地球静止卫星

位于地球赤道上空距地面约 3.6万千米处相对于地面静止的卫星。在惯性空间中它沿着一条倾角为零的圆轨道运动。如果地球同步轨道卫星正好在地球赤道上空离地面35786千米的轨道上绕地球运行，由于它绕地球运行的角速度与地球自转的角速度相同，从地面上看去它好像是静止的，这种卫星轨道叫地球静止卫星轨道。

简介

实际上地球静止轨道是地球同步轨道的一种特殊情况。所谓地球同步轨道是指卫星在轨道运行的周期等于地球自转周期的轨道。如果这种轨道的偏心率和倾角都为零，即该卫星的星下点轨迹位置始终保持不变，从地球上任意一点来看卫星都是静止的，这种轨道称之为静止轨道。静止轨道的高度是一定的，即35786km。对于倾角不为零的地球同步圆轨道，其星下点轨迹是一个正“8字”形，卫星飞越的南北纬的最高维度等于其轨道倾角。

这种卫星只需在轨道上均匀地配置三个,发射的信号便可覆盖全球(除极地区域外),地面跟踪容易,收发控制设备简单,已被广泛用于通信、导航、气象、侦察、电视直播等领域。自1963年发射第一颗同步卫星(美国辛康2号)以来,已发射了近百个,产生了巨大的经济效益和社会效益。

中国是世界上第五个独立研制和发射地球静止轨道通信卫星的国家。我国以发射地球静止卫星为主的卫星发射中心是西昌卫星发射中心.

发展过程

1975年，美国率先实现了人类首颗静止气象卫星GEOS-1业务运行；1977年，日本第一颗静止气象卫星GMS-1发射；1978年，欧空局的METEO-SAT静止气象卫星首次实现了水汽通道图像传输；1982年，印度第一代INSAT卫星发射，集通信、广播和气象探测于一身。目前，美国的GEOS系列已经发展到了第四代，拥有更稳定的平台，支持更新的成像仪、空间环境探测器（SEM）、垂直探测器和太阳X射线成像仪（SXI）。新一代的GEOS-R系列也已提上日程，预计于2014年实现业务运行，将搭载先进的基线成像仪（ABI）和超光谱环境监测仪（HES），性能将大幅提升，在同步卫星监测领域继续保持领先优势。日本的MTSAT-2和MTSAT-1R 双星在轨运行，互为备份，较上一代GMS-5的自旋稳定姿态控制不同，MTSAT采用三轴稳定方式，成像时间短、图像信噪比、灵敏度高。欧盟第二代静止气象卫星MSG-2替代了上一代METEO-SAT，虽然仍采用自旋稳定方式，但在传感器通道数、空间分辨率、圆盘成像时间和量化级数上有了很大提高。MSG-3已于2012年7月发射，第三代静止气象卫星（MTG）将会在成像精度上和数据传输速率上有大辐改进，首颗卫星将于2018年开始服役。俄罗斯在轨静止卫星二代GOMS-N2和印度在轨静止卫星INSAT-3D都采用先进的多通道扫描成像仪，拥有各自的特点。我国静止卫星发展起步较晚。1997年6月10日，我国第一颗静止气象卫星FY-2A 正式投入使用，2004年10月FY-2C发射成功，实现业务化运行，比美国晚了整整29年，总体水平也只相当于美国20世纪90年代初的水平，据估计这样的差距可能在风云四号才能赶上。不过风云二号也有很多自己的特色，尤其在图像定位配准方面已经达到了世界先进水平。2006年12月,FY-2D 静止气象卫星发射成功，与FY-2C星实现了双星备份，主汛期每天可每15min提供一张图像。2008年12月，FY-2E星接替已经超期服役的FY-2C星继续运行。这三颗星均采用自旋稳定的姿态控制方式，搭载5通道扫描成像仪和空间环境探测仪，但是和发达国家相比，还是有一定的差距。

卫星定点

为了将卫星送入地球静止卫星轨道，其发射过程通常分为 3 个阶段。

①用一、二级运载火箭（或航天飞机）将卫星连同三级火箭一起送入高度为200～400千米的近圆形停泊轨道。由于受发射场地理纬度的限制，停泊轨道的倾角一般都不为零。

②卫星在停泊轨道上飞经赤道上空时第三级火箭开始工作，使卫星沿飞行方向加速；第三级火箭工作结束以后与卫星分离，卫星进入一个大椭圆的过渡轨道，轨道的远地点高度达到约3.6 万千米，且位于赤道上空。卫星在过渡轨道上运行一段时间，由测控系统对卫星的轨道和姿态进行精确的测量，确定远地点发动机的点火时刻，并通过遥控指令由卫星姿控系统将卫星的姿态进行调整，使其在远地点发动机工作时具有所需要的姿态。

③当卫星运行到预定的远地点，测控系统发出遥控指令使远地点发动机点火，以使卫星获得所需要的速度增量，将卫星的轨道变成与静止轨道很接近的圆形赤道轨道。卫星在这样的轨道上运动时相对于地球一般并不静止，它将向西或向东漂移；此外，它相对于赤道还可能会有一个小的倾角，卫星相对于赤道还会有南北方向的漂移，因此又称这个轨道为准同步轨道或漂移轨道。为了使卫星静止在预定的位置上，还需进行一系列的轨道微调，先使卫星尽快漂移到预定位置上，然后再将轨道调整为静止卫星轨道，使卫星停止漂移，完成静止卫星的定点。

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