卫星导航系统-第3讲-卫星导航基础知识-3-1

卫星轨道及卫星在轨运动

GPS实际有24+3颗卫星在运行（其中3颗是备用卫星），其分布在6个轨道平面，每个平面有4个卫星在运行；

原子钟的时间准确度一般是10的负11到10的负13次方，一般接收机的时间准确度为10的负5-负6次方

确定接收机的位置（x,y,z,δt），δt为钟差；所以应该用四颗卫星才能定位；

为了保证地球上任意一点都可以看到4颗卫星呢？

1.卫星在运动的过程中的受力情况？这个力是维持它的运动，一个物理要运动，肯定会受一定力；不受力则保持静止或者匀速直线运动

2.卫星的运动轨迹？每颗卫星的运动轨迹是怎样的，才能保证在地球上的任何一点都能够看到四颗卫星

3.运动的周期，一个轨道上有四颗卫星，如果卫星周期不同步的话，那迟早会发生碰撞的

4、卫星在运动过程中受到哪些干扰，这些干扰对卫星的运动有哪些影响？

卫星轨道六要素

1.升交点赤经Ω

定义：卫星自南向北运动，穿过赤道平面时，和赤道平面的交点，这点称为升交点，地心和春分点连线与地心与升交点连线的夹角

2.轨道倾角：卫星运行的轨道面和赤道面之间的夹角，i表示；

以上两个要素对卫星轨道有什么意义呢？

它确定的是轨道在宇宙空间（惯性空间）中的位置

3.近地点张角ω:地心与升交点之间的连线与地心与近地点之间的连线称为近地点张角

4、轨道长半轴：近地点和远地点距离的一半，a；

5、轨道偏心率e：e=长半轴的平方减去短半轴的平方开根号除以长半轴；

谈一下椭圆的离心率

https://www.sohu.com/a/301672491_614593漫谈椭圆的性质

3.4.5三个要素描述的是轨道的形状和大小！！！！

6、真近点角：卫星与地心的连线与近地点与地心的连线的夹角；

描述的物理意义：卫星瞬时的位置；

按照以上六个要素，对卫星轨道进行分类：

形状：圆形轨道、椭圆轨道（按照偏心率来划分）

倾角：赤道轨道、极轨道、倾斜轨道（轨道倾角来划分）

高度：地球静止轨道（它应该与地球自转是同步的，那么它应该位于赤道上方，轨道倾角为0，偏心率为0，36000KM,自转周期23小时56分4秒）、低地球轨道（高度2000KM）、高地球轨道（远地点距离地心的高度大于36000KM，好处：远地点下方的地球那个面上可以看到该卫星的时间大于12小时）、中地球轨道（介于低和高之间）。

下面分析卫星的受力情况

卫星的无摄运动（单独考虑卫星收到地球的引力的情况）

忽略摄动力影响的理性情况下，卫星在轨道上的运动称为无摄运动，也称为开普勒运动。

地球对卫星的引力：，G表示万有引力常量，M表示地球的质量，m表示卫星的质量，r表示两者的距离，r一拔表示地球中心到卫星中心的向量；