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《太阳同步(准)回归轨道卫星的轨道保持方法研究》
赵 坚 (国防科学技术大学,长沙410073)
1 引言： 随着航天技术的发展,太阳同步(准)回归轨道卫星由于其轨道特点,在地面侦察、资源探测等 应用领域越来越受到重视,已经成为一类典型卫星轨道类型。 太阳同步(准)回归轨道卫星的主要特点有两个：一是轨道面和平太阳之间的夹角保持不变, 这样就可以保证卫星星下点地方时在每个轨道周期内重复;二是卫星星下点轨迹经过一定的时 间间隔后具有重复性,这样就能够定期、定时地经过特定区域上空。前者实际上是对轨道面在惯性 空间中的定向性提出了要求,轨道面进动角速度必须和平太阳在天球上的运动角速度相同;后者则 对卫星在非惯性坐标系(地固坐标系)中的空间运动特性提出了要求,即要求卫星能够在特定时刻经 过升交点。在理想状态下,即卫星初始时刻轨道参数不存在任何偏差且只考虑J2等非球摄动因素 的情况下,则可以通过轨道设计直接得到符合要求的轨道参数,卫星入轨后无需任何控制就能够保 持太阳同步(准)回归状态。 但是,在工程实践中,太阳同步(准)回归轨道卫星多为低轨道(LEO)卫星, 卫星在运动中受到大气阻力摄动等耗散力的影响,卫星的机械能不断衰减,从而引起轨道特 性发生变化,实际轨道和标准轨道之间的误差越来越大,因此有必要进行轨道调整来修正这种偏 差。另一方面,由于太阳始终处于轨道面的同一侧,因此将产生太阳引力谐振现象,其长期作用于 卫星的影响是导致轨道倾角发生漂移,从而破坏太阳同步所需要的轨道参数条件,因此必须加以考 虑和控制。 2 主要摄动因素分析： 地球非球摄动是使卫星能够成为太阳同步轨道卫星的根本原因, 和二体引力相比其摄动量级为10-3,在轨道设计和分析中必须加以考虑, 在初步设计中可以只考虑J2摄动影响,在更加精确的分析中应考虑高阶项(如J3,J4)的影响。 表1 二体引力、J2摄动与大气阻力量级对比： ----------------------------------------------------------------------- 轨道高度/km.....二体引力/（m/ss）.....非球摄动（J2项）/（m/ss）....大气阻力/（m/ss） 200________________9.21____________________1.39*10^-2__________________3.8*10^-4 400________________8.68____________________1.24*10^-2__________________8.8*10^-6 600________________8.19____________________1.10*10^-2__________________7.3*10^-7 800________________7.74____________________9.82*10^-3__________________9.0*10^-8 1000_______________7.32____________________8.80*10^-3__________________2.0*10^-9 ========================================== 我的问题是： 何为“非球摄动”？或者何为“非球进动”？ 是广义相对论里的东东吗？耳生的很呀，没听说过，所以还请各位指点一下？ 另外，这个“二体引力”大概就是说的“万有引力”了吧？ |