對(duì)軌道圈，對(duì)軌道和姿態(tài)進(jìn)行精確測(cè)定，然后遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火將衛(wèi)星送入周期為和姿態(tài)進(jìn)行精確測(cè)定，然后遠(yuǎn)地點(diǎn)

6、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火將衛(wèi)星送入周期為2323小小時(shí)時(shí)1515分鐘的分鐘的。此后衛(wèi)星通過(guò)一系列軌道修正進(jìn)入。此后衛(wèi)星通過(guò)一系列軌道修正進(jìn)入?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 運(yùn)載火箭將衛(wèi)星直接送入大橢圓的轉(zhuǎn)移軌道。在大橢圓運(yùn)載火箭將衛(wèi)星直接送入大橢圓的轉(zhuǎn)移軌道。在大橢圓的遠(yuǎn)地點(diǎn)，星上遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作將衛(wèi)星送入靜止軌道。如東的遠(yuǎn)地點(diǎn)，星上遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作將衛(wèi)星送入靜止軌道。如東方紅方紅3 3號(hào)衛(wèi)星由長(zhǎng)三甲運(yùn)載火箭送入近地點(diǎn)高度為號(hào)衛(wèi)星由長(zhǎng)三甲運(yùn)載火箭送入近地點(diǎn)高度為200km200km，遠(yuǎn)地，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度與靜止軌道高度（點(diǎn)高度與靜止軌道高度（35786km35786km）相近，傾角為）相近，傾角為28.528.5的大橢的大

7、橢圓轉(zhuǎn)移軌道，然后經(jīng)過(guò)三次在遠(yuǎn)地點(diǎn)附近的變軌控制，最后將圓轉(zhuǎn)移軌道，然后經(jīng)過(guò)三次在遠(yuǎn)地點(diǎn)附近的變軌控制，最后將衛(wèi)星送入靜止軌道。衛(wèi)星送入靜止軌道。 由于靜止軌道精度要求極高，除了遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)外，星上由于靜止軌道精度要求極高，除了遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)外，星上還有小推力器作軌道修正，克服誤差，克服衛(wèi)星漂移。還有小推力器作軌道修正，克服誤差，克服衛(wèi)星漂移?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) （2 2）運(yùn)行軌道）運(yùn)行軌道 運(yùn)行軌道是指衛(wèi)星入軌后圍繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道。（近地軌道、大運(yùn)行軌道是指衛(wèi)星入軌后圍繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道。（近地軌道、大橢圓軌道（太陽(yáng)同步軌道）、地球同步軌道）。橢圓軌道（太陽(yáng)同步軌道）、地球同步軌道）。 空間基準(zhǔn)

8、軌道空間基準(zhǔn)軌道這種運(yùn)行軌道的主要特征是處于空間某一位置。這種運(yùn)行軌道的主要特征是處于空間某一位置。例如用于空間采樣和觀測(cè)的拉格朗日點(diǎn)軌道，供天體觀察和空間制造例如用于空間采樣和觀測(cè)的拉格朗日點(diǎn)軌道，供天體觀察和空間制造用的軌道等。用的軌道等。 地球基準(zhǔn)軌道地球基準(zhǔn)軌道這是為地球表面或近地空間提供所需覆蓋的一這是為地球表面或近地空間提供所需覆蓋的一種運(yùn)行軌道。例如：地球同步軌道衛(wèi)星，地球資源、氣象和通信用的種運(yùn)行軌道。例如：地球同步軌道衛(wèi)星，地球資源、氣象和通信用的近地軌道衛(wèi)星。近地軌道衛(wèi)星。 （3 3）返回軌道）返回軌道 返回軌道是從制動(dòng)火箭點(diǎn)火到衛(wèi)星降落地面的一段軌道。返回軌道是從制動(dòng)火箭

9、點(diǎn)火到衛(wèi)星降落地面的一段軌道?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 任務(wù)要求：任務(wù)要求：u軌道的限制條件；軌道的限制條件；u對(duì)特定觀測(cè)所需的軌道高度；對(duì)特定觀測(cè)所需的軌道高度；u任一軌道參數(shù)的取值范圍等。任一軌道參數(shù)的取值范圍等。 通常，不同要求會(huì)導(dǎo)致選擇不同的軌道。權(quán)衡的標(biāo)準(zhǔn)是以通常，不同要求會(huì)導(dǎo)致選擇不同的軌道。權(quán)衡的標(biāo)準(zhǔn)是以盡可能少的推進(jìn)劑來(lái)滿足飛行任務(wù)所要求的限制條件，如壽命、盡可能少的推進(jìn)劑來(lái)滿足飛行任務(wù)所要求的限制條件，如壽命、熱環(huán)境和輻射環(huán)境等。熱環(huán)境和輻射環(huán)境等?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)可以最大限度地減少飛行任務(wù)的總開(kāi)銷(xiāo)而降低任務(wù)可以最大限度地減少飛行任務(wù)的總開(kāi)銷(xiāo)而降低任務(wù)的成本。的

10、成本?？商峁┹^好的地面覆蓋率，存活率也比較高。當(dāng)失去一可提供較好的地面覆蓋率，存活率也比較高。當(dāng)失去一顆衛(wèi)星時(shí)，該星座仍能安全工作。顆衛(wèi)星時(shí)，該星座仍能安全工作。 通常必須權(quán)衡用一顆帶有較大、較復(fù)雜儀器的大型衛(wèi)星和由一些較小、通常必須權(quán)衡用一顆帶有較大、較復(fù)雜儀器的大型衛(wèi)星和由一些較小、較簡(jiǎn)單的衛(wèi)星組成的星座之間的優(yōu)劣。這個(gè)決策取決于衛(wèi)星設(shè)計(jì)時(shí)的技較簡(jiǎn)單的衛(wèi)星組成的星座之間的優(yōu)劣。這個(gè)決策取決于衛(wèi)星設(shè)計(jì)時(shí)的技術(shù)水平。術(shù)水平。 隨著電子裝置以及星載處理裝置的微型化，使得小型衛(wèi)星更為現(xiàn)實(shí)，隨著電子裝置以及星載處理裝置的微型化，使得小型衛(wèi)星更為現(xiàn)實(shí)，因此可能構(gòu)造一個(gè)由小型、低成本衛(wèi)星組成的星座。大型

11、星座的另一個(gè)因此可能構(gòu)造一個(gè)由小型、低成本衛(wèi)星組成的星座。大型星座的另一個(gè)主要成本要素是與提供連續(xù)的導(dǎo)航和控制有關(guān)的運(yùn)行問(wèn)題。因此，采用主要成本要素是與提供連續(xù)的導(dǎo)航和控制有關(guān)的運(yùn)行問(wèn)題。因此，采用低成本的自主導(dǎo)航和控制也將促進(jìn)由小型衛(wèi)星組成的星座的發(fā)展。低成本的自主導(dǎo)航和控制也將促進(jìn)由小型衛(wèi)星組成的星座的發(fā)展。空間飛行器總體設(shè)計(jì)這一步是通過(guò)評(píng)價(jià)軌道參數(shù)給出的每一個(gè)任務(wù)要求的影響來(lái)這一步是通過(guò)評(píng)價(jià)軌道參數(shù)給出的每一個(gè)任務(wù)要求的影響來(lái)選擇任務(wù)軌道。最簡(jiǎn)單的方法是先假設(shè)軌道是圓軌道，然后對(duì)軌選擇任務(wù)軌道。最簡(jiǎn)單的方法是先假設(shè)軌道是圓軌道，然后對(duì)軌道高度和軌道傾角進(jìn)行綜合權(quán)衡，據(jù)此可選取一個(gè)或多個(gè)候

12、選軌道高度和軌道傾角進(jìn)行綜合權(quán)衡，據(jù)此可選取一個(gè)或多個(gè)候選軌道。然后將這些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)權(quán)衡結(jié)果形成文件，當(dāng)任務(wù)要求和條道。然后將這些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)權(quán)衡結(jié)果形成文件，當(dāng)任務(wù)要求和條件改變時(shí)，可以隨時(shí)重新審查這些設(shè)計(jì)權(quán)衡是否正確。件改變時(shí)，可以隨時(shí)重新審查這些設(shè)計(jì)權(quán)衡是否正確?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì)u 運(yùn)載工具對(duì)飛行任務(wù)的成本影響很大，并且它最終限制了發(fā)運(yùn)載工具對(duì)飛行任務(wù)的成本影響很大，并且它最終限制了發(fā)射到某一給定高度和偏心率軌道的航天器質(zhì)量。對(duì)新的飛行任務(wù)射到某一給定高度和偏心率軌道的航天器質(zhì)量。對(duì)新的飛行任務(wù)來(lái)說(shuō)，發(fā)射余量的典型值為來(lái)說(shuō)，發(fā)射余量的典型值為2020。u 如果航天器在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不再入

