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* 2.3 卫星运行规律及基本轨道参数 2.3.2 卫星基本轨道参数 卫星在以地心为焦点的椭圆轨道上的位置，可用卫星基本轨道参数来描述。确定卫星空间位置的思想方法是先确定卫星轨道平面的位置，进而确定轨道的大小、形状和方向，最后确定卫星在轨道上的位置。计算卫星位置的顺序往往相反。 要确定卫星轨道平面在空间的位置，需先找一个可以认为固定不变的参考系。由于地球自转，地球的赤道平面在空间的位置可认为基本不变，可以用作参考面。地球绕太阳公转的轨道平面在空间的位置也可认为基本不变，也可作为一参考面。设想整个宇宙空间是以地心为中心，半径为无穷大的球，称为天球。再设想把地球赤道平面无限延展，它和天球的交线称天球赤道。地球公转轨道平面也假设为无限延展，它和天球的交线称天球黄道，如图2-11（a）所示。天球赤道和天球黄道交于两点，一点称为春分点，一点称为秋分点。这两点在天球上的位置可作为参考点。通常以春分点及天球赤道面，作为确定卫星轨道面的参考系。 春分点：当在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点。 * 2.3 卫星运行规律及基本轨道参数 参考系 参考面 地球自转，赤道平面 地球公转，公转轨道平面 天球：地球半径 无穷 天球赤道：地球赤道平面 无穷 天球黄道：公转轨道平面 无穷 参考点：春分点，秋分点 参考系：春分点，天球赤道 图2-11（a） 卫星轨道参数示意图 * 2.3 卫星运行规律及基本轨道参数 卫星的位置和运行轨道，通常用下面几个轨道参数来确定。参见图2-11（b）。 1．轨道倾角i :卫星轨道平面与赤道平面的夹角。 i=0，卫星沿赤道平面运行，称为赤道轨道， i=90?，卫星沿子午圆运行，称为极轨道。 2．升交点赤经? ：卫星轨道与赤道相交于两点， 其中卫星从南向北越过赤道时，卫星轨道 与赤道的交点称为升交点。从春分点方向 向东在赤道上测得的升交点的弧距，称为 升交点赤经?。 3．近地点角距?：从升交点到近地点的角距。 4．轨道半长轴A：卫星轨道近地点和远地点 连线的一半。 5．偏心率e： ，B为卫星轨道半短轴。 6．真近点角v：卫星与地心连线和近地点与地心连线的夹角。确定卫星在轨道上的位置。 图2-11（b） 卫星轨道参数示意图 * 2.3 卫星运行规律及基本轨道参数 以上六个基本参数：轨道倾角i、升交点赤经? 、近地点角距? 、轨道半长轴A、偏心率e、真近点角v称为卫星轨道六要素。 轨道倾角i和升交点赤经?决定了轨道平面在空间的位置； 近地点角距?确定近地点在轨道上的位置，即长半轴的方向（轨道方向）；轨道半长轴A和偏心率e分别表示轨道的大小和形状； 真近点角v确定了卫星在轨道上的位置。 知道了上述6个基本轨道参数，再根据观测卫星的时间，就可以算出卫星的位置（在地球固联直角坐标系）。 * 2.3 卫星运行规律及基本轨道参数 在卫星导航电文中，真近点角v通常不是直接给出，而是给出在历元t?上的平近点角M?及卫星在轨道上运行的平均角速度n，根据卫星过所在点的时间t，通过下面的公式计算出真近点角。 首先介绍平近点角和偏近点角概念： 平近点角M：若以作为起算点，于观测时刻t，卫星以平均角速度n绕地心在轨道平面中转过的角度。 为卫星过近地点的时刻。 真近点角随时间非线性变化，因此定义了平近点角M，平近点角随时间线性变化。 * 2.3 卫星运行规律及基本轨道参数 偏近点角E：当卫星沿椭圆轨道运行时，某一瞬间位于S处，以椭圆中心O’为圆心，以半长轴A为半径，作椭圆的外切圆。过S点作半长轴的垂线，交外切圆点S’，O’S’与O’b的夹角，称为偏近点角E。 图2-12 偏近角点示意图 * 2.3 卫星运行规律及基本轨道参数 真近点角v计算如下： 式中： 为卫星过近地点的时间； E为偏近点角； M平近点角。 * 2.3 卫星运行规律及基本轨道参数 2.3.3 摄动轨道 当只考虑地球和卫星之间的作用，且把地球当作理想的球体时，卫星运行轨道称为无摄动轨道。 实际上，地球不是理想的均匀球体，它的重力分布不均匀，且卫星还受到其它天体引力的作用，因而轨道参数都按一定规律随时间缓慢漂移，因此卫星轨道时刻都在变化，称这种现象为摄动轨道。 为了得到卫星精确的空间位置，必须测定卫星轨道参数的变化，并对轨道参数加以校正。 对于卫星导航电文中发送的轨道参数，尽管不同系