Problemas con la órbita de los satélites

Si pensamos en la Tierra como una esfera uniforme, su campo gravitacional es el campo de fuerza central y su centro de masa es su centro de gravedad. Entonces, si desea que un satélite terrestre artificial (satélite para abreviar) haga un movimiento circular en este campo de fuerza central, en términos generales, debe compensar (equilibrar) la fuerza (inercia centrífuga) formada por la aceleración del vuelo del satélite. la gravedad. La velocidad horizontal a la que vuela el satélite en este momento se llama primera velocidad cósmica, es decir, velocidad orbital. A su vez, mientras el satélite obtenga esta velocidad horizontal, podrá volar alrededor de la Tierra sin potencia adicional. La trayectoria de vuelo del satélite en este momento se llama órbita del satélite. El plano orbital de un satélite pasa por el centro de la Tierra. Si la velocidad es ligeramente mayor, formará una órbita elíptica. Si alcanza la velocidad de escape, será una órbita parabólica. En ese momento, volará alrededor del sol y se convertirá en un planeta artificial. velocidad, tendrá una órbita hiperbólica y orbitará la Vía Láctea como el vuelo central. En lo que respecta a los satélites terrestres artificiales, sus órbitas se dividen en órbitas bajas y órbitas altas según la altitud, y órbitas directas y órbitas retrógradas según la dirección de rotación de la Tierra. También existen algunas órbitas especiales, como la órbita ecuatorial, la órbita geosincrónica, la órbita geoestacionaria, la órbita polar y la órbita heliosincrónica. La forma y el tamaño de la órbita del satélite están determinados por el eje mayor y el eje menor, mientras que el ángulo de intersección ω, el ángulo de amplitud del perigeo ω y el ángulo de inclinación orbital I determinan la orientación de la órbita en el espacio. Estos cinco parámetros se denominan elementos de la órbita del satélite. A veces también se añade el tiempo del perigeo tp, que en conjunto se denominan los seis elementos. Con estos seis elementos podemos conocer la posición del satélite en el espacio en cualquier momento. No existe un límite claro entre las órbitas altas y bajas. Las órbitas de los satélites a cientos de kilómetros de altura se denominan generalmente órbitas terrestres bajas. La inclinación orbital es cero y el plano orbital coincide con el plano ecuatorial de la Tierra. Este tipo de órbita se llama órbita ecuatorial. Cuando la altitud orbital es de 35.786 kilómetros, el período de funcionamiento del satélite es el mismo que el período de rotación de la Tierra. Esta órbita se llama órbita geosincrónica. Si la órbita geosincrónica tiene una inclinación cero, el satélite está por encima del ecuador de la Tierra y viaja a la misma velocidad angular que la rotación de la Tierra. Desde el suelo parece estacionario. Esta órbita de satélite se denomina órbita geoestacionaria, que es un caso especial de órbita geosincrónica. Sólo hay una órbita geoestacionaria. Cuando la inclinación orbital es de 90 grados, el plano orbital pasa por los polos de la Tierra. Este tipo de órbita se llama órbita polar. Si la dirección de rotación y la velocidad angular del plano orbital del satélite alrededor del eje de rotación de la Tierra son las mismas que la dirección y la velocidad angular de la