13、大氣層，則在其使用壽如果航天器在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不再入大氣層，則在其使用壽命終結(jié)時(shí)還必須對(duì)它進(jìn)行處置，使之不危及其它航天器的安全。命終結(jié)時(shí)還必須對(duì)它進(jìn)行處置，使之不危及其它航天器的安全。u 另一種選擇是回收衛(wèi)星，以便對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行整修后再次使用或另一種選擇是回收衛(wèi)星，以便對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行整修后再次使用或回收某些材料（例如放射性產(chǎn)物），因?yàn)檫@些材料如不加控制就回收某些材料（例如放射性產(chǎn)物），因?yàn)檫@些材料如不加控制就進(jìn)入大氣層，將構(gòu)成危害。進(jìn)入大氣層，將構(gòu)成危害?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 任一衛(wèi)星星座的一個(gè)重要特性就是星座發(fā)展、補(bǔ)充和降級(jí)可任一衛(wèi)星星座的一個(gè)重要特性就是星座發(fā)展、補(bǔ)充和降級(jí)可靠工作。只有將多顆衛(wèi)星安

14、置在合適的位置組成一個(gè)星座才能靠工作。只有將多顆衛(wèi)星安置在合適的位置組成一個(gè)星座才能正常工作，但這引起了許多有關(guān)經(jīng)濟(jì)、計(jì)劃和檢測(cè)方面的問(wèn)題。正常工作，但這引起了許多有關(guān)經(jīng)濟(jì)、計(jì)劃和檢測(cè)方面的問(wèn)題。降級(jí)可靠工作的意思是說(shuō)，如果有一顆衛(wèi)星失效，剩下的衛(wèi)星降級(jí)可靠工作的意思是說(shuō)，如果有一顆衛(wèi)星失效，剩下的衛(wèi)星仍能以降級(jí)模式提供必要的服務(wù)，而不會(huì)使整個(gè)星座失效。仍能以降級(jí)模式提供必要的服務(wù)，而不會(huì)使整個(gè)星座失效。空間飛行器總體設(shè)計(jì) 為了定量評(píng)價(jià)軌道的代價(jià)，必須建立該軌道的為了定量評(píng)價(jià)軌道的代價(jià)，必須建立該軌道的V V預(yù)算。然后將預(yù)算。然后將V V預(yù)預(yù)算轉(zhuǎn)換成推進(jìn)劑預(yù)算的主要部分。算轉(zhuǎn)換成推進(jìn)劑預(yù)算的主

15、要部分?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 描述軌道的第一步是找到合適的參考坐標(biāo)系。選取的坐描述軌道的第一步是找到合適的參考坐標(biāo)系。選取的坐標(biāo)系不同，則描述軌道的形式和復(fù)雜程度就有所不同，直標(biāo)系不同，則描述軌道的形式和復(fù)雜程度就有所不同，直接影響到軌道參數(shù)的直觀程度和問(wèn)題求解的難易。接影響到軌道參數(shù)的直觀程度和問(wèn)題求解的難易?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì)sXssXY 1 1）日心黃道坐標(biāo)系）日心黃道坐標(biāo)系 坐標(biāo)系的原點(diǎn)在日心，坐標(biāo)系的原點(diǎn)在日心， 平面平面( (或稱(chēng)基準(zhǔn)平面或稱(chēng)基準(zhǔn)平面) )與黃道面一與黃道面一致。黃道面是地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的平面。黃道面與地球赤道面的交線，致。黃道面是地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的平

16、面。黃道面與地球赤道面的交線，確定為確定為 軸的方向。在春季的第一天軸的方向。在春季的第一天( (春分點(diǎn)春分點(diǎn)) )，日心和地心連線的指向?yàn)?，日心和地心連線的指向?yàn)檩S軸 的正向，此方向稱(chēng)為春分點(diǎn)方向。大家都知道，幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，的正向，此方向稱(chēng)為春分點(diǎn)方向。大家都知道，幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，地球在緩慢地晃動(dòng)，地球旋轉(zhuǎn)軸的方向也有緩慢的漂移。這種現(xiàn)象稱(chēng)地球在緩慢地晃動(dòng)，地球旋轉(zhuǎn)軸的方向也有緩慢的漂移。這種現(xiàn)象稱(chēng)為進(jìn)動(dòng)，它導(dǎo)致地球赤道平面和黃道平面交線的緩慢漂移。因此，日為進(jìn)動(dòng)，它導(dǎo)致地球赤道平面和黃道平面交線的緩慢漂移。因此，日心黃道坐標(biāo)系實(shí)際上并不是一個(gè)慣性參考系。若需要特別精確時(shí)，就心黃道坐標(biāo)系實(shí)際上

17、并不是一個(gè)慣性參考系。若需要特別精確時(shí)，就需要注明所用的需要注明所用的 坐標(biāo)系是根據(jù)哪一特定年份坐標(biāo)系是根據(jù)哪一特定年份( (或稱(chēng)或稱(chēng)“歷歷元元”) )的春分點(diǎn)方向建立的。的春分點(diǎn)方向建立的。ssssO X Y ZsXsXssssO X Y Z空間飛行器總體設(shè)計(jì)sX 1 1）日心黃道坐標(biāo)系）日心黃道坐標(biāo)系 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 衛(wèi)星（航天器）運(yùn)行軌道的形狀和在其間的位置，可以通衛(wèi)星（航天器）運(yùn)行軌道的形狀和在其間的位置，可以通過(guò)過(guò)6 6個(gè)參量來(lái)表示，簡(jiǎn)稱(chēng)軌道要素或軌道根數(shù)。軌道六要素是個(gè)參量來(lái)表示，簡(jiǎn)稱(chēng)軌道要素或軌道根數(shù)。軌道六要素是描述和確定航天器軌道特征的量，它們是相互獨(dú)

18、立的，通常具描述和確定航天器軌道特征的量，它們是相互獨(dú)立的，通常具有十分明確的物理意義。有十分明確的物理意義。下面就橢圓軌道進(jìn)行介紹。下面就橢圓軌道進(jìn)行介紹。空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)2 2）軌道參數(shù)的實(shí)際意義軌道參數(shù)的實(shí)際意義 確定衛(wèi)星軌道平面在空間的方位：由軌道傾角確定衛(wèi)星軌道平面在空間的方位：由軌道傾角i i和升交點(diǎn)赤經(jīng)和升交點(diǎn)赤經(jīng)確定。確定。 當(dāng)軌道傾角當(dāng)軌道傾角i=0 時(shí)，稱(chēng)為赤道軌道；當(dāng)時(shí)，稱(chēng)為赤道軌道；當(dāng)i90時(shí)，稱(chēng)為極軌道；當(dāng)時(shí)，稱(chēng)為極軌道；當(dāng) 0i90時(shí)，航天器運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，稱(chēng)為順行軌道；時(shí)，航天器運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，稱(chēng)為順行軌道；當(dāng)當(dāng) 90i

19、180時(shí)，航天器運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，稱(chēng)為逆時(shí)，航天器運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，稱(chēng)為逆行軌道。行軌道。 確定橢圓長(zhǎng)軸在軌道平面上的指向：由近地點(diǎn)確定橢圓長(zhǎng)軸在軌道平面上的指向：由近地點(diǎn)確定。確定。 確定橢圓軌道的形狀和大?。河砷L(zhǎng)半軸確定橢圓軌道的形狀和大?。河砷L(zhǎng)半軸 和偏心率和偏心率e e確定。確定。 確定航天器在軌道上的位置：由航天器過(guò)近地點(diǎn)時(shí)刻確定航天器在軌道上的位置：由航天器過(guò)近地點(diǎn)時(shí)刻 把時(shí)間和空間把時(shí)間和空間( (航天器在軌道上的位置航天器在軌道上的位置) )聯(lián)系起來(lái)。聯(lián)系起來(lái)。空間飛行器總體設(shè)計(jì)1 1）軌道攝動(dòng)的分類(lèi)）軌道攝動(dòng)的分類(lèi)按軌道攝動(dòng)的起因，軌道攝動(dòng)有以下幾種：按軌

