GEO IGSO MEO基本轨道知识
中地球轨道(MEO:Middle Earth Orbit
  • 轨道高度2000-36000km
  • GPS、GLONASS都属于此类轨道
地球同步轨道(或称对地静止轨道)[同步转动]
  • 轨道高度约为36000 km;
  • 此轨道上卫星运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期等与地球自转一周时间,23时56分4秒,
  • 卫星在轨道上的绕行速度约为3.1km/s,运行角速度等于地球自转角速度。
  • 在地球同步轨道上发3颗卫星,可实现除两极外全球通讯

分三类:

  (1)地球静止轨道GEO:Geostationary Orbit)(正圆轨道)
  • 轨道倾角为0,卫星在地球赤道上空运行,运行方向和周期都与地球自转方向周期相同,从地球上仰望卫星,仿佛静止不动
  • 零倾角的同步轨道叫静止轨道,静止轨道上运行的卫星叫静止卫星
  (2)倾斜地球同步轨道(IGSO:Inclined Geosynchronous Orbit ):
  • 倾角不为0,星下点轨迹是一个跨南北半球的 “8”字,与赤道相交于一点,称为交叉点。
  (3)极地轨道同步轨道,又叫太阳同步轨道(SSO:Sun-synchronous Orbit )
  • 卫星轨道平面和太阳始终保持相对固定,轨道倾角(轨道平面与赤道平面的夹角)接近90度
  • 人造卫星能到达南北极区上空,即卫星能飞经全球范围的上空。需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星、地球资源卫星等都采用这种轨道。

  倾斜轨道和极地轨道同步卫星从地球上看是移动的,但每天可经过特定地区,常用于科研、气象或军事情报的搜集,以及两极地区和高纬度地区的通信。

GEO IGEO MEO介绍 和 北斗导航系统使用三轨道原因-LMLPHP

 北斗和GEO IGSO MEO

北斗导航系统是我国自主研制建设的全球卫星导航系统,系统由地面控制部分、空间卫星星座和地面用户设备组成。

卫星由地球静止轨道(GEO)卫星、倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和中远地球轨道(MEO)卫星组成,不同于其他导航系统,北斗采用三种不同轨道混合设计。

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北斗系统提供高精度位置,和精密的授时服务,北斗不同于美国的GPS和其它的导航系统,

  • GPS只部署在MEO轨道上,
  • 北斗采用三轨道部署

建设北斗时,分三步走的:

前两步:北斗分别要为中国和亚太地区提供服务,GEO卫星和IGSO卫星更有优势

第三步:全球定位,MEO卫星更适合,但单一MEO卫星需要全部24颗卫星才能有效运行,如要更高精度,还需GEO卫星进行区域加强或大量增加MEO卫星,并且如果全用MEO卫星,需要在全球范围内部署监测站,对监测系统提出了更高的要求。 

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北斗和原子钟 

精密导航定位指动态分米级、静态厘米级。对于绕地球的MEO卫星,东西旋转,出于种种原因,很难做到监测站全球分布,采用三轨道混合可平衡精度需求和建设成本。

  • IGSO卫星高度同GEO一样,但轨道倾角并不是0°,北斗系统ISGO卫星的轨道倾角是55度,在地面上观察轨道是近似一个“8字型”的轨道,IGSO卫星是南北转,对于地面监测站而言,它有一定的探测弧度范围。
  • MEO卫星是从东到西绕着全球转,
  • GEO卫星是始终不动的,固定在地球上方某一位置,

采用IGSO和GEO轨道可以增加了跟踪弧段,在国内设站的情况下,可实现对GEO和IGSO的全弧段监测,进而实时传输数据

在北斗建设之初,我们星载原子钟精度低,而全弧段监测能“勤对表”,降低因星载原子钟性能原因带来的测量误差,当然目前有高精度铷原子钟、氢原子钟了,并已经在北斗上投入使用。

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北斗和广域差分系统 

GPS和伽利略为建立广域差分系统,实现不同精度的定位服务,需建立参考站、计算中心、注入站、同步卫星。

而北斗导航系统在建设之初就考虑了广域差分系统,导航系统本身有计算中心和注入站,并发射了五颗地球同步卫星,

广域差分系统融入北斗建设,这也是我国建成的第一个系统级的广域差分系统,相比国外,投入更少、性能更好。

同时同步卫星数量较多,在信号编排格式时,可为北斗,GPS,伽利略发播差分信息,是具备为三个系统服务的广域差分系统。

参考资料:

参考一:

【技术点·航天】浅谈北斗导航的三种不同类型的轨道 - 知乎 (zhihu.com)

参考二:

概念(航天):LEO,MEO,GTO,GEO,IGSO,SSO - TruthSeeking - 博客园 (cnblogs.com)

 

09-16 04:49