revolución de la Tierra alrededor del Sol, entonces su órbita es una órbita heliosincrónica. Una órbita heliosincrónica es una órbita retrógrada con una inclinación superior a 90 grados. Las órbitas de los satélites se dividen principalmente en dos tipos: geosincrónicas y heliosincrónicas. Satélite geoestacionario: La órbita de este satélite es la misma que la órbita de la Tierra. Al observar el satélite desde tierra, su posición relativa al suelo no cambia en ningún momento. Satélite heliosincrónico: Este tipo de órbita se caracteriza porque el ángulo del sol respecto al plano orbital del satélite es fijo, por lo que la "hora local" del satélite que pasa por la misma latitud geográfica permanece sin cambios. La mayoría de los satélites de exploración de recursos son satélites heliosincrónicos. bAltitud del satélite: se refiere a la altura del satélite desde la superficie terrestre. Los satélites de exploración de recursos son en su mayoría satélites de órbita baja con una altitud de 400 a 1.000 kilómetros. c. Inclinación orbital: Es el ángulo entre el plano orbital en el ecuador y el plano ecuatorial. Los satélites de exploración de recursos monitorean el mundo y vuelan en direcciones cercanas al norte y al sur. Generalmente, la inclinación orbital es de unos 95 a 100 grados. d. Método de observación oblicua: la mayoría de los satélites de exploración de recursos están diseñados para la observación oblicua, que tiene dos propósitos principales: primero, proporcionar al satélite la capacidad de observación para fotografiar el mismo lugar desde diferentes órbitas para mejorar la resolución temporal de fotografías repetidas; , Es para obtener imágenes tridimensionales para observación estereoscópica o para crear modelos numéricos del terreno. Hay dos métodos principales de observación oblicua, uno es la rotación de la lente y el otro es la rotación del satélite. Por ejemplo, cada sensor del satélite SPOT puede cambiar la dirección de observación del satélite cambiando la posición del reflector. La izquierda y la derecha pueden ser hasta 27 grados, con 91 posiciones angulares, y cada posición angular difiere en 0,6 grados. Por lo tanto, el satélite SPOT puede seleccionar el objetivo deseado dentro del mismo rango de exploración orbital de unos 400 kilómetros de izquierda a derecha, o puede tomar imágenes del mismo lugar en diferentes órbitas. Los sensores de satélites como FORMOSAT-2, EROS-A, IKONOS y Quickbird están fijos en el cuerpo del satélite, por lo que las observaciones de inclinación se realizan girando el cuerpo. e. Período orbital: se refiere al tiempo que tarda un satélite en dar una vuelta alrededor de la Tierra. Por ejemplo, el satélite SPOT orbita la Tierra durante 101,4 minutos, puede orbitar la Tierra 14 5/26 veces al día y regresa a la misma órbita cada 26 días. El período orbital del FORMOSAT-2 es de 102,86 minutos. Puede dar la vuelta a la Tierra exactamente 14 veces en un día. El período de regreso a la misma órbita es de 24 horas, lo que significa que pasará por la misma órbita dos veces al día. El diseño de este período orbital está relacionado con la distancia entre dos órbitas adyacentes. Para el satélite SPOT, hay 369 (=14 x 26+5) órbitas en el mundo, por lo que la distancia entre dos órbitas adyacentes en el ecuador es de 108 km (? 40

