卫星轨道基础_ch01_绪论 - JS

1、卫星轨道基础卫星轨道基础桑吉章空间定位与导航工程研究所2卫星轨道基础学时：36学时开课时间：16周 周一第6-7节3区1-605、周四第1-2节3区1-605、周五8-9节3区1-426；主讲老师：桑吉章EMail： 电话材：郗晓宁, 王威等. 近地航天器轨道基础. 国防科技大学出版社.2003课程网址：http:/ 绪论2. 时间系统3. 坐标系统4. N体问题与引力场5. 二体问题6. 轨道摄动7. 人造地球卫星轨道设计8. 轨道机动1. 绪论1.1 航天发展及空间应用航天发展及空间应用1.2 空间优势空间优势1.3 空间任务与轨道空间任务与轨道航天发展及空间应

2、用 1957.10.4人类历史上第一颗人造地球卫星 Sputnik-1所属组织苏联部长会议（Council of Ministers of the USSR）主制造商OKB-1, Soviet Ministry of Radiotechnical Industry任务类型研究大气层环绕对象地球绕轨圈数1,440发射时间1957年10月4日, 19:28:34UTC（22:28:34 MSK）发射手段R-7任务时长3个月轨道衰减1958年1月4日COSPAR ID1957-001B官方网站NASA NSSDC Master Catalog质量83.6 kg（184.3 lbs.）轨道参数半长轴6

3、,955.2公里（4,321.8英里）离心率0.05201倾角65.1远拱点939公里（583英里）近拱点215公里（134英里）周期96.2分钟航天发展及空间应用 1970.04.24中国第一颗人造卫星东方红1号中文名中文名东方红一号卫星卫星名称卫星名称东方红一号发射时间发射时间1970年4月24日卫星质量卫星质量173公斤卫星用途卫星用途进行卫星技术试验以及一些探测近地点近地点437.7km远地点远地点2057.6km轨道倾角轨道倾角68.4度运行周期运行周期110.3分钟长半径长半径7618 km研制单位研制单位中国空间技术研究院0 DFH-11 4382U 70034A 15248.8

4、9010520 +.00000472 +00000-0 +82476-4 0 99902 4382 068.4230 106.1784 1058832 258.2087 089.8493 13.06796920130365航天发展及空间应用 2011.11.26发射的火星“Curiosity Rover”于2012.08.06登陆。 2013.12.16嫦娥与玉兔在月球虹湾地区航天发展及空间应用我国航天事业发展的成就 第一颗人造地球卫星 东方红1号，1970.4.24 第一颗返回式卫星 1975.11.26发射，3天后返回 第一颗通信卫星（GEO）1984.1.29发射失败，同年4.8成功 第

5、一颗气象卫星 1988.9.7，发射风云1A，太阳同步轨道 第一颗静止轨道气象卫星,“风云”2A 1997.6.10 第一颗资源卫星 1999.10.14，资源1号，太阳同步轨道 第一颗海洋卫星 2002.5.15，海洋1号，太阳同步轨道 第一代北斗导航卫星 2000.10.31，北斗1号，GEO 第一艘无人试验飞船 1999.11.20，神舟1号 第一艘载人飞船 2003.10.15，神舟5号 第一颗月球卫星 2007.10.24，嫦娥1号 第一颗民用立体测绘卫星 2012.01.09 资源三号,太阳同步轨道航天发展及空间应用我国航天事业发展的成就航天发展及空间应用p卫星通信广泛用于广播电视

6、和通信领域使全球电视直播成为可能航天发展及空间应用p卫星通信（续）航天发展及空间应用p卫星遥感气象预报国土普查作物估产森林调查灾害监测环境保护海洋预报航天发展及空间应用p天基（卫星）导航GPSGLONASSCompass （北斗）Galileo航天发展及空间应用p测绘应用控制网（定位）重力场确定坐标系建立与维持地球动力学航天发展及空间应用p军事应用定位、导航与制导通讯侦测与情报核爆影像电子监听 （右图）卫星与导弹预警太空武器航天发展及空间应用 军事应用航天发展及空间应用 军事应用航天发展及空间应用p 空间探测 月球探测 阿波罗探月计划 （1963-1972，On 1969.07.20， Apo

