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衞星星座

鎖定
衞星星座是發射入軌能正常工作的衞星的集合,通常是由一些衞星環按一定的方式配置組成的一個衞星網。主要的衞星星座有GPS衞星星座、GLONASS衞星星座、Galileo衞星星座和北斗衞星星座等。
中文名
衞星星座
外文名
Satellite Constellation
用    途
全球通訊、導航、環境監測

衞星星座組成方式

利用衞星完成包括兩極地區在內的全球通訊、全球導航、全球環境監測等任務,必須使地球上任何地點在任何時刻都能為衞星覆蓋。要做到這一點用單顆衞星或一個衞星環是不夠的,需要由幾個衞星環按一定的方式配置組成一個衞星網----星座。
在任何時刻對全球進行覆蓋的星座一般採用兩種組成方式,一種由幾個傾角和高度不同的圓軌道衞星環組成,如圖1中的(a)所示;一種由幾個傾角和高度相同的圓軌道衞星環組成,如圖1中(b)所示。 [1] 
圖1 圖1

衞星星座主要衞星星座

正式工作的GPS空間衞星星座構成:24顆衞星部署在6個軌道平面中,每個軌道平面的升交點的赤經相隔60°,軌道平面相對赤道面的傾角均為55°,每條軌道上均勻分佈4顆衞星,相鄰軌道之間的衞星彼此分開30°,由此保證全球覆蓋的要求。
GPS衞星軌道平均高度約為20200km,運行週期為11h58min。因此,地球上同一地點的GPS接收機的上空,每天出現的GPS衞星分佈圖形相同,只是每天提前約4min。
位於地平線以上的衞星數目,隨着時間和地點的不同而不同,最少4顆,最多時可達11顆。 [2] 
GPS衞星星座 GPS衞星星座
GLONASS衞星星座
GLONASS系統的空間衞星星座部分,有21+3顆為工作衞星,3顆為備用部分。衞星分佈在3個等間隔的橢圓軌道面內,每個軌道面上分佈8顆衞星,同一軌道面上的衞星間隔45°。
衞星軌道面相對赤道面的傾角為64.8°,軌道偏心率為0.001,每個軌道平面的升交點赤經相差120°。衞星平均高度為19100km,運行週期為11h15min。
由於GLONASS衞星的軌道傾角大於GPS衞星的軌道傾角,所以在高緯度地區的可見性較好。 [2] 
GLONASS衞星星座 GLONASS衞星星座
Galileo衞星星座
Galileo衞星星座由均勻分佈在3個軌道上30顆中高度軌道衞星構成,其中每個軌道面上有10顆衞星,9顆為正常使用衞星,1顆為備用衞星。
衞星軌道高度為23222km,軌道傾角56°,衞星運行週期約為14h。 [2] 
Galileo衞星星座 Galileo衞星星座
北斗衞星星座
按照規劃設計,北斗衞星星座由5顆靜止軌道衞星和30顆非靜止軌道衞星組成,30顆非靜止軌道衞星包括27顆中軌道衞星和3顆傾斜同步衞星。
27顆中軌道衞星平均分佈在傾角為55°的三個平面上,軌道間距為120°,軌道高度為21500km,衞星運行週期為12h50min。 [3] 
北斗衞星星座 北斗衞星星座

衞星星座用途

衞星星座可運用於衞星導航定位系統,能夠實時提供運載體的速度、姿態及時間信息。
衞星星座可以用於全球通訊,起到中轉站的作用,傳遞通訊信息。
衞星星座還可以用於全球環境監測,通過遙感全球的地表信息,來對全球的環境情況進行監測。
參考資料
  • 1.    鄭榮躍,王克昌,鄢小清.航天工程學:國防科技大學出版社,1999
  • 2.    劉海穎,王惠南,陳志明.衞星導航原理與應用:國防工業出版社,2013
  • 3.    吳浩,楊劍,黎華.GPS原理及工程安全監測應用:武漢理工大學出版社,2014