卫星星座是发射入轨能正常工作的卫星的集合,通常是由一些卫星环按一定的方式配置组成的一个卫星网。主要的卫星星座有
GPS卫星星座、GLONASS卫星星座、Galileo卫星星座和北斗卫星星座等。
组成方式
利用卫星完成包括两极地区在内的全球通讯、全球导航、全球环境监测等任务,必须使地球上任何地点在任何时刻都能为卫星覆盖。要做到这一点用单颗卫星或一个卫星环是不够的,需要由几个卫星环按一定的方式配置组成一个卫星网----星座。
在任何时刻对全球进行覆盖的星座一般采用两种组成方式,一种由几个倾角和高度不同的圆轨道卫星环组成,如图1中的(a)所示;一种由几个倾角和高度相同的圆轨道卫星环组成,如图1中(b)所示。
主要卫星星座
正式工作的GPS空间卫星星座构成:24颗卫星部署在6个轨道平面中,每个轨道平面的升交点的赤经相隔60°,轨道平面相对赤道面的倾角均为55°,每条轨道上均匀分布4颗卫星,相邻轨道之间的卫星彼此分开30°,由此保证全球覆盖的要求。
GPS卫星轨道平均高度约为20200km,运行周期为11h58min。因此,地球上同一地点的
GPS接收机的上空,每天出现的GPS卫星分布图形相同,只是每天提前约4min。
位于地平线以上的卫星数目,随着时间和地点的不同而不同,最少4颗,最多时可达11颗。
GLONASS卫星星座
GLONASS系统的空间卫星星座部分,有21+3颗为工作卫星,3颗为备用部分。卫星分布在3个等间隔的椭圆轨道面内,每个轨道面上分布8颗卫星,同一轨道面上的卫星间隔45°。
卫星轨道面相对赤道面的倾角为64.8°,轨道偏心率为0.001,每个轨道平面的升交点赤经相差120°。卫星平均高度为19100km,运行周期为11h15min。
由于GLONASS卫星的轨道倾角大于GPS卫星的轨道倾角,所以在高纬度地区的可见性较好。
Galileo卫星星座
Galileo卫星星座由均匀分布在3个轨道上30颗中高度轨道卫星构成,其中每个轨道面上有10颗卫星,9颗为正常使用卫星,1颗为备用卫星。
卫星轨道高度为23222km,轨道倾角56°,卫星运行周期约为14h。
北斗卫星星座
按照规划设计,北斗卫星星座由5颗静止轨道卫星和30颗
非静止轨道卫星组成,30颗非静止轨道卫星包括27颗中轨道卫星和3颗倾斜同步卫星。
27颗中轨道卫星平均分布在倾角为55°的三个平面上,轨道间距为120°,轨道高度为21500km,卫星运行周期为12h50min。
用途
卫星星座可运用于卫星导航定位系统,能够实时提供运载体的速度、姿态及时间信息。
卫星星座可以用于全球通讯,起到中转站的作用,传递通讯信息。
卫星星座还可以用于全球环境监测,通过遥感全球的地表信息,来对全球的环境情况进行监测。