静止卫星发射和定点

[拼音]：jingzhi weixing fashe he dingdian

[外文]：launching and positioning of geostationary satellite

将人造地球卫星送入地球静止卫星轨道并且定点在预定地理经度上空的过程。地球静止轨道是距地面约有35800公里、倾角为0°、运行周期与地球自转周期相同的顺行圆轨道。卫星被送入这一轨道就会在当时所处地理经度上空相对地面静止下来，因而称为地球静止卫星，或称静止卫星。静止卫星定点时的地理经度是预先选定的。

静止卫星的发射

静止卫星一般用三级运载火箭发射并由装在卫星上的远地点发动机完成轨道变换过程。整个发射过程的设计都需要考虑能量的最佳利用和变轨过程的控制问题。在卫星定点以前的发射过程通常分为三个阶段：

（1）用一、二级运载火箭(或航天飞机)将三级火箭和卫星的组合体送入200～400公里的近地轨道，称停泊轨道。发射过程与发射低轨道航天器相同（见航天器发射、发射弹道与入轨）。由于受航天器发射场所在地理纬度的限制，停泊轨道的倾角一般都不是零度。

（2）卫星在停泊轨道上飞经赤道上空时第三级火箭点火，使卫星沿飞行方向加速，熄火后卫星与三级火箭脱离，进入大椭圆轨道，称过渡轨道（或霍曼椭圆）。这个轨道的近地点高度与入轨点相同，远地点高度为 35800公里，而且都位于赤道上空。过渡轨道和停泊轨道在同一平面内。设置过渡轨道的目的是使卫星能以最少的能量消耗过渡到静止轨道。卫星进入过渡轨道时，一般须靠自旋以保持一定的姿态。卫星在过渡轨道上运行时，由航天测控站精确测量卫星的轨道和姿态，发送遥控指令将卫星的姿态调整到远地点发动机点火所要求的姿态并确定远地点发动机点火时刻。

（3）卫星运行到点火圈远地点时，航天测控站发出遥控指令使卫星远地点发动机点火，向卫星施加具有特定方向和大小的推力，用以改变卫星飞行的方向和速度，借以达到两个目的：使卫星运行的轨道平面转到赤道平面内；使卫星的合成速度接近于静止轨道速度（3.07公里/秒）。

远地点发动机点火是静止卫星发射的关键环节。卫星发射后，航天测控站不断进行跟踪测量和控制，以保证卫星达到预期的点火状态并在准确的时刻点火。

静止卫星的定点

卫星定点必须满足三个条件：

（1）卫星轨道周期恰好与地球自转周期相同；

（2）卫星轨道为圆轨道；

（3）卫星轨道倾角为零度。远地点发动机熄火后，由于过渡轨道的测量误差、运载火箭的控制误差、点火姿态和时刻误差以及远地点发动机推力偏差等的影响，卫星所在的位置与所要求的定点位置一般并不一致，卫星的轨道也不可能恰好达到静止轨道，而是进入与静止轨道差别很小的漂移轨道（也称准同步轨道）。在这种轨道上的卫星因速度向量的微小偏差将缓慢地向东或向西漂移；又因为存在微小的轨道倾角，卫星将在赤道附近有南北方向的漂移。静止卫星的定点捕获就是通过一系列的轨道微调，使卫星恰好在预定地理经度的赤道上空停止漂移。这时利用卫星上携带的小发动机逐步修正卫星轨道，使其逼近静止轨道，使卫星停止漂移，这一轨道微调过程称为轨道控制，一般是在轨道的拱点（近地点或远地点）进行。这种细致的调整需要几天或更长的时间才能完成。轨道控制过程由航天测控站按计划遥控进行：调整卫星姿态和转速使其符合控制要求；精确地测定轨道以确定调整量的大小；最后在卫星到达定点位置之前，再作一次小的轨道调整，使其停止漂移准确定点。

根据测控站精确的跟踪测量数据可以判定卫星是否已经定点。

静止卫星的位置保持

卫星定点在某一经度位置赤道上空后，由于地球形状、重力不均匀和日、月引力等引起的轨道摄动（见航天器轨道摄动），卫星轨道还会发生变化，逐渐漂离定点位置。这会使应用卫星对地球的覆盖范围发生变化，而且会占据其他静止卫星的位置或发生互相干扰。因此，必须在一定的时间内对卫星进行位置保持的控制。位置保持控制的间隔时间视位置精度要求而定，大约每1～3个月进行一次。

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