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侦查任务论文：侦察任务响应与轨道策划透析近地快速覆盖轨道的运行轨道为低轨圆轨道，其轨道半长轴记为ａ０，β为发射轨道的地心角，θ为发射速度倾角（火箭飞行方向与水平线的夹角），Ｏ为地心，Ｒｅ为地球半径近地快速覆盖轨道的发射入轨既要满足快速性的要求又要尽量节省能量。卫星发射方式包括共面发射和非共面发射，由于非共面发射比共面发射需要消耗更多的能量，近地快速覆盖轨道采用共面发射。若发射轨道在入轨点与运行轨道相切，该轨道称为“单共切”轨道。当发射速度倾角θ给定时，单共切轨道为最佳发射轨道。若发射轨道既与地球在发射点相切，又与运行轨道在入轨点相切，该轨道称为“双共切”轨道。双共切轨道的能耗小于单共切轨道，但是其发射轨道的地心角β较大，从发射到入轨需要飞行半个椭圆，不符合快速响应的要求。用单共切轨道发射低轨卫星时，即使β较小，其消耗的能量也与双共切轨道相差不大［１４］。因此，近地快速覆盖轨道采用共面发射，单共切轨道入轨，有β＜１８０°。发射轨道与地球相交于发射点，与运行轨道相切于入轨点，该点为发射轨道远地点。发射点在发射轨道上的真近点角ｆＬ＝π－β，入轨点在发射轨道上的真近点角ｆＩ＝π。卫星的发射入轨时间ｔｉｎ为实际火箭离地升空到卫星进入预定轨道的时间［７］，有ｔｉｎ＝ｔＩ－ｔＬ（１）式中，ｔＬ为卫星发射时刻；ｔＩ为卫星入轨时刻；ｔｉｎ是卫星轨道高度ｈ和发射轨道地心角β的增函数。１．２ 数据回收站布设、轨道响应时间与数据返回时间通过布设数据回收站，可使近地快速覆盖轨道上的卫星在一个或几个轨道周期内完成信息采集和数据回传。设发射场Ｌ的地心经纬度为（λＬ，φＬ）。在共面发射条件下，无论轨道倾角如何变化，发射场Ｌ总是位于卫星轨道面内。卫星入轨后必然飞越点Ｌ的天顶，记点Ｌ天顶方向地心距为ａ０的点为Ｐ，与Ｐ关于地心Ｏ对称的点为Ｐ′，卫星轨道经过点Ｐ和Ｐ′。卫星经过点Ｐ时的星下点为Ｐｋ（ｋ＝１，２，…，ｋ为卫星入轨后经过点Ｐ的次数），其纬度为φＬ，点间经度差为一个轨道周期地球转过的角度；卫星经过点Ｐ′时的星下点为Ｐ′ｋ（ｋ＝１，２，…），其纬度为－φＬ，点间经度差与Ｐｋ相同，如图２所示。图中给出了从点Ｌ发射的几条倾角不同的近地快速覆盖轨道的星下点轨迹，其星下点轨迹都经过Ｐｋ和Ｐ′ｋ（ｋ＝１，２，…）。因此，可在点Ｐｋ或Ｐ′ｋ布设数据回收站以实现快速数据回传［７］。 发射场选择与发射轨道约束图３给出了我国境内的４个航天发射场［１７］，以ＬＡ，ＬＢ，ＬＣ和ＬＤ表示，它们分别位于我国境内的东、南、西、北４个方位。由于我国的领土特点，当ｋ＝１时，位于南部和西部的发射场ＬＢ和ＬＣ无法在境内建立数据回收站；当ｋ＝２时，４个发射场在境内都没有满足要求的数据回收站。因此，近地快速覆盖轨道应选择位于东部和北部的发射场ＬＡ和ＬＤ，且在卫星第一次经过点Ｐ的时候（ｋ＝１）进行数据回传。卫星在发射入轨之后才能工作，因此以发射点Ｌ为中心，地心锥半角为β的区域是近地快速覆盖轨道的受限观测区。发射轨道地心角β越大，受限观测区越大，。由图可知，当β＝１０°时，我国大部分区域位于受限观测区外；当β＝２０°时，我国和周边大部分区域都位于受限观测区内。设地面目标Ｇ的地心经纬度为（λＧ，φＧ）。当ｋ＝１时，若Ｇ位于受限观测区外，有两条近地快速覆盖轨道可覆盖地面目标，其中一条在升段发射，有ｕＬ∈（－π／２，π／２］；另一条在降段发射，有ｕＬ∈（π／２，３π／２］。若Ｇ位于受限观测区内，则只有一条近地快速覆盖轨道能覆盖地面目标：若φＧ＞φＬ，只能在降段发射；若φＧ≤φＬ，只能在升段发射，即（式略）发射场的发射方位角受到发射场安全区和测控网配置等因素的限制。受限观测区内地面目标的近地快速覆盖轨道只有唯一解，若该解的发射方位角不满足发射场的发射方位角约束要求，则采用近地快速覆盖轨道无法覆盖受限观测区内的地面目标。我国有多个航天发射场，可以根据地面目标的位置选择发射场，以避开受限观测区，但几个待选发射场受限观测区的重叠区域仍可能无法采用近地快速覆盖轨道进行快速观测，如图３中发射场ＬＡ和ＬＤ受限观测区的重叠区域。因此，应尽量减小发射场受限观测区的重叠区域面积，即减小发射轨道的地心角β。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