20、道攝動(dòng)的起因，軌道攝動(dòng)有以下幾種： 地球形狀攝動(dòng)地球形狀攝動(dòng)地球形狀呈非球形和密度分布非中心對(duì)稱(chēng)使地球形狀呈非球形和密度分布非中心對(duì)稱(chēng)使衛(wèi)星軌道產(chǎn)生的攝動(dòng)；衛(wèi)星軌道產(chǎn)生的攝動(dòng)； 大氣阻力攝動(dòng)大氣阻力攝動(dòng)稀薄大氣給衛(wèi)星的阻力對(duì)衛(wèi)星軌道產(chǎn)生的攝稀薄大氣給衛(wèi)星的阻力對(duì)衛(wèi)星軌道產(chǎn)生的攝動(dòng)；動(dòng)； 光壓攝動(dòng)光壓攝動(dòng)太陽(yáng)光輻射壓力對(duì)衛(wèi)星軌道產(chǎn)生的攝動(dòng)；太陽(yáng)光輻射壓力對(duì)衛(wèi)星軌道產(chǎn)生的攝動(dòng)； 日、月攝動(dòng)日、月攝動(dòng)太陽(yáng)、月球引力對(duì)衛(wèi)星軌道產(chǎn)生的攝動(dòng)。太陽(yáng)、月球引力對(duì)衛(wèi)星軌道產(chǎn)生的攝動(dòng)。對(duì)近地衛(wèi)星而言，軌道的攝動(dòng)因素主要為地球非球形和稀薄大氣。對(duì)近地衛(wèi)星而言，軌道的攝動(dòng)因素主要為地球非球形和稀薄大氣。空間飛行器總體

21、設(shè)計(jì)1 1）地球形狀的攝動(dòng)）地球形狀的攝動(dòng)地球形狀攝動(dòng)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：地球形狀攝動(dòng)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是使衛(wèi)星的軌道面繞地球自轉(zhuǎn)軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，即引起軌道面進(jìn)一是使衛(wèi)星的軌道面繞地球自轉(zhuǎn)軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，即引起軌道面進(jìn)動(dòng)，進(jìn)動(dòng)方向與衛(wèi)星運(yùn)行方向相反。軌道面進(jìn)動(dòng)角速度與軌道半動(dòng)，進(jìn)動(dòng)方向與衛(wèi)星運(yùn)行方向相反。軌道面進(jìn)動(dòng)角速度與軌道半長(zhǎng)軸長(zhǎng)軸a a、偏心率、偏心率e e、傾角、傾角i i的關(guān)系可近似表示成的關(guān)系可近似表示成 升交點(diǎn)赤徑變化率；升交點(diǎn)赤徑變化率； 地球赤道半徑。地球赤道半徑。71222110.00() cos (/(1)Riea 度 天)1R空間飛行器總體設(shè)計(jì)1 1）地球形狀的攝動(dòng)）地球形

22、狀的攝動(dòng)地球形狀攝動(dòng)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：地球形狀攝動(dòng)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：地球形狀攝動(dòng)的第二個(gè)效應(yīng)是使近地點(diǎn)位置（近地點(diǎn)幅角）變地球形狀攝動(dòng)的第二個(gè)效應(yīng)是使近地點(diǎn)位置（近地點(diǎn)幅角）變化，即使近地點(diǎn)飄移。近地點(diǎn)幅角的平均變化速率為化，即使近地點(diǎn)飄移。近地點(diǎn)幅角的平均變化速率為 72122215.00() (5cos1)(/(1)Riea度 天)空間飛行器總體設(shè)計(jì)3 3）大氣阻力攝動(dòng)）大氣阻力攝動(dòng) 大氣阻力使軌道的半長(zhǎng)軸大氣阻力使軌道的半長(zhǎng)軸a a不斷減不斷減小，使遠(yuǎn)地點(diǎn)高度的下降比近地點(diǎn)高小，使遠(yuǎn)地點(diǎn)高度的下降比近地點(diǎn)高度的下降來(lái)得快，因而使橢圓軌道逐度的下降來(lái)得快，因而使橢圓軌道逐漸圓形化，即偏

23、心率漸圓形化，即偏心率e e不斷減小。隨不斷減小。隨著航天器高度的降低，大氣阻力的作著航天器高度的降低，大氣阻力的作用更加明顯，高度的衰減也愈來(lái)愈快，用更加明顯，高度的衰減也愈來(lái)愈快，最終使近地軌道航天器以螺旋形軌跡最終使近地軌道航天器以螺旋形軌跡墜入稠密大氣層隕毀。墜入稠密大氣層隕毀。 空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)0sinsin(180)sRhRarcsin(sin)shRR2 arcsin(sin)shRdRR空間飛行器總體設(shè)計(jì)4 4）遙感器地面分辨率隨軌道高度增加而降低。）遙感器地面分辨率隨軌道高度增加而降低。 地面分辨率地面分辨率 的公式為的公式為 式中，式中， 攝影時(shí)的軌道高

24、度；攝影時(shí)的軌道高度； f f相機(jī)焦距；相機(jī)焦距； 攝影綜合分辨率。攝影綜合分辨率。 由上式可以看出，地面分辨率與軌道高度關(guān)系密切，軌道高度越低由上式可以看出，地面分辨率與軌道高度關(guān)系密切，軌道高度越低地面分辨率越高。因此，資源衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星應(yīng)盡量降低軌道高度。地面分辨率越高。因此，資源衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星應(yīng)盡量降低軌道高度。wSswzhSR fshzR空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)1111）太陽(yáng)同步軌道參數(shù)的相互制約；）太陽(yáng)同步軌道參數(shù)的相互制約；1212）返回式衛(wèi)星的返回軌道對(duì)運(yùn)行軌道的要求。返回衛(wèi)星的返回）返回式衛(wèi)星的返回軌道對(duì)運(yùn)行軌道的要求。返回衛(wèi)星的返回航程與軌道高度存在正比關(guān)系，即

25、軌道高度越高返回航程越航程與軌道高度存在正比關(guān)系，即軌道高度越高返回航程越長(zhǎng)，為保證衛(wèi)星于特定區(qū)域回收成功，也必須適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)制長(zhǎng)，為保證衛(wèi)星于特定區(qū)域回收成功，也必須適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)制動(dòng)火箭點(diǎn)火點(diǎn)的軌道高度。動(dòng)火箭點(diǎn)火點(diǎn)的軌道高度。1313）衛(wèi)星地面測(cè)控站（船）的分布及測(cè)控任務(wù)的要求。衛(wèi)星主動(dòng)）衛(wèi)星地面測(cè)控站（船）的分布及測(cè)控任務(wù)的要求。衛(wèi)星主動(dòng)段、入軌段、運(yùn)行段以及返回段的跟蹤、測(cè)量與控制與衛(wèi)星段、入軌段、運(yùn)行段以及返回段的跟蹤、測(cè)量與控制與衛(wèi)星的軌道傾角相關(guān)。的軌道傾角相關(guān)。1414）飛行程序的要求。）飛行程序的要求。空間飛行器總體設(shè)計(jì) 衛(wèi)星進(jìn)入地球陰影的現(xiàn)象稱(chēng)為衛(wèi)星食或星食。在衛(wèi)星設(shè)計(jì)衛(wèi)星進(jìn)入

