GPS原理应用(3-1)卫星轨道

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什么是卫星轨道

卫星在空间运行的轨迹称为轨道, 描述卫星轨道位置和状态的参数称为轨道参数。

为满足精密定位的要求,卫星轨道必须有足够精度。由于利用GPS进行导航和测量时,卫星作为位置已知的高空观测目标为了制订GPS测量的观测计划和便于捕获卫星发射的信号,也需要知道卫星的轨道参数,只是其要求的精度较低。

影响卫星轨道的因素

卫星在空间绕地球运行时,除了受地球重力场的引力作用外,还受到太阳、月亮和其它天体的引力影响,以及太阳光压、大气阻力和地球潮汐力等因素影响。卫星实际运行轨道十分复杂,难以用简单而精确的数学模型加以描述。

引力分两类:

地球质心引力(中心引力):密度均匀或由无限多密度均匀的同心球层所构成的圆球,称之为二体问题。 摄动力(非中心引力仅为 10-3量级):非球形对称的地球引力,日、月引力,大气阻力,太阳光压,地球潮汐力等(各项作用力均小于10-5 )。

研究方法

研究工作和实际应用的方便,通常分为两步:

地球在中心力的作用下的卫星运动称为无摄运动,用以描述卫星的基本特征;

在摄动力的作用下的卫星运动称为受摄运动,相应的卫星轨道称为受摄轨道,用以确定卫星受摄运动轨道的瞬时特征。

该研究的优点:二体问题下的卫星运动虽然是一种近似描述,但能得到卫星运动的严密分析解,从而可以在此基础上再加上摄动力来推求卫星受摄运动的轨道。

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