7、llo 11 Neil A. Armstrong and Edwin E. Buzz Aldrin Jr.） 嫦娥工程 （2004 - ） 火星探测 “海盗”一号（美国）（1975.08.20发射，1976.07.20登陆） “萤火”一号（中国）（2011.11.08） Voyager-1已飞行了127多个天文单位的距离，是飞行最远的人造天体（1977.09.05发射，2014.07.07证实处于星际航行状态）空间优势p全球观测 三颗卫星覆盖全球国际海事卫星空间优势p宇宙观测 哈勃空间望远镜空间优势p独特的环境 国际空间站空间任务与空间任务与轨道轨道空间任务的流程（组成）航天器设计和制造平台和

8、载荷轨道设计轨道设计发射运行轨道计算与测控轨道计算与测控数据采集与传输应用终止返回废弃（空间碎片）空间任务与轨道空间任务与轨道航天器轨道运动简介航天器航天器是指运行于地球大气层以外空间，执行探索、开发和利用太空（包括地球以外天体）等航天任务的飞行器，又称为空间飞行器。常见的就是人造地球卫星，航天器无人航天器载人航天器人造地球卫星空间平台空间探测器载人飞船空间站航天飞机空间任务与轨道空间任务与轨道航天器轨道运动简介 以天体力学运动规律运行，这是航天器区别于其他飞行器或运动装置的特有的运动方式。以牛顿力学为基础，航天器在受到的作用力下，航天器质心运动的轨迹，我们称之为航天航天器的器的运行运行轨道。

9、轨道。 轨道是空间任务中的一个基本要素。空间任务与轨道空间任务与轨道空间任务简介p 嫦娥探月工程 1994年，曾组织初步分析与论证，但由于各种原因，探月计划未能启动。 1998年开始，进行了系统的分析与研究，提交了中国月球探测发展战略研究和月球资源探测卫星科学目标等论证报告。 2000年8月，对中国科学院提出的“月球资源探测卫星的科学目标与有效载荷”进行了论证评审。 2001年，成立了专家研究小组，开始了一些关键技术的攻关和地面应用系统等的研究工作。 2001年10月，中国月球探测计划项目立项。 2002年3月，向国家提交“月球资源探测卫星工程可行性”的立项报告。 20042004年年1 1月

10、，中国月球探测一期工程正式启动，各项工作进入工程实施阶段。月，中国月球探测一期工程正式启动，各项工作进入工程实施阶段。 空间任务与轨道空间任务与轨道空间任务简介p “嫦娥工程”实施第一步绕，即研制和发射第一颗月球探测卫星，实现首次绕月飞行；第二步落，即发射月球软着陆器，并携带月球车就位探测；第三步回，即发射月球采样返回器，表面软着陆采样，将样品带回地球。空间任务与轨道空间任务与轨道嫦娥卫星嫦娥一号2007年10月24日发射嫦娥二号2010年 10月1日 发射嫦娥三号任务是探月工程二期的关键任务，将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空测控通信与遥操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技

11、术。2013年12月2日“嫦娥-3”发射升空，12月14日“玉兔”号月球车在月球雨海西北部成功软着陆，成为1976年“月球24号”后首个在月球表面陆的探测器。空间任务与轨道空间任务与轨道嫦娥卫星空间任务与轨道空间任务与轨道嫦娥卫星嫦娥五号飞行试验器于2014年10月24日发射，将为嫦娥五号探测器（2017年）的正式发射积累宝贵经验。2014年11月01日6时42分，再入返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆，我国探月工程三期再入返回飞行试验获得圆满成功。空间任务与轨道空间任务与轨道嫦娥一号 轨道运动（1）空间任务与轨道空间任务与轨道嫦娥一号 轨道运动（2）空间任务与轨道空间任务与轨道嫦娥一号 轨道运动（3）空间任务与轨道空间任务与轨道嫦娥二号 轨道运动空间任务与轨道空间任务与轨道嫦娥一、二号卫星轨道运动比较空间任务与轨道空间任务与轨道行星轨道空间任务与轨道空间任务与轨道航天器轨道简介椭圆轨道 0e1空间任务与轨道空间任务与轨道航天器轨道简介停泊轨道转移轨道工作轨道（目标轨道）问题航天器在力的作用下是如何进行运动的？ 哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿怎么（设计）选择合适的轨道？ 发射轨道、正常运行轨道如何进行轨道修正和调整，以便进入目标轨道。 地点、方向、速度讲授的主要