太陽(yáng)同步回歸軌道衛(wèi)星的重訪特性研究

1、太陽(yáng)同步回歸軌道衛(wèi)星的重訪特性研究 太陽(yáng)同步回歸軌道衛(wèi)星的重訪特性研究賈向華，徐 明(北京航空航天大學(xué) 宇航學(xué)院， 北京 100191)基金項(xiàng)目： 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11172020)；北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目(4153060)作者簡(jiǎn)介： 作者簡(jiǎn)介：賈向華(1991—)，男，碩士研究生，主要從事航天器軌道動(dòng)力學(xué)研究。通訊作者： 通訊作者：徐明(1981—)，男，副教授，博士生導(dǎo)師，主要從事航天器軌道動(dòng)力學(xué)與控制等研究。本文引

2、用格式： 本文引用格式：賈向華，徐明.太陽(yáng)同步回歸軌道衛(wèi)星的重訪特性研究[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2017(5):159-163.Citation Citation ： format:JIA Xiang-hua, XU Ming.Research on Revisit Properties forSun-Synchronous RGT Orbits ’ Satellite[J].Journal of Ordnance Equipment

3、Engineering,2017(5):159-163.摘要： 摘要：針對(duì)太陽(yáng)同步回歸軌道的重訪問題， 提出了探究重訪特性的系統(tǒng)方法。該方法以Q值建立太陽(yáng)同步與回歸軌道間的聯(lián)系；采用基本交點(diǎn)距的描述方法，將回歸周期內(nèi)軌道的訪問順序加以量化；應(yīng)用數(shù)論中的貝祖定理，將重訪周期的確定轉(zhuǎn)換為求解一丟番圖代數(shù)方程。仿真算例選以光學(xué)載荷對(duì)地觀測(cè)為前提，得到了特定回歸周期軌道的訪問順序及地面覆蓋情況，確定了相應(yīng)的重訪特性；此外，以軌道高度范圍為約束，

4、以快速重訪為目標(biāo)，確定了太陽(yáng)同步回歸軌道的設(shè)計(jì)方法。結(jié)果表明，該方法可以確定具有良好重訪特性的最優(yōu)解。關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：太陽(yáng)同步回歸軌道；重訪特性；基本交點(diǎn)距；貝祖定理遙感衛(wèi)星等對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星近年來取得了長(zhǎng)足發(fā)展， 對(duì)地觀測(cè)的空間分辨率可達(dá)米級(jí)，甚至亞米級(jí)， 在軍事、 民用等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用。 由于遙感衛(wèi)星所搭載的光學(xué)成像載荷(如星載 CCD 傳感器)要求光照條件相對(duì)穩(wěn)定，且根據(jù)任務(wù)需求，遙感衛(wèi)星應(yīng)在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。因此

5、，太陽(yáng)同步回歸軌道廣泛地被對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星所采用。太陽(yáng)同步回歸軌道具有太陽(yáng)同步和回歸軌道的雙重特點(diǎn)， 滿足遙感衛(wèi)星的任務(wù)要求。早期的軌道設(shè)計(jì)主要以經(jīng)驗(yàn)為主，沒有通用的準(zhǔn)則，限制了遙感衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)的規(guī)范化式中：J2為地球非球形攝動(dòng)的一階長(zhǎng)期項(xiàng)； μ 為地球引力系數(shù)； a 為軌道半長(zhǎng)軸；Re為地球赤道半徑；e 為軌道偏心率；i 為軌道傾角?？芍?， WΩ相當(dāng)于軌道平面繞地球軸線的進(jìn)動(dòng)角速度， 若其值等于地球的公轉(zhuǎn)角速度，則軌道平面相對(duì)于太陽(yáng)具有固

6、定的取向，進(jìn)而得到太陽(yáng)同步軌道。由文獻(xiàn) [10]可知，太陽(yáng)同步軌道的條件為(2)式中 isso太陽(yáng)同步軌道的傾角。1.2 回歸軌道回歸軌道是指經(jīng)過特定軌道日后， 星下點(diǎn)軌跡重復(fù)出現(xiàn)的軌道。 由文獻(xiàn)[9]，軌道日PEO為(3)式中：ωE為地球自轉(zhuǎn)角速度。由文獻(xiàn)[9]可知，衛(wèi)星的交點(diǎn)周期 Pnod為(4)式中：Wω是近地點(diǎn)幅角的平均變化率; WM是平近點(diǎn)角的平均變化率，其值分別為若在整數(shù)個(gè)軌道日內(nèi)， 衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)整數(shù)圈， 則滿足星下點(diǎn)軌跡