maoxuesong 发表于 2024-9-2 07:43:31

在地面上给外空的北斗卫星拍照,成功的几率有多大?

首先你要知道,北斗三号卫星导航系统一共由30颗来自三种轨道的卫星组成。其中,24颗中圆地球轨道卫星(MEO)、3颗地球静止轨道卫星(GEO)、3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)。

01 不同的轨道有什么不一样呢?
卫星不同的轨道:

[*]中地球轨道(MEO:Middle Earth Orbit):
轨道高度为2000-36000公里之间,GPS、GLONASS都属于此类轨道。



[*]地球静止轨道(GEO:Geostationary Orbit)(正圆轨道):
当同步轨道卫星轨道面的倾角为零度,即卫星在地球赤道上空运行时,由于运行方向与地球自转方向相同,运行周期又与地球同步,因此,人们从地球上仰望卫星,仿佛悬挂在太空静止不动,所以,把零倾角的同步轨道称作静止轨道,在静止轨道上运行的卫星称作静止卫星。



[*]倾斜地球同步轨道(IGSO:Inclined Geosynchronous Orbit ):
倾斜同步轨道(IGSO)是指倾角不为0的地球同步轨道,其星下点轨迹是一个跨南北半球的 “8”字,其星下点轨迹与赤道相交于一点,该点常称之为交叉点。



就北斗三号卫星导航系统而言:

[*]数量上:
地球同步轨道的卫星数量与中地球轨道的卫星数量是1:4.


[*]距离上:
因为地球静止轨道距离地面很远,就相对赤道高度而言,距离已经是36000公里左右,远超于中地球轨道的距离。

*地球静止轨道(GEO)与倾斜地球同步轨道(IGSO)同属地球同步轨道;


(图片来源:科普中国)

对不同轨道的卫星进行一番了解之后,可以发现,不论是从数量上还是卫星发射的距离,发送地球静止轨道卫星有相当的难度。但是就拍照而言,地球静止轨道上的北斗卫星是拍照的最佳选择。因为对于我们来说,地球静止轨道卫星始终定点于地球赤道上空某处,一年下来大约只有70分钟的时间无法观察到地球静止轨道上的北斗卫星。这是地球净值轨道卫星与国际空间站(ISS)和低轨道地球卫星的一大不同之处。

02 如何给地球静止轨道上的卫星拍照

选好了拍照的“模特”,接下来你只需要一个好天气,并且选择好位于地球同步卫星带上的天区,带上一台相机,一个镜头,将镜头对准该天区,设定好合适的光圈、感光度以及曝光数值,就可以拍到地球静止轨道上的卫星了。

插个题外话,上面提到的存在70分钟无法观察到地球静止轨道上的北斗卫星,这是因为存在着这样一个特殊时期,就是当地球静止卫星在春分点或秋分点前后的两周内,可能会不时落入地球的阴影内,像发生月全食一样,地球挡住了阳光,同步卫星不能被阳光照亮并反射阳光,自然就看不见了。

当然,你还需要知道当地纬度对应的地球同步卫星带在天空上的位置。对于北半球的观星者来说,看到的地球同步卫星带在天空的位置总会在天赤道的南边几度,这是由于视差所致。如果你在南半球,则相反。很多地球同步卫星的星等亮度在10等-12等之间,只需使用一架4英寸口径的小型望远镜就可以找到同步卫星。对于我们来说,地球静止轨道卫星始终定点于地球赤道上空某处。

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