1、,大气探测,气象卫星,之圆形近地太阳同步轨道卫星,极轨卫星,定义,全称太阳同步轨道卫星。这里，极轨是指卫星运行轨迹经过地球南北极上空，太阳同步是指卫星轨道平面绕地球自转轴的旋转方向和角速度与地球绕太阳公转的方向和平均角速度相同。,2,大气探测,卫星运动,卫星绕地球运行遵循开普勒行星运动定律，其运行的轨迹是一条封闭的椭圆曲线，椭圆轨道平面穿过地心。,规律,3,卫星运动,方程,卫星轨道,参数,上轨道/下轨道 环绕速度 周期,4,大气探测,卫星轨道,参数,星下点 升交点/降交点 截距 轨道倾角,(春分点),4,大气探测,卫星轨道,参数,星下点 升交点/降交点 截距 轨道倾角,4,大气探测,卫星轨道,
2、参数,星下点 升交点/降交点截距 轨道倾角,i 90,大气探测,卫星轨道,摄动,卫星在轨道中受到的地球不规则球体及质量不均匀而引起的作用力，太阳和月球等其他星体的引力，太阳的直接与间接辐射压力，大气阻力等统称为摄动力。由摄动力引起的轨道参数的变化与理想情况下所产生的偏差就称为卫星轨道的摄动。其中最主要的是卫星轨道平面的移动，即卫星的轨道平面绕地球自转轴旋转的现象。,卫星姿态,控制,自旋稳定 三轴定向稳定,三轴稳定是相对于自旋稳定来说的。自旋稳定就是利用陀螺定轴性，使卫星的自转轴自发保持稳定，但只有1个轴是稳定可控的。优点是实现简单，只需要火箭末级或星上起旋火箭工作即可起旋。缺点是星上质量必须对
3、称分布，载荷受限，定向天线不易安排，姿控和轨控比较麻烦。三轴稳定就是卫星不旋转，本体在X、Y、Z三个方向上均稳定，换言之就是与地球保持一定的姿态关系。优点是能适应绝大多数卫星应用，易于满足载荷的定向要求，轨控较易实现。明显缺点没有，但需要增加姿控系统（姿控推力器、动量轮等），对控制的要求也高些。,动量轮就是通过支架或框架安装在航天器上的一个通过电机驱动的旋转体，你输入一定电流让电机转动起来并达到一定转速，它就会产生一定旋转扭矩，带动航天器这个载体产生反向的旋转。,7,卫星轨道,太阳同步,太阳光对轨道面照射方向的变化 卫星轨道平面的进动 太阳同步的实现,大气探测,7,大气探测,7,太阳同步,太阳
4、光对轨道面照射方向的变化 卫星轨道平面的进动 太阳同步的实现,大气探测,7,大气探测,由于地球不是严格的球形,使地球引力不仅有径向分量 还有垂直于径向的分量 . 如果 =0, 则卫星所处的引力场为有心力场, 其轨道角动量守恒, 轨道平面方向不变. 但是, 若 0, 则角动量不守恒. 它如何变化呢?,7,大气探测,7,大气探测,7,大气探测,7,大气探测,还需说明一点, 由于地球受到卫星的作用, 地球不是严格的惯性系, 在此参考系中卫星还受到惯性力的作用, 但它对地球质心的力矩为零, 因此不必考虑.,7,大气探测,还需说明一点, 由于地球受到卫星的作用, 地球不是严格的惯性系, 在此参考系中卫星
5、还受到惯性力的作用, 但它对地球质心的力矩为零, 因此不必考虑.,7,太阳同步,太阳光对轨道面照射方向的变化 卫星轨道平面的进动 太阳同步的实现,大气探测,7,大气探测,8,卫星轨道,发射,顺行轨道 逆行轨道,顺行轨道的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。在这种轨道上运行的卫星，绝大多数离地面较近，高度仅为数百公里，故又将其称为近地轨道。,逆行轨道的特征是轨道倾角大于90度。欲把卫星送入这种轨道运行，运载火箭需要朝西南方向发射。不仅无法利用地球自转的部分速度，而且还要付出额外能量克服地球自转。因此，除了太阳同步轨道外，一般都不利用这类轨道。,大气探测,极轨卫星,优点,可以进
6、行全球的观测。,选择太阳同步轨道，能保证卫星每天在特定的时刻经过指定地区，这当然便于我们获得最好的太阳光条件，从而得到高质量的地面目标图像,用太阳电池发电，不是太阳同步轨道也不行。因为太阳电池的发电，现在是用我们叫做太阳仪，它是像太阳帆板，把太阳照上来，然后发电。角度最好不要有太大变化，否则发电量就受到影响。,9,气象卫星,探测,10,极轨卫星每天能对全球表面巡视两遍，因而可以获得全球的数据，提供中长期数字天气预报所需的资料。不过，正是由于它对同一地区每天只能观测2次，所以无法观测到风速和变化快而生存时间短的危害性小尺度天气现象。 静止轨道气象卫星刚好与之相反。它定点在某一地区上空，所以可以连
7、续洞察这一地区的风云变幻，适用于地区性短期天气预报，但它对高纬度地区的气象观测能力较差。因此，这两种气象卫星要取长补短。,极轨卫星,结语,中国的极轨气象卫星经过近30 年的发展, 已经从试验阶段走进业务应用阶段。卫星获取的气象和环境资料在经济和社会发展的多方面发挥了重要作用,并为其他国家和地区提供服务, 提高了我国在气象卫星领域的国际地位。但是, 从卫星技术和遥感仪器研制的总体上看, 我国与国际先进水平仍有较大差距;必须抓紧时间, 努力推出新一代极轨气象卫星, 尽快赶上国际先进水平, 更好地满足广大用户需要。,11,结语,12,谢谢！,制作人：汪超,13,大气探测,大气探测,大气探测,7,大气探测,