26、地球陰影的現(xiàn)象稱(chēng)為衛(wèi)星食或星食。在衛(wèi)星設(shè)計(jì)中要充分考慮這一常見(jiàn)現(xiàn)象，通常需要知道的參數(shù)有：中要充分考慮這一常見(jiàn)現(xiàn)象，通常需要知道的參數(shù)有： 1 1）衛(wèi)星運(yùn)行一圈內(nèi)，衛(wèi)星處于地影內(nèi)的時(shí)間和衛(wèi)星周期之比，）衛(wèi)星運(yùn)行一圈內(nèi)，衛(wèi)星處于地影內(nèi)的時(shí)間和衛(wèi)星周期之比，這個(gè)比值稱(chēng)為星食因子。蓄電池設(shè)計(jì)與此比值有關(guān)。這個(gè)比值稱(chēng)為星食因子。蓄電池設(shè)計(jì)與此比值有關(guān)。 2 2）進(jìn)出地影的時(shí)刻。大多數(shù)情況下。發(fā)射時(shí)間確定后，地影）進(jìn)出地影的時(shí)刻。大多數(shù)情況下。發(fā)射時(shí)間確定后，地影情況也就確定。情況也就確定。空間飛行器總體設(shè)計(jì) 衛(wèi)星和地心的連線與地球表面的交點(diǎn)稱(chēng)為星下點(diǎn)。一般用地理衛(wèi)星和地心的連線與地球表面的交點(diǎn)稱(chēng)為星下

27、點(diǎn)。一般用地理經(jīng)度經(jīng)度，地理緯度，地理緯度 來(lái)表示。隨著衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，星下點(diǎn)在地面來(lái)表示。隨著衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，星下點(diǎn)在地面（地圖）上描繪出的軌跡稱(chēng)為星下點(diǎn)軌跡。（地圖）上描繪出的軌跡稱(chēng)為星下點(diǎn)軌跡。 定義一：視地球?yàn)榍蛐?，定義一：視地球?yàn)榍蛐?，把地心和衛(wèi)星的連線與球面的把地心和衛(wèi)星的連線與球面的交點(diǎn)定義為星下點(diǎn)。見(jiàn)右圖。交點(diǎn)定義為星下點(diǎn)。見(jiàn)右圖。 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 定義二：視地球?yàn)樾D(zhuǎn)橢球體，把地心和衛(wèi)星的連線與橢定義二：視地球?yàn)樾D(zhuǎn)橢球體，把地心和衛(wèi)星的連線與橢球面的交點(diǎn)定義為星下點(diǎn)。星下點(diǎn)緯度取地理緯度，下圖球面的交點(diǎn)定義為星下點(diǎn)。星下點(diǎn)緯度取地理緯度，下圖b b給出了地理緯度和地心緯度之間的

28、關(guān)系。給出了地理緯度和地心緯度之間的關(guān)系。 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 如果用軌跡根數(shù)求出如果用軌跡根數(shù)求出t t0 0時(shí)刻的衛(wèi)星直角坐標(biāo)時(shí)刻的衛(wèi)星直角坐標(biāo)x,y,zx,y,z，則得到衛(wèi)，則得到衛(wèi)星地心緯度有下列關(guān)系式星地心緯度有下列關(guān)系式 衛(wèi)星赤徑衛(wèi)星赤徑有下列關(guān)系式有下列關(guān)系式 衛(wèi)星地理徑度衛(wèi)星地理徑度為為 式中，式中，t t0 0時(shí)刻的格林尼治恒星時(shí)。時(shí)刻的格林尼治恒星時(shí)。sinzr0000000tan0,0,0900,0,03600,0,901800,0,180270yxxyxyxyxy當(dāng)有當(dāng)有27當(dāng)有當(dāng)有空間飛行器總體設(shè)計(jì)2200220(1)aabbR yRyxyR xR00tanyx220

29、220tantan1.006739tanaabbRyRRxR將定義一求出的將定義一求出的t t0 0時(shí)刻的星下點(diǎn)地心緯度時(shí)刻的星下點(diǎn)地心緯度換成地理緯度即可。換成地理緯度即可。 地球赤道半徑地球赤道半徑Ra=6378.140kmRa=6378.140km，地球極半徑，地球極半徑RbRb=6356.755km=6356.755km。圖。圖中中A A點(diǎn)的橢圓（剖面）法向和赤道的夾角點(diǎn)的橢圓（剖面）法向和赤道的夾角 為地理緯度。設(shè)為地理緯度。設(shè)A A點(diǎn)點(diǎn)在以地心為中心的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為在以地心為中心的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為x0 x0，y0y0，過(guò)該點(diǎn)的法線方，過(guò)該點(diǎn)的法線方程為程為 這樣，地心緯度這樣，地

30、心緯度為為 地理緯度地理緯度 為法線和為法線和x x軸的夾角，即軸的夾角，即空間飛行器總體設(shè)計(jì) 衛(wèi)星的發(fā)射窗口是指可以發(fā)射衛(wèi)星的時(shí)間集合，一般要根據(jù)衛(wèi)衛(wèi)星的發(fā)射窗口是指可以發(fā)射衛(wèi)星的時(shí)間集合，一般要根據(jù)衛(wèi)星使命，星、地各系統(tǒng)的要求，結(jié)合衛(wèi)星、太陽(yáng)（或月亮）運(yùn)動(dòng)規(guī)星使命，星、地各系統(tǒng)的要求，結(jié)合衛(wèi)星、太陽(yáng)（或月亮）運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定允許發(fā)射衛(wèi)星的時(shí)間。通常將星箭分離時(shí)間作為計(jì)算的起點(diǎn)，律確定允許發(fā)射衛(wèi)星的時(shí)間。通常將星箭分離時(shí)間作為計(jì)算的起點(diǎn)，發(fā)射窗口的時(shí)間要扣除發(fā)射段飛行時(shí)間。發(fā)射窗口的時(shí)間要扣除發(fā)射段飛行時(shí)間。 限制發(fā)射時(shí)間的因素，隨衛(wèi)星的不同而不盡相同。常有的條件有：限制發(fā)射時(shí)間的因素，隨衛(wèi)星的

31、不同而不盡相同。常有的條件有： 1 1）太陽(yáng)照射地面目標(biāo)的光照條件（太陽(yáng)高度角）；）太陽(yáng)照射地面目標(biāo)的光照條件（太陽(yáng)高度角）； 2 2）衛(wèi)星太陽(yáng)電池正常工作對(duì)太陽(yáng)光照射星體的方向要求；）衛(wèi)星太陽(yáng)電池正常工作對(duì)太陽(yáng)光照射星體的方向要求； 3 3）衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量對(duì)地球、衛(wèi)星、太陽(yáng)幾何關(guān)系的要求；）衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量對(duì)地球、衛(wèi)星、太陽(yáng)幾何關(guān)系的要求； 4 4）衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)對(duì)地球、衛(wèi)星、太陽(yáng)幾何關(guān)系的要求；）衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)對(duì)地球、衛(wèi)星、太陽(yáng)幾何關(guān)系的要求；空間飛行器總體設(shè)計(jì) 5 5）衛(wèi)星熱控對(duì)太陽(yáng)光照射星體方向的要求；）衛(wèi)星熱控對(duì)太陽(yáng)光照射星體方向的要求； 6 6）衛(wèi)星某些特殊部件對(duì)太陽(yáng)光、月球反射光、地球反射

32、光照射星體）衛(wèi)星某些特殊部件對(duì)太陽(yáng)光、月球反射光、地球反射光照射星體方向的要求；方向的要求； 7 7）衛(wèi)星處于地影時(shí)的軌道弧段要求；）衛(wèi)星處于地影時(shí)的軌道弧段要求； 8 8）衛(wèi)星處于地影內(nèi)時(shí)間長(zhǎng)短要求；）衛(wèi)星處于地影內(nèi)時(shí)間長(zhǎng)短要求； 9 9）回收時(shí)間要求；）回收時(shí)間要求； 1010）其它要求。）其它要求。 這些要求可以分為衛(wèi)星、地球、太陽(yáng)三者間的幾何關(guān)系及太陽(yáng)照射星這些要求可以分為衛(wèi)星、地球、太陽(yáng)三者間的幾何關(guān)系及太陽(yáng)照射星體方向。體方向?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 衛(wèi)星受大氣阻力的影響，軌道高度逐漸下降，最終進(jìn)入稠衛(wèi)星受大氣阻力的影響，軌道高度逐漸下降，最終進(jìn)入稠密大氣隕落，結(jié)束衛(wèi)星的軌道壽命。對(duì)于

