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第三节 GPS卫星的摄动轨道 1.摄动轨道 2.摄动方程 3.摄动结果 1.导航卫星的摄动力(P51) 地心引力 地球非中心引力 地球潮汐摄动力 太阳引力 月球引力 大气阻力 太阳辐射压力 太阳反照压力 2.摄动轨道 卫星在宇宙空间运行时由于受到地心引力之外的其他各种力的作用，如地球非中心引力，日月引力，太阳辐射压力，大气阻力及潮汐力等的合成作用，使得卫星的实际运行轨道比正常轨道复杂得多，这种实际轨道就叫做摄动轨道。 在各种摄动力中，以地球非中心引力的影响为最大。如在GPS实验卫星的受摄运动中各种参数的在轨位置偏差(m)。 ① 旋转轨道平面 地球非球形引力导致卫星轨道平面在空间产生旋转，其表现是升交点N沿天球赤道缓慢的进动，以至升交点赤经产生周期性的变化。(P-53) ② 旋转长半轴 地球非球形引力导致卫星轨道椭圆的长半轴在轨道平面内产生旋转，其表现是近地点角距即幅角的缓慢进动。 (2) 两种轨道 由于地球非中心引力的摄动，还引入下列两种常用的特殊的轨道。 ① 太阳同步轨道 在地球非球形引力作用下，升交点赤经产生变化， 当其变率为每天0.9856度即约每天1度时，使升交点赤经变率等于地球公转的平均角速度，这时的卫星轨道称为太阳同步轨道。 在这种轨道上运行的卫星，经过某一特定位置时，太阳光照条件相同，换言之，卫星经过某一纬度的“地方时”，在一段时间内几乎不发生变化。采用这种轨道的卫星如地球资源卫星、侦察卫星、气象卫星等。 ② 地球静止轨道 从地球上 看卫星好象是“静止不动”的，这种轨道叫地球静止轨道。它是一种轨道平面倾角和偏心率均为零的“地球同步轨道”。 所谓“地球同步轨道”，是一种卫星运行周期和地球自转周期相同，方向相同即卫星自西向东顺着地球自转方向而运行的轨道。但是这种“静止”也是表现在一定范围内的。如北斗导航实验卫星就是采用这种轨道。 （2）其他引力的摄动 ② 日月引力的摄动 日月引力又称“第三体引力”，它不仅影响卫星的运行，而且影响地球的自转，因此，在考虑日月引力摄动时，应为日月引力对卫星轨道的作用与对地球作用的差值。（P55） ③ 太阳辐射压力 fr=-k Sp Sc rsu 式中: k---卫星表面反射系数,其值为1-1.44; Sp----太阳光压强度,它取决与卫星至太阳的距离以及大气吸收太阳光线的程度,其值常用4.6E-6; sc---垂直于太阳光线的卫星横截面积; rsu---太阳的位置矢量. ④ 地球潮汐摄动力 地球不是一个刚体，它在日月引力的作用下会产生形如潮汐般的变形，称之为地球固体潮。此外日月引力还会产生海潮和大气潮，这三种潮汐改变了地球引力场中的摄动力。因此，在地球引力摄动中，附加了一个地球潮汐摄动力，它是日月引力对卫星的间接作用。 对于在1000千米高度运行的卫星，地球潮汐摄动力的量很小，对于36000千米高度运行的卫星，其摄动量常忽略不计。 4.GPS的受摄运动 思考：为什么说GPS星座是一个比较稳定的星座？ 复习题： 1.GPS所采用的空间坐标系统都包括哪些? 2.GPS所使用的时间系统包括哪些？各以何为基准？ 3.开普勒轨道六参数是指什么？ 对于卫星的轨道有什么意义？ 4.卫星环绕地球运行的运动方程？ 5.时间对于GPS定位有什么重要的意义? 6.地球非中心引力对卫星的摄动轨道产生什么样的影响? * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 回顾: GPS概述(概念,组成,特点,功能) 卫星定位基础 基本定位原理 空间坐标系 时间坐标系 天球坐标系 地球坐标系 理想状态下 岁差和章动影响 协议天球坐标系 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第二章 卫星定位基础 基本定位原理 空间坐标系 时间坐标系 导航卫星的轨道 天球坐标系 地球坐标系 理想状态下 岁差和章动影响 协议天球坐标系 正常轨道（无摄轨道） 摄动轨道 开普勒三定律 三种近点角 开普勒六参数 Eva