汪帮主卫星遥感空间分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zjwang 湖北鄂州人,2011年博士毕业于吉林大学。现从事卫星遥感技术工作。

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太阳同步轨道理解 精选

已有 35550 次阅读 2009-4-8 23:15 |个人分类:卫星遥感|系统分类:科研笔记| 卫星, 太阳, 轨道, 同步, 地方时

太阳同步轨道卫星,轨道倾角大于90度且附近,所以也为近极轨卫星,他的轨道面与太阳的取向一致,所以叫太阳同步卫星。每天向东移动0.9856度,这个角度正好是地球绕太阳公转每天东移的角度。
 
下面结合当前研究内容,以ODIN卫星为例理解一下:
  1. 轨道倾角90度附近,即几乎垂直地球赤道面。卫星轨道面与太阳取向一致,则卫星不像地球同步卫星一样随地球自转而转动,即卫星只有沿轨道方向速度,即垂直于地球自转方向,没有沿地球自转方向即自西向东方向旋转速度。严格地说,还是有自西向东的速度的,因为地球在自西向东公转,所以卫星要保持轨道面与太阳取向一致,必须有一个与地球公转一致的角速度,即360度/(365天)=0.9863度/天。
  2. 卫星总是在相同的地方时经过同一位置。比如,每天上午10:00经过长春上空,每天下午4:00经过武汉。ODIN卫星周期为96分钟,而一天是24*60分钟,所以卫星一天绕地球转24*60/96=15圈。如此,看来,卫星每天重复一次轨道运行,即只经过长春或武汉一次。这样,每一圈轨道观测地球不同的地方,以达到观测全球的目的,第二天上午10:00又回来观测长春。其实,这是卫星轨道没变化,地球自己转动了,卫星一圈需时96分,地球自转96/(24*60/360)=24度,地球有360/24=15个24度,于是,卫星在一天绕地球转15圈。而且,在一个短时期内,一地区太阳照射情况不会有太大变化,所以可以对一个地区相同的太阳照射情况进行多次观测。
  3. ODIN卫星轨道倾角为97.8度,如图1所示,春分和秋分时,白天和黑夜分界线与赤道垂直,所以,轨道线北半球在白天,南半球在黑夜,即探测不到太阳辐射;夏至时,更是这样,而且白天时离太阳更近;冬至时,与夏至相反,卫星经过北半球是黑夜,经过南半球是白天。因为卫星轨道面与太阳取向一致,所以同一天或同一段短时期,不会出现一会儿卫星在北半球白天南半球黑夜,一会儿又跑到北半球黑夜南半球白天的现象,必须换季才能出现这样的情况。当然,当太阳直射南半球的时候,会出现卫星在黑夜和白天分界线的位置上运行,这样卫星一直探测的是黎明或黄昏的太阳辐射了。
  4.  ODIN卫星升交点为18:00, 如图2,卫星0度时在当地时太阳落山时候,90度时当地为正午,180度时为当地日出时候,270度为午夜,360又为当地太阳下山时。


图1 太阳同步轨道不同季节示意图



图2 卫星轨道角、纬度、太阳天顶角对应关系



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