33、低軌道衛(wèi)星，估算軌密大氣隕落，結(jié)束衛(wèi)星的軌道壽命。對(duì)于低軌道衛(wèi)星，估算軌道壽命是一項(xiàng)重要工作。道壽命是一項(xiàng)重要工作。 設(shè)設(shè)e e0 0認(rèn)為是壽命結(jié)束，認(rèn)為是壽命結(jié)束， ，壽命為，壽命為下標(biāo)下標(biāo)“0”0”為初始時(shí)的參數(shù)。為初始時(shí)的參數(shù)。式中，式中，H H密度標(biāo)高；密度標(biāo)高； 近地點(diǎn)處的大氣密度；近地點(diǎn)處的大氣密度； I1 虛變量的第一類(lèi)貝塞爾函數(shù)。虛變量的第一類(lèi)貝塞爾函數(shù)。aeH00()200102()pH eTn a kIPDAkCm空間飛行器總體設(shè)計(jì)u 近地軌道的概念：指衛(wèi)星軌道高度低于近地軌道的概念：指衛(wèi)星軌道高度低于1000km1000km的軌道。（用于的軌道。（用于資源衛(wèi)星、軍用偵察衛(wèi)

34、星、定位衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星，導(dǎo)航衛(wèi)星以資源衛(wèi)星、軍用偵察衛(wèi)星、定位衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星，導(dǎo)航衛(wèi)星以及用于天空實(shí)驗(yàn)室、載人飛船等）。及用于天空實(shí)驗(yàn)室、載人飛船等）。u 近地軌道衛(wèi)星具有近圓的特點(diǎn)：即近地軌道一般選用圓形或近近地軌道衛(wèi)星具有近圓的特點(diǎn)：即近地軌道一般選用圓形或近乎圓形的小偏心率軌道，這樣衛(wèi)星軌道的高度、速度變化均較乎圓形的小偏心率軌道，這樣衛(wèi)星軌道的高度、速度變化均較小?？梢?jiàn)光照相資源衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星也常用圓小?？梢?jiàn)光照相資源衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星也常用圓軌道。軌道。u 近地軌道衛(wèi)星的軌道控制：包括軌道傾角修正和平面內(nèi)的修正。近地軌道衛(wèi)星的軌道控制：包括軌道傾角修正和平面內(nèi)

35、的修正。平面內(nèi)的控制包括入軌誤差的修正和長(zhǎng)期運(yùn)行中的星下點(diǎn)軌跡平面內(nèi)的控制包括入軌誤差的修正和長(zhǎng)期運(yùn)行中的星下點(diǎn)軌跡的保持，有時(shí)還需要控制近地點(diǎn)幅角和偏心率的保持，有時(shí)還需要控制近地點(diǎn)幅角和偏心率e e。空間飛行器總體設(shè)計(jì)u 變軌策略：確定變軌分幾次進(jìn)行，每次變軌量的大小，每次變軌變軌策略：確定變軌分幾次進(jìn)行，每次變軌量的大小，每次變軌在什么時(shí)候進(jìn)行。這是轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在什么時(shí)候進(jìn)行。這是轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。u 最佳的轉(zhuǎn)移軌道最佳的轉(zhuǎn)移軌道（近地點(diǎn)約（近地點(diǎn)約220km220km，遠(yuǎn)地，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度與靜止軌道相近）。點(diǎn)高度與靜止軌道相近）。u 變軌策略的實(shí)施：變軌策略的實(shí)施： 固體

36、遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)（選擇推力方向和點(diǎn)火時(shí)間）。固體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)（選擇推力方向和點(diǎn)火時(shí)間）。 液體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)（選擇推力方向、點(diǎn)火時(shí)間、發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間）。液體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)（選擇推力方向、點(diǎn)火時(shí)間、發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間）。u 變軌效果衡量標(biāo)準(zhǔn)：以節(jié)省燃料為目的。建立消耗燃料和變軌參數(shù)的數(shù)變軌效果衡量標(biāo)準(zhǔn)：以節(jié)省燃料為目的。建立消耗燃料和變軌參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系式學(xué)關(guān)系式( (目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)) )，采用最優(yōu)的方法找出變軌參數(shù)的最優(yōu)解。，采用最優(yōu)的方法找出變軌參數(shù)的最優(yōu)解。空間飛行器總體設(shè)計(jì) 遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)是將軌道傾角變?yōu)榱?，抬高轉(zhuǎn)移軌道近地點(diǎn)遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)是將軌道傾角變?yōu)榱悖Ц咿D(zhuǎn)移軌道近地點(diǎn)高度的動(dòng)力裝置，分為固體遠(yuǎn)

37、地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)和液體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)高度的動(dòng)力裝置，分為固體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)和液體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)兩類(lèi)。兩種發(fā)動(dòng)機(jī)有不同的特點(diǎn)。兩類(lèi)。兩種發(fā)動(dòng)機(jī)有不同的特點(diǎn)。 (1) (1) 固體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)固體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn) 固體發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一次完成變軌任務(wù)、工作時(shí)間比較固體發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一次完成變軌任務(wù)、工作時(shí)間比較短推力大，?？梢暈槊}沖點(diǎn)火加速。一般用自旋穩(wěn)定方向，短推力大，?？梢暈槊}沖點(diǎn)火加速。一般用自旋穩(wěn)定方向，推力方向在自旋軸方向。其總沖不可調(diào)，比沖也比較低，精度推力方向在自旋軸方向。其總沖不可調(diào)，比沖也比較低，精度較差?？赡軙?huì)出現(xiàn)總沖和衛(wèi)星總重不協(xié)調(diào)的情況。這種不協(xié)調(diào)，較差?？赡軙?huì)出現(xiàn)總沖和衛(wèi)星總重

38、不協(xié)調(diào)的情況。這種不協(xié)調(diào)，有時(shí)，可以用轉(zhuǎn)移軌道參數(shù)調(diào)整來(lái)解決。有時(shí)，可以用轉(zhuǎn)移軌道參數(shù)調(diào)整來(lái)解決?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) (2) (2) 液體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)液體遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn) 液體發(fā)動(dòng)機(jī)推力一般比較小，工作時(shí)間較長(zhǎng)，和脈沖加速相比液體發(fā)動(dòng)機(jī)推力一般比較小，工作時(shí)間較長(zhǎng)，和脈沖加速相比較，稍有燃料的浪費(fèi)。為了避免這種情況，利用液體發(fā)動(dòng)機(jī)可以較，稍有燃料的浪費(fèi)。為了避免這種情況，利用液體發(fā)動(dòng)機(jī)可以多次工作的特點(diǎn)將變軌分幾次進(jìn)行。液體發(fā)動(dòng)機(jī)可以視情況關(guān)多次工作的特點(diǎn)將變軌分幾次進(jìn)行。液體發(fā)動(dòng)機(jī)可以視情況關(guān)機(jī)。用變軌前后的軌道測(cè)量結(jié)果進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)變軌參數(shù)的標(biāo)定。對(duì)機(jī)。用變軌前后的軌道測(cè)量結(jié)果進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)變

39、軌參數(shù)的標(biāo)定。對(duì)以后的變軌進(jìn)行修正。這樣可以提高變軌的精度。以后的變軌進(jìn)行修正。這樣可以提高變軌的精度。 液體推進(jìn)劑的比沖較高，幾乎不存在與衛(wèi)星總重不匹配的情況。液體推進(jìn)劑的比沖較高，幾乎不存在與衛(wèi)星總重不匹配的情況。尤其在與小推力器共用推進(jìn)劑的情況，推進(jìn)劑用量可以調(diào)整。尤其在與小推力器共用推進(jìn)劑的情況，推進(jìn)劑用量可以調(diào)整。 空間飛行器總體設(shè)計(jì) V V在執(zhí)行整個(gè)空間飛行任務(wù)期間所需的速度增量之和。在執(zhí)行整個(gè)空間飛行任務(wù)期間所需的速度增量之和。 在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可以用火箭方程估算所需的在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可以用火箭方程估算所需的V V。 式中，式中， 是飛行器的干重；是飛行器的干重； 飛行器的初始質(zhì)量；

40、飛行器的初始質(zhì)量； 消耗的推進(jìn)劑質(zhì)量。消耗的推進(jìn)劑質(zhì)量。 上述方程沒(méi)有考慮由阻力和重力所引起的損失，因而代表了理想上述方程沒(méi)有考慮由阻力和重力所引起的損失，因而代表了理想的情況。實(shí)際上，可達(dá)到的的情況。實(shí)際上，可達(dá)到的V V要比理想值小一些。要比理想值小一些。000lnlnssTGMMVIIMMM0GTMMM0MTM空間飛行器總體設(shè)計(jì) 0exp() 11 exp()TGssVVMMMII 0exp() 11 exp()TGssVVMMMII空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)空間飛行器總體設(shè)計(jì)u 定義：太陽(yáng)同步軌道是指軌道