000/369). en modo fotografía, su ancho máximo de imagen es de 117 km desde la parte inferior de la imagen. En otras palabras, cuando el satélite SPOT complete el plan de disparo de 369 órbitas en modo Twin en 26 días, su área de disparo podrá cubrir todo el mundo. FORMOSAT-2 tiene sólo 14 órbitas alrededor del mundo, por lo que la distancia entre dos órbitas adyacentes en el ecuador es de 2857 kilómetros.

Cuando se utiliza el ángulo de observación oblicuo máximo (45 grados) para fotografías oblicuas, la distancia máxima observable es de aproximadamente 960 kilómetros, por lo que algunas áreas no podrán capturar datos. Para las áreas donde se pueden capturar datos, los ángulos de observación utilizados por los satélites en diferentes períodos son casi los mismos, por lo que si los factores del terreno causan un efecto de blindaje, no se pueden obtener datos. f Modo de imagen: Los sensores del sistema óptico pasivo a bordo de vehículos espaciales se dividen principalmente en dos tipos: tipo barrido y tipo escoba. Por ejemplo, los satélites Landsat MSS y Landsat TM utilizan sensores de frecuencia de barrido y la dirección de disposición de su CCD es paralela a la dirección de vuelo. A medida que el satélite vuela, gira continuamente el espejo para escanear hacia adelante y hacia atrás de izquierda a derecha. Actualmente, la mayoría de sistemas de telemetría óptica utilizan sensores pushbroom, como SPOT, FORMOSAT-2, IKONOS, Quickbird, EROS, etc. La dirección de disposición del CCD es perpendicular a la dirección de vuelo, por lo que su geometría de imagen es una proyección aproximadamente paralela en la dirección de vuelo y una proyección en perspectiva perpendicular a la dirección de vuelo, también denominada proyección en semiperspectiva. g. Método de muestreo: dividido principalmente en muestreo sincrónico y muestreo asincrónico. La principal diferencia entre los dos es si la longitud de la trayectoria de vuelo del satélite es la misma que la longitud de la muestra de disparo. En el "muestreo asincrónico", la velocidad de muestreo de la imagen es más lenta que la velocidad de vuelo del satélite, lo que puede aumentar el tiempo de exposición del sensor a la misma área objetivo, aumentar la energía de radiación que ingresa al sensor y mejorar la señal. relación ruido-ruido para mejorar su resolución espacial. En este proceso de muestreo, para la misma línea de exploración, el satélite debe girar el cuerpo del satélite al mismo tiempo para capturar el mismo objeto de superficie, por lo que es fácil provocar un efecto de desenfoque y reducir la calidad de la radiación de la imagen. Durante el muestreo sincrónico, la longitud de vuelo del satélite es la misma que la longitud del suelo y el ángulo de observación del cuerpo del satélite o del sensor no cambia durante el disparo, por lo que la calidad de la imagen obtenida es relativamente mejor que la del muestreo asincrónico. Por ejemplo, EROS-A usa muestreo asincrónico y SPOT usa muestreo sincrónico. SPOT-1~4 Un holograma escanea continuamente 6000 líneas en 9 segundos, por lo que el tiempo de muestreo de cada línea de escaneo se fija en 0,0015 segundos, mientras que SPOT-5 escanea 12000 líneas en 9 segundos, por lo que el tiempo de muestreo es 0,00075 segundos. h. Modo de imagen estereoscópica: dividido principalmente en dos tipos: misma pista y diferente pista. Por ejemplo, los satélites SPOT-1~4 pueden realizar fotografías oblicuas en diferentes momentos y en diferentes órbitas (órbitas diferentes), como se muestra en la Figura B.19(a), para obtener imágenes estereoscópicas superpuestas de izquierda y derecha. La desventaja es que dos imágenes tomadas en momentos diferentes pueden causar fácilmente diferencias en los valores de escala de grises entre las dos imágenes debido a cambios en los objetos terrestres, diferentes posiciones de nubes o sombras, diferentes condiciones atmosféricas y otros factores, lo que aumenta la dificultad de la toma automática posterior. coincidencia de imágenes. Por otro lado, para imágenes estereoscópicas en la misma órbita (Figura B.19(b)), la diferencia de tiempo de toma entre las dos imágenes es muy pequeña, generalmente de unos pocos minutos. Por lo tanto, los valores de gris de la imagen son similares, lo que puede reducir la tasa de error en la coincidencia de imágenes en el procesamiento automático y reducir aún más el trabajo de edición manual. Los satélites que pueden realizar fotografías estereoscópicas en la misma órbita incluyen EROS-A, FORMOSAT-2, IKONOS, SPOT-5 HRS, Quickbird, etc. .

Peng Fei, el imitador, ni siquiera entendió el problema del cartel original. La calidad de estas personas es realmente sorprendentemente baja. Para responder a la pregunta del cartel original, el cálculo de la pista es realmente muy complicado. Las universidades extranjeras tienen carreras de pregrado de cuatro años que se especializan en pistas. Cómo calcular las pistas no se puede expresar en pocas palabras. Pero, en pocas palabras, la trayectoria la decide cualquiera. Siempre que determines el perigeo y el apogeo del satélite y luego coloques el satélite en cualquiera de los puntos anteriores a una velocidad determinada, podrás dejar que el satélite funcione en el espacio. Por tanto, calcular la órbita no es lo más importante, pero decidir qué órbita debe adoptar el satélite es la clave. Hay muchos tipos de órbitas de satélites. De hecho, existen innumerables órbitas a cualquier altura y en cualquier dirección en el cielo, que se pueden dividir aproximadamente en las siguientes categorías, incluidas órbitas polares, órbitas geosincrónicas y órbitas heliosincrónicas. Una órbita polar significa que el satélite pasará por los polos norte y sur. Estos satélites suelen orbitar la Tierra cada 90 minutos y pasan por el mismo lugar de la Tierra dos veces al día (una vez durante el día y otra durante la noche). Debido a esta característica, muchos satélites espías utilizan órbitas polares. La órbita geosincrónica significa que el período de funcionamiento del satélite es el mismo que el período de rotación de la Tierra, por lo que permanecerá estacionario en un lugar. Sólo hay 36 grados sobre el ecuador

