1、 空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）一、卫星轨道设计二、飞行器轨道摄动第五课 空间飞行器轨道动力学（下）空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）轨道设计的主要依据是卫星的飞行使命，如对地观测、通信、导航、科学试验等。设计内容包括轨道要素、选择发射时间等。下面介绍几种常用轨道。一、卫星轨道设计 空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）l 地球同步轨道定义：在地球赤道面内，卫星运行角速度与地球自转角速度一样的轨道。地面上看卫星相对地球是静止不动，又叫做 “静止 ”轨道。空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）地球同步轨道
2、要素：轨道偏心率 e=0,轨道倾角 i=0轨道周期 T=23小时 56分 04秒轨道半径 a=42255km，轨道运行速度 v=3.14km/s为什么不用定义 升交点赤经 、 近地点角距 和真近点角 ？空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）静止卫星轨道发射实例：静止卫星的发射比一般卫星复杂，现以通信技术卫星（ CTS）为例叙述发射过程。这颗卫星于 1976年 1月 17日世界时 23时 28分美国西靶场发射，运载火箭是德尔它 2914型火箭。西靶场位于佛罗里达洲的卡纳维拉尔角，北纬2828。卫星定点位置是西经 114赤道面上，如图5.1所示。空间飞行器动力学与控制 第五课
3、空间飞行器轨道动力学（下）图 5.1 静止卫星由地面起飞进入转移轨道F 地心； P 转移轨道近地点；R 地球半径； AP 转移轨道远地点空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）运载火箭先将卫星送入 185km高的圆形轨道，即 “停泊轨道 ”。卫星在停泊轨道上滑行 15min将到达赤道上空。在到达赤道前，第三级重新点火，对卫星加速，而火箭熄火点选在赤道面上，使卫星进入近地点在赤道的椭圆形的过渡轨道（亦称转移轨道）。空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）过渡轨道的远地点也落在赤道面上，其远地点高度略高于同步轨道高度。卫星在过渡轨道上运行 6.5圈（大约 3d）
4、，对轨道和姿态进行精确测定，为下一步调整姿态与改变轨道作准备。空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）卫星将在过渡轨道远地点改变轨道进入准地球同步轨道，把这个变轨发动机通常称为 “远地点发动机”，它安装在星体纵轴上。空间飞行器动力学与控制 第五课 空间飞行器轨道动力学（下）当卫星在近地点进入过渡轨道时，发动机喷管是背向运行方向的。由于卫星在过渡轨道上以大约 60r/min转的速度自旋，因此，卫星纵轴在惯性空间保持定向，而在远地点的运行方向与近地点相反。为使发动机提供的速度增量能将卫星送入准地球同步轨道，应使速度增量与过渡轨道远地点速度的矢量合成速度在赤道面内，并且与卫星向径垂直，使卫星沿赤道周向运行。
