衛星軌道的攝動是怎麼一回事？

1樓：張晟宇

衛星的實際執行軌道與克卜勒二體問題理想軌道的區別就是由於攝動所導致的。

這些攝動包括以下方面

1.非球形攝動

由於地球是乙個橢球體，赤道比兩極長了快20km，所以衛星的軌道，尤其是LEO（低軌道，小於1500km）軌道會受到很大的影響，簡單的講就是軌道都會被拉向軌道傾斜，實際上地球是個不規則球體，所以概攝動在考慮精密測量是要考慮的不規則因素很多，需要高精度的計算。

2.大氣攝動

大氣攝動是衛星在較低的軌道執行所受到的來自大氣的阻力，尤其是低於300km的軌道會迅速衰減，太空飛行器就會墜入大氣層。大氣攝動最為主要的效果是降低太空飛行器的軌道高度，也就是讓半長軸減小。減小的效果由太空飛行器的迎風面和飛行質量決定。

3.天體攝動（對於近地軌道來說主要是月地攝動，有的要考慮日月地攝動）

攝動力的大小是太空飛行器的質量乘上兩個加速度的向量差，這個攝動會隨著天體相對位置的變化兒變化。

4.太Sunny壓

空間飛行器在收到太陽照射時，反射或者吸收光子而產生對飛行器的壓力。特別是具有很大太陽帆板的衛星會收到較大的太Sunny壓攝動。概攝動最主要的是改變飛行器的偏心率。

利用光壓進行宇宙航行一種太空飛行器構想就是太陽帆，雖然這個力很小，只要太陽帆足夠大就能逐步累積到足夠大速度。

高精度軌道所需要的攝動分析

5.地球輻射攝動

就是由地球反射太Sunny，和發射紅外輻射對衛星造成的攝動。其他有地球引起的還有諸如海潮攝動等。

6.相對論攝動

這些攝動都是在10cm級別軌道測量時需要考慮的。

最後給出乙個攝動的量級。

2樓：帕團河

攝動就是理想受力和現實受力的差異。理想中衛星受平方反比的地球引力，軌道是個不變的橢圓，實際上受力要複雜的多，以至於這個橢圓大小和方位都是變化的。這個攝動力相對於平方反比引力而言其實是很小的，一般按照「階」來表示相對大小。

一階大約是千分之一，二階大約是百萬分之一。但是由於這些擾動長期存在，日積月累的效益還是很可觀的。你問題裡提到的是一類很重要的攝動源，稱為非球形攝動，來自於地球形狀以致質量分布的不均勻。

人們按照所需要的精度以及衛星的飛行環境來對這些力進行建模與取捨。對於高度比較低的衛星，一般考慮地球的非球形和大氣層上層的空氣阻力效應就可以了。對於同步軌道，也就是高度36000km，空氣阻力就不考慮了，而需要考慮新的因素，例如太陽月球的吸引，太陽輻射壓力。

簡單總結就是：攝動真是小，短期看不到，長期嚇一跳，分析按階搞。地球有點不太圓，低軌大氣不可略，高軌還要看日月。