一文了解卫星类型：不同轨道和实际用途

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一、概述

卫星在多年来已成为我们生活中不可或缺的一部分，它们在广播、导航、遥感地球等多个领域发挥着重要作用。卫星的用途多种多样，因此我们通常会根据其功能对其进行分类。存在多种类型的卫星轨道，每种轨道都具有其独特的特性，以适应不同的任务。所有这些不同类型的卫星，无论其用途如何，都在帮助我们更深入地了解地球，连接世界各地的人们，缓解人为和自然灾害的影响，并为人类开启新的技术可能性。

卫星(AI生成）

二、什么是人造卫星
人造卫星是由人类制造并通过火箭送入轨道的物体。这些航天器装备了用于研究地球和其他行星的灵敏仪器和照相机，也用于辅助通信和观测遥远的宇宙。由于其广阔的视野和优越的空间分辨率，它们能够比地面传感器更快地收集信息。此外，与地面天文台相比，从太空进行观察不会受到云层、灰尘等大气模糊的影响。每一艘航天器都被送入太空以执行特定类型的任务，无论是通信、科学探索、天气预报还是地面观测。卫星的用途将决定其大小、轨道类型和整体设计。尽管人造卫星及其轨道的类型多种多样，但一旦它们进入太空，都必须遵循相同的物理定律和数学计算。
三、按轨道划分的不同类型的卫星有哪些？

在大多数情况下，卫星在发射后会被安置在地球周围的某个预定轨道上。然而，在某些特殊情况下，卫星可能会被引导进行行星际旅行，它将沿着太阳周围的轨道运行，直到最终抵达目的地。

卫星通常根据其轨道高度（即距离地球表面的距离）进行分类，这直接影响其覆盖范围和绕地球运行的速度。在选择轨道类型时，航天器开发人员需要考虑其预期的目标、所需获取的数据、所提供的服务，以及不同轨道的成本、覆盖区域和可行性。根据其轨道，我们可以将卫星主要分为以下五种类型：

低地球轨道 (Low Earth Orbit, 简称 LEO)；中地球轨道 (Medium Earth Orbit, 简称 MEO)；地球静止轨道 (Geostationary Orbit, 简称 GEO)；太阳同步轨道 (Sun-Synchronous Orbit, 简称 SSO)；地球静止转移轨道 (Geostationary Transfer Orbit, 简称 GTO)。

2.1 Low Earth Orbit (LEO) Satellites

低地球轨道卫星在距离地球表面约 160-1,500 公里的高度运行。它们的轨道周期短，在 90 到 120 分钟之间，这意味着它们每天可以绕地球运行多达 16 圈。这使得它们特别适合各种遥感、高分辨率地球观测和科学研究，因为可以快速获取和传输数据。

所有在低地球轨道（LEO）中的卫星类型都具有改变其相对于地球表面平面角度的能力。低地球轨道类型非常普遍，因为它为航天器提供了众多的潜在路径。然而，由于它们距离地球较近，因此它们的覆盖范围相比其他类型的卫星要小。通常，一组被称为卫星星座的 LEO 航天器会一起发射，形成某种环绕地球的网络。通过协同工作，它们可以同时覆盖大面积的区域。
2.2 中地球轨道 (MEO) 卫星

中地球类型的轨道位于低地球轨道和地球静止轨道之间，通常高度约为 5,000 至 20,000 公里。定位和导航服务（如 GPS）广泛使用 MEO 类型的卫星。最近，高吞吐量卫星 (HTS) MEO 星座已投入运营，以便向服务提供商、商业和政府组织提供低延迟数据通信。

这种类型的卫星具有较长的轨道周期（通常在 2 到 12 小时之间），在覆盖区域和数据传输速率之间提供了折衷方案。与低地球轨道航天器相比，MEO 航天器需要更少的设备来提供全球覆盖，但它们的时间延迟更长，信号更弱。

2.3 地球静止轨道 (GEO) 卫星
从地面观察，地球静止轨道（GEO）中的物体似乎是静止不动的，因为它们的轨道周期与地球的自转周期相同——23小时、56分钟和4秒。这使得地面天线可以始终指向太空中的同一设备。这就是为什么这种类型的卫星非常适合提供如电视和电话等始终在线的通信服务。此外，这种类型的卫星也可以用于气象学，以密切监测特定区域的天气并跟踪局部气候模式的发展。然而，对于实时通信来说，地球静止轨道（GEO）航天器的一个缺点是由于它们与地球的距离较远，因此信号传输的延迟时间较长。

2.4 太阳同步轨道 (SSO) 卫星

太阳同步轨道（SSO）类型的卫星在从北向南穿越极地地区时，其距离地球表面约为600至800公里。SSO航天器的轨道倾角和高度经过精确校准，以确保它们始终在完全相同的当地太阳时间穿越任何特定位置。因此，成像时的照明条件始终保持一致，这使得这种类型的卫星非常适合进行地球观测和环境监测任务。

这也意味着太阳同步轨道（SSO）的当前和历史卫星图像非常适合进行变化检测。科学家利用这些图像序列来了解天气模式的演变、预测气旋、监控和预防野火和洪水，以及收集关于森林砍伐和海岸线变化等长期问题的信息。然而，由于轨道高度较低，SSO类型的航天器一次只能覆盖较小的区域，因此需要更多的设备才能实现持续覆盖。
2.4 地球静止转移轨道 (GTO) 卫星（Geostationary Transfer Orbit (GTO) Satellites）




最常见的卫星转移轨道是地球静止转移轨道，它用于将卫星从过渡轨道迁移到地球静止轨道（GEO）。当使用如猎鹰9号等运载火箭将航天器送入太空时，航天器并不总是直接进入其最终的轨道。运载有效载荷到GEO的火箭会先将其放置在转移轨道上，这是通往最终位置的中途站。然后，卫星的发动机会点火，以便卫星能够到达其目标轨道并调整其倾角。这种捷径方法使得航天器能够以最少的资源到达地球静止轨道。

其他不太常见的轨道类型包括高度椭圆轨道 (HEO)、极地轨道和拉格朗日点 (L 点)。航天器的目标和任务将决定所选的轨道类型。因此，应用程序应该更多地考虑卫星类型。

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数据来源：https://eos.com/