地球同步轨道

地球同步轨道（英語：Geosynchronous orbit，GSO），卫星的轨道周期等于地球的自转周期，且方向亦与之一致，见同步轨道。若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為1恆星日(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

$\mathbf {F} _{\text{c}}=\mathbf {F} _{\text{g}}$

$m\mathbf {a} _{\text{c}}=m\mathbf {g}$

$|\mathbf {a} _{\text{c}}|=\omega ^{2}r$

$|\mathbf {g} |={\frac {GM}{r^{2}}}$

$r^{3}={\frac {GM}{\omega ^{2}}}\to r={\sqrt[{3}]{\frac {GM}{\omega ^{2}}}}$

$r={\sqrt[{3}]{\frac {\mu }{\omega ^{2}}}}$

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=3.98575*10^14m^3/s^2

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 $v=\omega r\approx 3.0746~\mathrm {km} /\mathrm {s} \approx 11\,068~\mathrm {km} /\mathrm {h} \approx 6877.8~\mathrm {mph} {\text{.}}$

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