41、面進(jìn)動(dòng)角速度與太陽(yáng)在黃道定義：太陽(yáng)同步軌道是指軌道面進(jìn)動(dòng)角速度與太陽(yáng)在黃道上運(yùn)動(dòng)的平均角速度（即地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的平均角速度上運(yùn)動(dòng)的平均角速度（即地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的平均角速度0.98560.9856/ /天）相同。天）相同。u 太陽(yáng)同步軌道的特點(diǎn)：太陽(yáng)同步軌道的特點(diǎn)： 太陽(yáng)同步軌道傾角太陽(yáng)同步軌道傾角i i必須大于必須大于9090，也稱(chēng)逆行軌道。，也稱(chēng)逆行軌道。 太陽(yáng)同步圓軌道的半長(zhǎng)軸不會(huì)大于太陽(yáng)同步圓軌道的半長(zhǎng)軸不會(huì)大于6000 km6000 km。 在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星常選取太陽(yáng)同步的回歸軌道。在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星常選取太陽(yáng)同步的回歸軌道?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 回歸軌

42、道是指星下點(diǎn)軌跡出現(xiàn)周期性重疊的軌道。重復(fù)回歸軌道是指星下點(diǎn)軌跡出現(xiàn)周期性重疊的軌道。重復(fù)出現(xiàn)的周期稱(chēng)為回歸周期。在回歸軌道上運(yùn)行的航天器，出現(xiàn)的周期稱(chēng)為回歸周期。在回歸軌道上運(yùn)行的航天器，每經(jīng)過(guò)一個(gè)回歸周期，航天器又出現(xiàn)在以前經(jīng)過(guò)的同一個(gè)每經(jīng)過(guò)一個(gè)回歸周期，航天器又出現(xiàn)在以前經(jīng)過(guò)的同一個(gè)地區(qū)。這樣就可以對(duì)航天器覆蓋的區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視，以地區(qū)。這樣就可以對(duì)航天器覆蓋的區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視，以發(fā)現(xiàn)這一段時(shí)間內(nèi)目標(biāo)的變化。如果一條衛(wèi)星軌道既是回發(fā)現(xiàn)這一段時(shí)間內(nèi)目標(biāo)的變化。如果一條衛(wèi)星軌道既是回歸軌道又是太陽(yáng)同步軌道，則該軌道稱(chēng)為太陽(yáng)同步回歸軌歸軌道又是太陽(yáng)同步軌道，則該軌道稱(chēng)為太陽(yáng)同步回歸軌道。道。空

43、間飛行器總體設(shè)計(jì) 當(dāng)航天器軌道面與地球赤道面重合，航天器運(yùn)行方向和周期與當(dāng)航天器軌道面與地球赤道面重合，航天器運(yùn)行方向和周期與地球自轉(zhuǎn)相同，并且軌道偏心率等于零，則這種軌道稱(chēng)為地球靜地球自轉(zhuǎn)相同，并且軌道偏心率等于零，則這種軌道稱(chēng)為地球靜止軌道。地球靜止軌道衛(wèi)星的特點(diǎn)：止軌道。地球靜止軌道衛(wèi)星的特點(diǎn)： 軌道傾角軌道傾角i=0i=0的赤道軌道；的赤道軌道； 偏心率偏心率e=0e=0的圓軌道；的圓軌道； 軌道高度軌道高度h=35810kmh=35810km的高軌道；的高軌道； 周期周期T24hT24h； 環(huán)繞速度環(huán)繞速度VeVe=3.07km/s=3.07km/s?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 極軌道為傾角

44、等于極軌道為傾角等于9090的軌道。但工程上把傾角稍的軌道。但工程上把傾角稍許偏離許偏離9090的軌道也稱(chēng)為極軌道。沿這種軌道運(yùn)行的航的軌道也稱(chēng)為極軌道。沿這種軌道運(yùn)行的航天器，每圈都經(jīng)過(guò)南極、北極地區(qū)，再加上地球自轉(zhuǎn)天器，每圈都經(jīng)過(guò)南極、北極地區(qū)，再加上地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)，能達(dá)到覆蓋全球的目的。效應(yīng)，能達(dá)到覆蓋全球的目的。 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 為了能覆蓋高緯地區(qū)，可用臨界傾角大橢圓軌道。為了能覆蓋高緯地區(qū)，可用臨界傾角大橢圓軌道。 所謂臨界傾角就是當(dāng)軌道傾角為所謂臨界傾角就是當(dāng)軌道傾角為63.463.4或或116.6116.6時(shí)，軌道的時(shí)，軌道的近地點(diǎn)幅角由于攝動(dòng)引起的變化率為零。若采用近地點(diǎn)在南

45、半近地點(diǎn)幅角由于攝動(dòng)引起的變化率為零。若采用近地點(diǎn)在南半球球( (近地點(diǎn)幅角為近地點(diǎn)幅角為270)270)、高度約、高度約600km600km，遠(yuǎn)地點(diǎn)在北半球、高，遠(yuǎn)地點(diǎn)在北半球、高度約度約40000km40000km，軌道傾角為，軌道傾角為63.463.4，則當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行在遠(yuǎn)地點(diǎn)前后，則當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行在遠(yuǎn)地點(diǎn)前后很長(zhǎng)一段軌道上，在北半球可以長(zhǎng)時(shí)間看到衛(wèi)星。這就是周期很長(zhǎng)一段軌道上，在北半球可以長(zhǎng)時(shí)間看到衛(wèi)星。這就是周期為為12h12h的臨界傾角大橢圓軌道。的臨界傾角大橢圓軌道。 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 甚低軌道是指近地點(diǎn)甚低軌道是指近地點(diǎn)200km200km左右，遠(yuǎn)地點(diǎn)左右，遠(yuǎn)地點(diǎn)400km400km

46、左右的左右的低地球軌道。其特點(diǎn)是軌道離地面高度接近最低的程低地球軌道。其特點(diǎn)是軌道離地面高度接近最低的程度；若再低，大氣阻力就太大，衛(wèi)星的軌道壽命太短，度；若再低，大氣阻力就太大，衛(wèi)星的軌道壽命太短，甚至不能形成正常運(yùn)行的軌道。甚至不能形成正常運(yùn)行的軌道。空間飛行器總體設(shè)計(jì) 由多顆衛(wèi)星通過(guò)不同或相同軌道組成全球覆蓋或一定區(qū)域覆蓋的由多顆衛(wèi)星通過(guò)不同或相同軌道組成全球覆蓋或一定區(qū)域覆蓋的衛(wèi)星網(wǎng)稱(chēng)為星座。星座大致可有衛(wèi)星網(wǎng)稱(chēng)為星座。星座大致可有4 4種類(lèi)型：種類(lèi)型： 一類(lèi)是有幾個(gè)升交點(diǎn)赤經(jīng)均布、傾角和高度都相同的圓軌道（各一類(lèi)是有幾個(gè)升交點(diǎn)赤經(jīng)均布、傾角和高度都相同的圓軌道（各軌道上均布相同數(shù)量的

47、衛(wèi)星），實(shí)現(xiàn)全球?qū)崟r(shí)連續(xù)覆蓋。這種實(shí)用軌道上均布相同數(shù)量的衛(wèi)星），實(shí)現(xiàn)全球?qū)崟r(shí)連續(xù)覆蓋。這種實(shí)用星座的軌道高度又可分為高（星座的軌道高度又可分為高（20000km20000km）、中（約）、中（約10000km10000km）、低）、低（約（約1000km1000km）三種。此類(lèi)星座稱(chēng)為均勻?qū)ΨQ(chēng)星座；）三種。此類(lèi)星座稱(chēng)為均勻?qū)ΨQ(chēng)星座； 第二類(lèi)是由偏心率、軌道傾角和周期都相同，而升交點(diǎn)赤經(jīng)、近地第二類(lèi)是由偏心率、軌道傾角和周期都相同，而升交點(diǎn)赤經(jīng)、近地點(diǎn)幅角和初始時(shí)刻的平近點(diǎn)角按一定規(guī)律分布的多顆衛(wèi)星所形成的點(diǎn)幅角和初始時(shí)刻的平近點(diǎn)角按一定規(guī)律分布的多顆衛(wèi)星所形成的星座，稱(chēng)為橢圓軌道星座；星座，

