GNSS——卫星星座（一）——GPS+BDS
目录
一、基本概念
二、GPS卫星星座
二、BDS卫星星座
一、基本概念
轨道倾角一般指卫星运行轨迹平面与地球赤道平面之间的夹角, 其大小直接影响着轨迹平面与地轴或赤道面之间的关系. 如图所示, 可见了三种典型的轨道类型: 赤道轨道（Equatorial Orbit）、极地轨道（Polar Orbit）以及中间倾角的倾斜轨道（Inclined Orbit）. 具体而言, 赤道卫星的轨道倾角为零度, 极地卫星则达到90度, 中间类型的卫星则具有介于两者之间的倾角. 例如, GPS系统的卫星就采用了55度的倾斜轨道配置.
GEO：被称为地球静止轨道（The geostationary orbit, GEO），位于距离地球约36,000公里处的一条与赤道平行且倾角为零的轨道上。 GEO 卫星静止于赤道正上方，在运行周期上与地球自转周期一致的情况下，在地面上方形成了固定的投影轨迹。由于其在空间中的固定位置特性使其能够相对地面保持静止状态而得名
IGSO： 倾斜地球同步轨道(Inclined GeoSynchronous Orbit)。该轨道的高度与Geostationary Orbit相同（我国北斗系统的部分卫星就采用了该轨道设计），其高度约为35786公里；然而与之相比的是Geostationary Orbit具有零度轨道倾角的特点，在此基础上IGSO卫星采用了更高的倾斜角度（我国北斗系统的卫星则采用约55度）。这种更高程度的倾斜导致IGSO星下点轨迹呈现出独特的"∞"符号形状（称为Analemma），并且这种形状会随着倾斜角度的变化而对称地分布在赤道南北两侧；当倾斜角越大时，“∞”字形轨迹向北向南延伸的程度也随之增大。
MEO：中轨地球卫星（MEO,Medium Earth Orbit），其运行在距地面约两万公里的高度上，并归类于非同步通信卫星范畴。采用这一运行轨迹方案的则是GPS系统等关键应用设施。
升交点是指天体在其轨道运行方向由南至北穿过参考平面时所形成的交汇位置。在该星座系统中,升交点特指卫星在其绕行过程中在其轨道面与地球赤道面相交处的位置特征
二、GPS卫星星座
GPS卫星的轨道高度约为约两千零二十分公里，并与赤道平面形成约55度的轨道倾角。其中 GPS 卫星归中地球轨道（MEO）类别。其运行周期约为十一小时五十八分钟（恒星时十二小时）。由此可知每颗 GPS 卫星每天环绕地球运行两圈。
由24颗运行卫星构成的完整GPS星座均匀分布在六个等距轨道平面上，并且各轨道平面间的升交点相隔60度。这种布局安排使得在地球任何地点都能够观测到至少四颗运行中的卫星。
GPS卫星星座图解（[图片来源](https://www.gps.gov/multimedia/images/constellation.jpg "全球导航系统"））
近年来持续运行31颗GPS卫 biscorn ，旨在保证基准卫 biscorn 维护或退役过程中始终维持其预期功能。其他增配卫 biscorn 可能会显著提升该系统的性能水平，并不在现有核心星座框架内
下表包含截止至2024年底GPS在轨运行的卫星清单，并依据其在轨位置对这些卫星进行排序。
GPS在轨卫星一览表 | 轨道平面 | 轨道位置 | SVN | 伪随机号 | 卫星类型 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
|---|---|---|---|---|
| C | 1 | 57 | 29 | IIR-M |
| D | 1 | 61 | 2 | IIR |
| A | 1 | 65 | 24 | IIF |
| E | 1 | 69 | 3 | IIF |
| F | 1 | 70 | 32 | IIF |
| A | 2 | 52 | 31 | IIR-M |
| F | 2 | 55 | 15 | IIR-M |
| B | 2 | 62 | 25 | IIF |
| C | 2 | 66 | 27 | IIF |
| E | 2 | 73 | 10 | IIF |
| D | 2 | 80 | 1 | III |
| B | 3 | 44 | 22 | IIR |
| D | 3 | 45 | 21 | IIR |
| E | 3 | 50 | 5 | IIR-M |
| A | 3 | 64 | 30 | IIF |
| F | 3 | 68 | 9 | IIF |
| C | 3 | 72 | 8 | IIF |
| A | 4 | 48 | 7 | IIR-M |
| E | 4 | 51 | 20 | IIR |
| C | 4 | 53 | 17 | IIR-M |
| B | 4 | 58 | 12 | IIR-M |
| D | 4 | 67 | 6 | IIF |
| F | 4 | 74 | 4 | III |
| C | 5 | 59 | 19 | IIR |
| B | 5 | 71 | 26 | IIF |
| E | 5 | 76 | 23 | III |
| D | 5 | 78 | 11 | III |
| F | 6 | 43 | 13 | IIR |
| D | 6 | 75 | 18 | III |
| B | 6 | 77 | 14 | III |
| A | 6 | 79 | 28 | III |
二、BDS卫星星座
按照轨道类型，BDS星座分为三类。官方文档描述如下：
北斗三号组网由三颗地球静止轨道卫星、三颗倾斜地球同步轨道卫星和两颗中圆地球轨道卫星构成。其中GEO卫星定位于东经80度、110.5度和140度；IGSO卫星倾角为55度；MEO卫星分布在Walker24/3/1星座并具有21528千米的高度；中圆地球轨道卫星同样具有55度的倾角，并根据情况部署在轨备份卫星。
补充说明：
同步轨道组（GEO/IGSO）其运行周期为每天二十四小时；
中地球轨道卫星均匀分布在三个等分平面上，并且相邻轨道平面之间的升交点相隔十二零度；
中地球轨道卫星运行时长共计每天十二小时五十五分二十三秒；
地球静止轨道组目前有五颗在轨运行配置，在其中有两个分别位于东经五十又七十五分之三度以及一百六十度的位置。
北斗导航系统（图片源自北斗导航系统）
截至****日期BDS空间段状态信息已更新至**BDS卫星详细列表**
在设计BDS卫星星座时