地球同步轨道

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地球同步轨道Geosynchronous orbitGSO),卫星的轨道周期等于地球自转周期,且方向亦与之一致,见同步轨道。轨道平面与地球赤道平面重合,即卫星与地面的位置相对保持不变,则称为地球静止轨道

实现地球同步轨道,需满足下列条件:

  • 卫星运行方向与地球自转方向相同;
  • 轨道偏心率为0,即轨道是圆形的;
  • 轨道周期等于地球自转周期(23小時56分4秒),静止卫星的高度为35786公里

通讯卫星常使用于这种轨道,但导航卫星則否。

地球同步轨道高度的推导[编辑]

\mathbf{F}_\text{c} = \mathbf{F}_\text{g}
m \mathbf{a}_\text{c} = m \mathbf{g}
|\mathbf{a}_\text{c}| = \omega^2 r
|\mathbf{g}| = \frac{G M}{r^2}
r^3 = \frac{G M}{\omega^2} \to r = \sqrt[3]{\frac{G M}{\omega^2}}
r = \sqrt[3]{\frac\mu{\omega^2}}
其中:
\omega \approx \frac{2 \mathrm\pi~\mathrm{rad}} {86\,164~\mathrm{s}} \approx 7.2921 \times 10^{-5}~\mathrm{rad} / \mathrm{s}
GM=μ=398,600.4418 ± 0.0008 km
可得出轨道高度为42,164 km (26,199 mi),扣除地球半径 6,378 km (3,963 mi), 得出轨道距离地面35,786 km(22,236 mi).
轨道上的速度为 v = \omega r \approx 3.0746~\mathrm{km}/\mathrm{s} \approx 11\,068~\mathrm{km}/\mathrm{h} \approx 6877.8~\mathrm{mph}\text{.}

相关条目[编辑]