48、稱(chēng)為橢圓軌道星座；空間飛行器總體設(shè)計(jì)第三類(lèi)星座是由多顆衛(wèi)星分別分布在一個(gè)靜止軌道和一個(gè)第三類(lèi)星座是由多顆衛(wèi)星分別分布在一個(gè)靜止軌道和一個(gè)（或幾個(gè)）傾角為（或幾個(gè)）傾角為9090的極地軌道或太陽(yáng)同步軌道所形成的星的極地軌道或太陽(yáng)同步軌道所形成的星座，該星座可稱(chēng)為混合星座；座，該星座可稱(chēng)為混合星座；第四類(lèi)由一種編隊(duì)飛行的衛(wèi)星群，即由第四類(lèi)由一種編隊(duì)飛行的衛(wèi)星群，即由2 2顆或顆或2 2顆以上衛(wèi)星保顆以上衛(wèi)星保持近距離編隊(duì)飛行（可形成長(zhǎng)得多的天線基線持近距離編隊(duì)飛行（可形成長(zhǎng)得多的天線基線虛擬天線虛擬天線或組成三星時(shí)差定位系統(tǒng)等），該衛(wèi)星群可稱(chēng)為編隊(duì)星座?；蚪M成三星時(shí)差定位系統(tǒng)等），該衛(wèi)星群可稱(chēng)為編

49、隊(duì)星座?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 衛(wèi)星軌道選擇是衛(wèi)星頂層設(shè)計(jì)，是衛(wèi)星方案設(shè)計(jì)的前提（或衛(wèi)星軌道選擇是衛(wèi)星頂層設(shè)計(jì)，是衛(wèi)星方案設(shè)計(jì)的前提（或依據(jù)）之一。軌道選擇的任務(wù)：依據(jù)）之一。軌道選擇的任務(wù)：一方面進(jìn)行具體軌道參數(shù)選擇和軌道相關(guān)設(shè)計(jì)。因?yàn)樾l(wèi)星軌道一方面進(jìn)行具體軌道參數(shù)選擇和軌道相關(guān)設(shè)計(jì)。因?yàn)樾l(wèi)星軌道或星座選擇直接影響到衛(wèi)星的總體方案和構(gòu)型設(shè)計(jì)（如用太陽(yáng)或星座選擇直接影響到衛(wèi)星的總體方案和構(gòu)型設(shè)計(jì)（如用太陽(yáng)同步軌道的衛(wèi)星要求有效載荷對(duì)地定向，太陽(yáng)電池翼對(duì)日定同步軌道的衛(wèi)星要求有效載荷對(duì)地定向，太陽(yáng)電池翼對(duì)日定向）。向）。另一方面要用較多的精力針對(duì)所選軌道去分析并提出用何種方另一方面要用較多的精力針對(duì)

50、所選軌道去分析并提出用何種方案去實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的任務(wù)要求。因?yàn)樾l(wèi)星的方案和構(gòu)型又會(huì)對(duì)軌道案去實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的任務(wù)要求。因?yàn)樾l(wèi)星的方案和構(gòu)型又會(huì)對(duì)軌道（或星座）提出一定的要求（如為了提高地面分辨率要求軌道（或星座）提出一定的要求（如為了提高地面分辨率要求軌道高度盡量低些等）。高度盡量低些等）?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì)u對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星主要是要有高的地面分辨率和識(shí)別波譜特對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星主要是要有高的地面分辨率和識(shí)別波譜特性。性。u用于軍事目的的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，其軌道特點(diǎn)是近地近圓。用于軍事目的的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，其軌道特點(diǎn)是近地近圓。u對(duì)于開(kāi)發(fā)地球和海洋資源的衛(wèi)星，其軌道特點(diǎn)一般是對(duì)于開(kāi)發(fā)地球和海洋資源的衛(wèi)星，其軌道特點(diǎn)一般是

51、800 800 kmkm左右高度的太陽(yáng)同步圓軌道，以滿足比較長(zhǎng)的壽命和左右高度的太陽(yáng)同步圓軌道，以滿足比較長(zhǎng)的壽命和地面的光照條件。地面的光照條件。 空間飛行器總體設(shè)計(jì)u 地球靜止衛(wèi)星軌道：處于地球靜止衛(wèi)星軌道上的通信衛(wèi)星相對(duì)地球地球靜止衛(wèi)星軌道：處于地球靜止衛(wèi)星軌道上的通信衛(wèi)星相對(duì)地球靜止不動(dòng)，地球站天線跟蹤簡(jiǎn)單，并能實(shí)現(xiàn)晝夜不間斷的通信。靜止不動(dòng)，地球站天線跟蹤簡(jiǎn)單，并能實(shí)現(xiàn)晝夜不間斷的通信。u 大橢圓軌道：對(duì)于高緯度地區(qū)，地球站天線對(duì)靜止衛(wèi)星的仰角太低，大橢圓軌道：對(duì)于高緯度地區(qū)，地球站天線對(duì)靜止衛(wèi)星的仰角太低，信號(hào)傳輸中的大氣衰減比較嚴(yán)重，為了保證通信質(zhì)量需要增加衛(wèi)星信號(hào)傳輸中的大氣衰

52、減比較嚴(yán)重，為了保證通信質(zhì)量需要增加衛(wèi)星對(duì)覆蓋區(qū)的輻射功率、或提高地球站的接收能力。因此，有的通信對(duì)覆蓋區(qū)的輻射功率、或提高地球站的接收能力。因此，有的通信衛(wèi)星采用了大傾角、遠(yuǎn)地點(diǎn)達(dá)衛(wèi)星采用了大傾角、遠(yuǎn)地點(diǎn)達(dá)4 4萬(wàn)公里的大橢圓軌道，用于高緯度地萬(wàn)公里的大橢圓軌道，用于高緯度地區(qū)的通信。例如閃電一號(hào)的軌道就是如此。區(qū)的通信。例如閃電一號(hào)的軌道就是如此?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì)u 軌道：多為太陽(yáng)同步軌道或地球靜止衛(wèi)星軌道。軌道：多為太陽(yáng)同步軌道或地球靜止衛(wèi)星軌道。u 太陽(yáng)同步軌道呈圓形，偏心率小于千分之一，傾角大于太陽(yáng)同步軌道呈圓形，偏心率小于千分之一，傾角大于9090，為了保證云圖的質(zhì)量，高度一般在

53、為了保證云圖的質(zhì)量，高度一般在8008001000 km1000 km，以便飛經(jīng)地，以便飛經(jīng)地球各地區(qū)時(shí)獲得的圖像有相同的光照條件。球各地區(qū)時(shí)獲得的圖像有相同的光照條件?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道均選用圓軌道，高度一般為中高軌道導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道均選用圓軌道，高度一般為中高軌道直到地球同步軌道。例如多普勒導(dǎo)航衛(wèi)星選用上千公里直到地球同步軌道。例如多普勒導(dǎo)航衛(wèi)星選用上千公里的圓形極軌道，既能減少大氣阻力對(duì)軌道的影響，又不的圓形極軌道，既能減少大氣阻力對(duì)軌道的影響，又不會(huì)使多普勒頻移減小和傳通誤差增大，極軌道還使軌道會(huì)使多普勒頻移減小和傳通誤差增大，極軌道還使軌道進(jìn)動(dòng)最小和導(dǎo)航網(wǎng)比較穩(wěn)定。進(jìn)動(dòng)

