地球静止卫星轨道

地球静止卫星轨道（ geostationary satellite orbit ），倾角为零的圆形地球同步轨道，简称地球静止轨道。它是一条特殊的地球同步轨道，其星下点轨迹是赤道上的一点。在地面上的人看来，在这种轨道上运行的卫星是静止不动的，所以称为静止卫星。其实这种卫星并非不动，只是它绕地轴转动的角速度和地球自转角速度大小相等、方向相同。它距地面的高度为35786公里，运动速度为3.07公里／秒。在静止卫星轨道上已有很多卫星在运行。这些卫星分布在不同地理经度的上空，每颗卫星静止的位置是卫星进入静止轨道瞬间卫星所处的地理经度。这个位置是根据卫星的使命预先选定的。

静止卫星轨道的精度要求很高，稍有偏差卫星就会漂移。轨道周期比地球自转周期大时，卫星均匀地向西漂移，比地球自转周期小时向东漂移。周期差万分之一，每天漂移0.036度；轨道不圆时，卫星每天沿东西方向来回摆动一次，离摆动中心的最大幅度（地心张角的弧度数）是偏心率的两倍。轨道倾角不为零时，卫星将会在南北方向上偏离赤道，星下点轨迹呈8字形。离开赤道面最大地心张角等于轨道倾角。因此真正的静止十分困难。即使卫星已经静止在某个地理经度的赤道上空，摄动也会引起它的轨道发生下列变化：①太阳和月球引力与地球扁率综合影响，使轨道倾角产生长周期变化，最初几年的倾角可看成长周期变化，其变化率为0.7～0.9度/年；②地球扁率使卫星均匀地向东漂移，这一影响靠提高轨道半长轴抵消，也就是使轨道的密切周期（见航天器轨道摄动）比地球自转周期长6秒；③地球赤道不圆引起卫星东西方向的摆动，漂移量与时间平方成正比。漂移加速度与静止的地理经度有关，在0～1.7×10-3度/天2之间。若不作轨道控制任其漂移，经度位置会发生大幅度摆动。为克服轨道误差和抵消摄动力引起的漂移，卫星必须具有轨道修正能力。一颗静止卫星可以覆盖地球大约40％的面积。卫星相对于地面不动，地球站容易跟踪。通信卫星、广播卫星和气象卫星选用这样的轨道极为有利。