卫星轨道要素#卫星工程系列
目录
1、近地点、远地点
2、轨道倾角、顺行/逆行轨道
3、交点线、升/降交点
4、真近点角
5、近地点幅角
6、升交点赤经
7、交点退行
8、近地点旋转
卫星轨道
卫星围绕地球的轨道数量基本上是无穷的。因此，科学家们建立起了一个明确描述轨道的标准方法—开普勒6要素。分别是：长半轴长度、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角、真近点角，这6个要素就确定了唯一的轨道，确定了卫星任意时刻的位置，也形成了现在航天领域常用的两行轨道根数（TLE）。
1、近地点、远地点
近地点是指月球或人造卫星绕地球的椭圆轨道中，距离地球最近的点；远地点是指月球或人造卫星绕地球的椭圆轨道中，距离地球最远的点。
根据开普勒第二定律，在近地点时，天体的速度最快；在远地点时，天体的速度最慢。拿月球举例，月球的近地点平均约36.3万公里，远地点约40.5万公里，这种差异会影响潮汐和月食类型。
2、轨道倾角、顺行/逆行轨道
①地球赤道面与卫星轨道面之间的夹角称为轨道倾角，其大小介于0°至180°之间。
②顺行轨道：方向与地球自转方向一致（即自西向东）、轨道倾角小于90°的航天器轨道。
③逆行轨道：方向与地球自转方向相反（即自东向西）、轨道倾角大于90°的航天器轨道。
①顺行轨道：向东发射航天器时可借助地球自转的惯性，减少所需推进剂。大多数卫星均采用顺行轨道。
②逆行轨道：向西发射航天器时要抵消地球自转速度，需更多燃料。太阳同步轨道、极低轨道均为逆行轨道。
3、交点线、升/降交点
地球赤道面与卫星轨道面相交于一条直线称为相交线，该直线会穿过地心和卫星轨道的两点，两点分别位于地球的相对侧，也可以说卫星一圈会穿过该直线两次，一次是卫星在上升段，即从南半球进入北半球，该点称为升交点；另一次是卫星在下降段，即北半球进入南半球，该点称为降交点。
4、真近点角
真近点角是在轨道平面内，从近地点沿航天器方向到当前真实位置的夹角。它是描述航天器在其轨道上当前位置的关键参数，属于轨道六要素之一。它通过角度形式量化了航天器相对于近地点的位置，是导航、轨道机动和任务时序控制的核心依据，对优化燃料消耗、延长任务寿命至关重要。
5、近地点幅角
近地点幅角是指在轨道面内，是从升交点沿航天器方向到近地点的夹角。它是轨道六要素中定位近地点的关键参数，决定了椭圆轨道的“焦点方向”。它与升交点赤经、轨道倾角共同确定轨道的空间方位，在卫星任务设计、轨道机动和摄动修正中至关重要。
6、升交点赤经
升交点赤经是从春分点方向沿赤道向东测量到升交点的角度。它是卫星轨道六要素之一，决定了轨道平面在空间中的“朝向”。该参数在卫星星座部署、轨道交会与碰撞、深空探测、岁差与历元修正等方面有着实际应用。
7、交点退行
由于地球扁率对倾斜卫星轨道施加了一个朝向赤道面的引力，导致卫星轨道面发生旋转，即升交点赤经发生改变的现象，叫交点退行。
①轨道倾角。卫星距离赤道隆起越近，额外地球引力持续时间也越长，因此轨道倾角越低，退行率也就越大。90°倾角轨道不发生交点退行。
②轨道高度。交点退行率随高度降低而增加，与轨道半径平方成反比例关系。
③偏心率。一般情况下，近地轨道卫星都会设计成类圆形轨道，否则将会受交点退行影响而被圆形化。
8、近地点旋转
由于地球扁率对偏心率较大的卫星轨道施加了一个额外引力，导致卫星轨道近地点/远地点位置在轨道面内变化的现象，叫近地点旋转。该现象主要受轨道倾角和偏心率影响，但经科学家计算，倾角等于63.4°和116.6°的轨道无论偏心率是多少，近地点/远地点位置仍是固定的。