54、最小和導(dǎo)航網(wǎng)比較穩(wěn)定。 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 測(cè)地衛(wèi)星的軌道一般采用測(cè)地衛(wèi)星的軌道一般采用10001000公里至數(shù)千公里近圓極公里至數(shù)千公里近圓極軌道。動(dòng)力學(xué)測(cè)地衛(wèi)星采用一組具有不同傾角的軌道，軌道。動(dòng)力學(xué)測(cè)地衛(wèi)星采用一組具有不同傾角的軌道，可獲得全球性引力場(chǎng)異常及其變化數(shù)據(jù)，從而提高對(duì)地可獲得全球性引力場(chǎng)異常及其變化數(shù)據(jù)，從而提高對(duì)地球引力場(chǎng)參數(shù)和地球形體的測(cè)定精度。球引力場(chǎng)參數(shù)和地球形體的測(cè)定精度。 空間飛行器總體設(shè)計(jì) 電于偵察衛(wèi)星的軌道一般為近圓形或圓形。為了兼電于偵察衛(wèi)星的軌道一般為近圓形或圓形。為了兼顧定位精度和衛(wèi)星長(zhǎng)期工作的要求，單星定位制衛(wèi)星的顧定位精度和衛(wèi)星長(zhǎng)期工作的要求，單星定

55、位制衛(wèi)星的軌道高度一般在軌道高度一般在400400公里到公里到500500公里，多星定位制衛(wèi)星的公里，多星定位制衛(wèi)星的軌道高度一般在軌道高度一般在10001000公里以上，有利于長(zhǎng)期監(jiān)視大面積公里以上，有利于長(zhǎng)期監(jiān)視大面積地區(qū)。地區(qū)。 空間飛行器總體設(shè)計(jì)軌道類(lèi)型軌道類(lèi)型應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍特性特性地球靜止軌道及其星座地球靜止軌道及其星座國(guó)際通信、區(qū)域和國(guó)內(nèi)通信廣播、國(guó)際通信、區(qū)域和國(guó)內(nèi)通信廣播、海事通信、移動(dòng)通信、區(qū)域?qū)Ш?、海事通信、移?dòng)通信、區(qū)域?qū)Ш?、區(qū)域氣象觀測(cè)等衛(wèi)星區(qū)域氣象觀測(cè)等衛(wèi)星在赤道上空的位置幾乎在赤道上空的位置幾乎保持不變保持不變太陽(yáng)同步太陽(yáng)同步(回歸回歸)軌道及其軌道及其星座星座地

56、球資源觀測(cè)、全球氣象觀測(cè)、地球資源觀測(cè)、全球氣象觀測(cè)、空間環(huán)境探測(cè)和科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)、空間環(huán)境探測(cè)和科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)、海洋監(jiān)測(cè)等衛(wèi)星海洋監(jiān)測(cè)等衛(wèi)星軌道旋轉(zhuǎn)，使得軌道相軌道旋轉(zhuǎn)，使得軌道相對(duì)于太陽(yáng)方位近似不變對(duì)于太陽(yáng)方位近似不變甚低軌道甚低軌道返回式遙感衛(wèi)星、載人飛船、航返回式遙感衛(wèi)星、載人飛船、航天飛機(jī)、空間試驗(yàn)室、空間站等天飛機(jī)、空間試驗(yàn)室、空間站等地面分辨率高，運(yùn)載火地面分辨率高，運(yùn)載火箭能力要求低箭能力要求低臨界傾角大橢圓軌道臨界傾角大橢圓軌道(周周期為期為12h)及其星座及其星座高緯度通信、空間環(huán)境探測(cè)和科高緯度通信、空間環(huán)境探測(cè)和科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星遠(yuǎn)地點(diǎn)遠(yuǎn)地點(diǎn)/近地點(diǎn)不變近地點(diǎn)不

57、變高高(約約20000km)、中、中(約約2000km)、低、低(1000km)軌軌道實(shí)時(shí)全球覆蓋星座道實(shí)時(shí)全球覆蓋星座全球移動(dòng)通信全球移動(dòng)通信(含少量固定通信含少量固定通信)、全球?qū)Ш?、全球環(huán)境監(jiān)測(cè)等衛(wèi)星全球?qū)Ш?、全球環(huán)境監(jiān)測(cè)等衛(wèi)星網(wǎng)網(wǎng)空間飛行器總體設(shè)計(jì)wSshzRswzhSR f空間飛行器總體設(shè)計(jì) 空間飛行器總體設(shè)計(jì)27109856. 0cosRrieTeTNDe360空間飛行器總體設(shè)計(jì) 地球靜止軌道參數(shù)選擇主要是確定定點(diǎn)位置及其精度。靜止軌道的通地球靜止軌道參數(shù)選擇主要是確定定點(diǎn)位置及其精度。靜止軌道的通信衛(wèi)星，它的軌道平面與地球赤道平面相重合，軌道傾角通常不為信衛(wèi)星，它的軌道平面與地球

58、赤道平面相重合，軌道傾角通常不為零，而是一個(gè)小傾角。零，而是一個(gè)小傾角。u 降低測(cè)量精度降低測(cè)量精度u 節(jié)省推進(jìn)劑。節(jié)省推進(jìn)劑。 為了提高高緯度地區(qū)對(duì)靜止軌道的通信衛(wèi)星的可見(jiàn)度，擴(kuò)大高緯為了提高高緯度地區(qū)對(duì)靜止軌道的通信衛(wèi)星的可見(jiàn)度，擴(kuò)大高緯度地區(qū)的通信覆蓋面積，在衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)上，就讓衛(wèi)星存在一個(gè)小度地區(qū)的通信覆蓋面積，在衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)上，就讓衛(wèi)星存在一個(gè)小傾角。我國(guó)發(fā)射的幾顆通信衛(wèi)星都存在一個(gè)小的傾角并且不加傾角。我國(guó)發(fā)射的幾顆通信衛(wèi)星都存在一個(gè)小的傾角并且不加修正，既可以節(jié)省推進(jìn)劑，又不影響通信。修正，既可以節(jié)省推進(jìn)劑，又不影響通信?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 航天器在控制系統(tǒng)作用下使其軌道發(fā)生有意

59、的改變，稱(chēng)為軌航天器在控制系統(tǒng)作用下使其軌道發(fā)生有意的改變，稱(chēng)為軌道機(jī)動(dòng)。換言之，軌道機(jī)動(dòng)是指沿原軌道運(yùn)行的航天器經(jīng)機(jī)動(dòng)道機(jī)動(dòng)。換言之，軌道機(jī)動(dòng)是指沿原軌道運(yùn)行的航天器經(jīng)機(jī)動(dòng)改變成另一條所要求的新的軌道運(yùn)行。改變成另一條所要求的新的軌道運(yùn)行。 按原軌道和新軌道是否有相重點(diǎn)分類(lèi)：按原軌道和新軌道是否有相重點(diǎn)分類(lèi)：軌道改變：當(dāng)原軌道與新軌道相交（或相切）時(shí)，在交點(diǎn)（或軌道改變：當(dāng)原軌道與新軌道相交（或相切）時(shí)，在交點(diǎn)（或切點(diǎn)）施加一次沖量，即可使航天器由原軌道轉(zhuǎn)入新軌道，這切點(diǎn)）施加一次沖量，即可使航天器由原軌道轉(zhuǎn)入新軌道，這種情況稱(chēng)為軌道改變。種情況稱(chēng)為軌道改變?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì)軌道轉(zhuǎn)移：當(dāng)原

60、軌道與新軌道不相交（或不相切）時(shí)，則至少軌道轉(zhuǎn)移：當(dāng)原軌道與新軌道不相交（或不相切）時(shí)，則至少要施加兩次沖量才能使航天器由原軌道轉(zhuǎn)入新軌道，這種情況要施加兩次沖量才能使航天器由原軌道轉(zhuǎn)入新軌道，這種情況稱(chēng)為軌道轉(zhuǎn)移。連接原軌道和新軌道的中間軌道，稱(chēng)為過(guò)渡軌稱(chēng)為軌道轉(zhuǎn)移。連接原軌道和新軌道的中間軌道，稱(chēng)為過(guò)渡軌道或轉(zhuǎn)移軌道。道或轉(zhuǎn)移軌道?？臻g飛行器總體設(shè)計(jì) 衛(wèi)星從一個(gè)軌道轉(zhuǎn)移到另一個(gè)衛(wèi)星從一個(gè)軌道轉(zhuǎn)移到另一個(gè)軌道，通常是利用假定在瞬時(shí)之軌道，通常是利用假定在瞬時(shí)之間作用的速度增量間作用的速度增量V V完成的；完成的；也就是說(shuō)，可以用單個(gè)或幾個(gè)推也就是說(shuō)，可以用單個(gè)或幾個(gè)推力沖量來(lái)調(diào)整或改變軌道。