卫星的运行及其轨道

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,GPS测量定位技术精品课程,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,GPS测量定位技术精品课程,*,卫星的运行及其轨道,GPS定位系统包括三大部分：（1）地面监控部分；（2）空间卫星部分；（3）用户接收部分。,空间卫星部分,24颗卫星(21+3),6个轨道平面,55,轨道倾角,2万,km,轨道高度(地面高度),12小时(恒星时)轨道周期,5个多小时出现在地平线以上(每颗星),卫星的运行及其轨道,卫星的运行及其轨道,卫星运动,轨道,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、月亮和其他天体的引力，以及太阳光压、大气阻力和地球潮汐力等因素的影响。,理想轨道：假设卫星只受到地球为均质球体的引力（质量集中于球体的中心），称为中心引力，决定的卫星运动轨道。,轨道,实际轨道：卫星受到摄动力（非中心引力），包括地球非球形对称的作用力、日月引力、大气阻力、光辐射压力以及地球潮汐力等，决定的卫星运动轨道。,摄动力对卫星运行轨道的影响,地球体不规则及质量分布不,均匀而引起的作用力,太阳和月球的引力,太阳的直接与间接辐射压力,大气的阻力,摄动力的影响,地球潮汐的作用力、磁力,卫星的运行及其轨道,理想情况下的卫星运动,根据牛顿万有引力定律，在上述理想情况下，卫星相对于地球的,引力加速度,为：,式中,G,地球引力常数；,M,地球质量；,m,卫星质量；,r,卫星的地心向径。,卫星的运行及其轨道,卫星的运行及其轨道,理想情况下的卫星运动,所谓,理想情况下的卫星运动,，是将地球视作匀质球体，且不顾及其它摄动力的影响，卫星只是在地球质心引力作用下而运动。,它是卫星运动的第一近似描述,研究意义,它是至今唯一能得到的严密分析解的运动,它是全部作用力下的卫星运动更精确解的基础,理想情况下的卫星运动,开普勒第一定律,卫星运行的轨道是一个椭圆，地球质心位居椭圆的一个焦点上。,该定律表明，卫星相对于地球质心的运动轨道是一个椭圆，该椭圆有着固定的形状和大小，椭圆上距离地球质心最远的一点称为远地点，距离地球质心最近的一点称为近地点。,卫星运行轨道椭圆,卫星的运行及其轨道,理想情况下的卫星运动,开普勒第二定律,卫星的地心向径，即地球质心与卫星质心间的距离向量，在相同的时间内所扫过的面积相等。,开普勒第二定律表明，卫星沿轨道椭圆的运行速度在不断变化，在近地点处速度最大，在远地点处速度最小。,相等时间地心向径扫过的面积,卫星的运行及其轨道,理想情况下的卫星运动,开普勒第三定律,卫星围绕地球运行的周期的平方与轨道椭圆长半径的立方成正比，其比值等于地球引力常数的倒数。,开普勒第三定律的数学形式为：,式中,T,为卫星运动的周期,卫星的运行及其轨道,