地球同步轨道(英語:Geosynchronous orbit,GSO),是一个以地球为中心的轨道。其轨道周期与地球自转周期一致,为23小时56分4秒(一个恒星日)。
地球同步轨道的一个特例是地球静止轨道,它是地球赤道平面上的一个圆形地球同步轨道。在地球静止轨道上的卫星对地面上的观察者来说,在天空中的位置保持不变。
通讯卫星通常采用地球静止轨道或接近地球静止轨道,这样与之通信的卫星天线就不必移动,而是可以永久地指向天空中卫星出现的固定位置。
根據中国航天科技集团資料,地球同步轨道的軌道高度為35788千米。[1]
地球同步轨道上的许多物体都有偏心和/或倾角的轨道。偏心使轨道呈椭圆形,从地面站的角度看,似乎是在天空中向东向西摆动,而倾角使轨道与赤道相比倾斜,从地面站看,似乎是向北向南摆动。这些影响结合起来形成了一个日行跡(数字8)[2]:122
椭圆/偏心轨道上的卫星必须由可操纵的衛星地面站来跟踪。[2]:122
凍原軌道是一个偏心的俄罗斯地球同步轨道,它允许卫星大部分时间停留在一个高纬度的位置上。这一冻结轨道的倾角为63.4°,减少了对轨道保持的需要[3]。该轨道至少需要两颗卫星来提供对一个地区的连续覆盖。[4]天狼星XM卫星电台使用这种轨道来提高美国和加拿大北部的信号强度。[5]
準天頂衛星系統(QZSS) 是一个运行在地球同步轨道上的三颗卫星系统,轨道倾角为42°,偏心率为0.075。[6]每颗卫星在日本上空长时间停留,使信号能够到达都市峡谷的接收器,然后迅速通过澳大利亚上空。[7]
地球同步轨道有以下特性:
所有地球同步轨道的轨道周期都正好等于一个恒星日。[8]这意味着卫星将在每个(恒星)日返回地球表面的同一地点,而不考虑其他轨道属性。[9][2]:121 这个轨道周期, T {\displaystyle T} ,通过公式与轨道的半长轴直接相关。
其中:
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