Esta característica sólo existe en órbitas a una altitud de 1.000 kilómetros. Debido a que estos satélites son estacionarios y se encuentran a gran altura en el cielo, muchos satélites de comunicaciones se encuentran en esa órbita. Pero debido a que esta característica es tan útil, muchos países han lanzado satélites a esta órbita durante muchos años, lo que hace que esta órbita esté ahora muy concurrida. Una órbita heliosincrónica es similar a una órbita polar, con ambos satélites moviéndose en dirección norte-sur. Se caracteriza por pasar por un lugar a la misma hora todos los días. Como decía la cita de Peng Fei, este tipo de órbita la utilizan a menudo los satélites de detección de recursos, pero también es adecuada para los satélites espías, por lo que muchos satélites espías utilizan este tipo de órbita. De hecho, además de estos tres tipos de órbitas, también existen infinitas órbitas con diferentes inclinaciones y alturas en forma de apogeo y perigeo. La mayoría de los satélites utilizarán órbitas bajas con una altitud inferior a 400 kilómetros porque el coste de lanzamiento a dichas órbitas es bajo. Además, los satélites espía o meteorológicos deben observar atentamente los cambios en la superficie, por lo que no pueden colocarse demasiado alto.

En cuanto a los satélites de navegación (incluido el GPS) y los satélites de comunicaciones, elegirán una órbita alta porque es lo suficientemente alta como para alcanzar un alcance más amplio. La órbita alta puede evitar por completo la fricción entre el satélite y la atmósfera superior y el impacto de los desechos espaciales. , por lo que el satélite puede esperar permanecer en el cielo durante mucho tiempo. Generalmente, la altitud de estos satélites será de varios miles a decenas de miles de kilómetros. Incluso he oído hablar de satélites de comunicaciones militares colocados a una altitud de 100.000 kilómetros. El costo de lanzar estos satélites es mucho más alto que el de los satélites de órbita baja, porque requiere combustible adicional para colocar el satélite en la órbita prevista y se requiere una navegación extremadamente precisa para garantizar una inserción exitosa en órbita. Por lo tanto, el lanzamiento de satélites en órbita alta siempre ha estado a la vanguardia de la ciencia espacial, y sólo unos pocos países tienen esta capacidad.

Cuando la Tierra ejerce una fuerza sobre las personas, éstas forman satélites.

Igual a la fuerza centrípeta del satélite que orbita la Tierra.

La fuerza centrípeta necesaria para mantener el satélite en órbita es: mv 2/r, y la fuerza gravitacional es: mg, por lo que mientras se cumpla esta condición, siempre y cuando mg = mv 2/r = > G = v2/r.

El satélite permanecerá en órbita (v es la velocidad a 90 grados del centro de la tierra)

r es la distancia de la tierra al satélite artificial) 2007-05 -09 04:37: 25 Suplemento: Peng Fei plagió el artículo D de otra persona y lo hizo pasar como propio.

Bueno, indica la fuente

¿Hay algún error?

La fuente del campo D es big5.cast/gate/big5/app.cpst/kjmc/2002 _ 08/1029138388 2007-05-09 04:46:46 Suplemento: Peng Fei plagió el artículo D < / p>

La fuente de la segunda mitad de su ensayo es csrsr.ncu.edu/chin.ver/c3t& S/nombres propios 2007-05-09 04: 51: 29 Suplemento: Me gustaría agregar algo. .

La r de la que hablo se refiere a la distancia que hay desde el núcleo de la Tierra hasta el núcleo del satélite.

En lugar de la distancia desde la superficie terrestre a la superficie del satélite.