航天器轨道计算（航天器轨道计算方法）

本文目录一览：

1、卫星变轨所需变速量如何计算
2、霍曼转移轨道推导
3、轨道确定基本理论
4、月球环绕地球一周时间为

卫星变轨所需变速量如何计算

1、其实你需要计算的是200×500公里轨道的近地点速度，然后减去200公里圆轨道上的速度。注意一下，R表示轨道半径，需要在轨道高度之上加上地球半径。具体不帮你计算了，高中水平就可以。答案是：838米/秒。用这个方法还可以用近地点速度和高度计算远地点速度和高度。

（图片来源网络，侵删）

2、卫星首先加速，沿着椭圆轨道移动到远地点，然后减速，进入半径为R的圆形轨道。变轨过程只经过椭圆轨道的一半。假设卫星在半径为r的初始轨道上的运行周期为T0，卫星质量为m，可得公式：GMm/r2=m4π2/（r*T02）。由此可推导出：T0=（4π2 *r3）/GM）1/2。

3、所需向心力$F = frac{mv^2}{r}$减小，万有引力大于卫星所需的向心力。卫星将做向心运动，轨道半径变小。进入新轨道后，由$v = sqrt{frac{GM}{r}}$可知，运行速度增大，但重力势能、机械能均减少。

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4、稳定运行时：万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，即$F_{万} = F_{n} = mfrac{v^{2}}{r}$（其中$F_{万}$为万有引力，$F_{n}$为向心力，$m$为卫星质量，$v$为卫星速度，$r$为轨道半径）。

5、在椭圆形轨道的最远点，卫星所受的向心力F1=mv^2/r小于提供的向心力F2=GMm/r^2，此时的轨道速度v小于根号下（GM/r）。为了让卫星从椭圆形轨道的最远点变轨进入预定轨道，必须将卫星的速度提升至v等于根号下（GM/r），这需要在最远点进行加速。

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6、第一次变轨：在轨道I的某点（如A点）进行点火加速，由于速度增加，万有引力不足以提供在该轨道上做圆周运动所需的向心力，卫星因此做离心运动，进入椭圆轨道（如轨道II）。第二次变轨：在椭圆轨道的远地点（如B点）再次点火加速，使卫星进入更高的圆轨道（如轨道III）。

霍曼转移轨道推导

霍曼转移轨道是从一个圆轨道转移到另一个不同高度的圆轨道时，能量消耗最优的过渡轨道。以下是关于霍曼转移轨道推导的要点：基础概念：霍曼转移轨道是基于轨道力学原理，特别是圆轨道和椭圆轨道的特性而设计的一种过渡策略。它旨在确保航天器在两个不相交的圆轨道之间转移时，总能量消耗最小。

结论是，霍曼转移轨道是航天器在两不相交轨道间实现能量最优过渡的策略。我们从圆轨道和椭圆轨道的特性入手，当轨道参数满足特定条件时，霍曼提出的过渡方案能确保总能量消耗最小。在从圆轨道向椭圆轨道转移时，需要两个速度脉冲，其大小可以通过公式计算得出。

霍曼转移轨道是一种高效且节省燃料的行星间转移轨道。定义与背景：霍曼转移轨道是由德国科学家沃尔特·霍曼在1925年提出的。它是一种连接两个不同高度圆形轨道的最节能转移轨道，特别适用于行星间的探测任务。该轨道的设计旨在最大限度地节省推进剂，同时减少操作次数，从而提高任务的安全性和成功率。

利用这一轨道航天器可以实现从低轨道到高轨道的转移，或从高轨道到低轨道的转移。（这里的高轨道、低轨道不特指某一高度的轨道）1925年，德国工程师奥尔特·霍曼博士推导出在两条倾角相同、高度相异的圆形轨道间转移卫星的最小能量方法，称之为霍曼转移。霍曼转移涉及两次水平加力机动。

霍曼转移是一种通过两次水平加力机动实现轨道变换的巧妙航天技术。以下是霍曼转移的详细解释：从低轨道到高轨道的转移过程：第一次加力：在低轨道的近地点，物体受到正向水平推力，使其从圆形轨道跃迁到一个更大的椭圆轨道。轨道运动：物体沿着这个椭圆轨道运动，直到到达远地点。

轨道确定基本理论

轨道确定基本理论主要包括轨道误差估算理论、航天器轨道运动理论以及计算方法。轨道误差估算理论是轨道改进的核心，旨在通过精确分析观测数据来确定航天器的真实位置。常用方法包括批量估算法和序贯估算法。批量估算法综合考虑所有观测数据给出最精确的轨道估计，而序贯估算法则通过连续数据更新动态优化轨道模型。

轨道确定是航天器运行管理中的关键环节，它涉及从测量数据中精确确定航天器的飞行路径。以下是轨道确定的简介：数据获取与预处理数据来源：轨道确定的过程始于数据的获取，这些数据主要来自于航天飞行控制中心的各种观测设备。数据类型：收集的数据包括航天器的位置、速度、加速度等信息。

历书天文学中的运动理论和轨道主要涉及轨道计算和天文常数的确定。轨道计算初步轨道确定：对于未知天体，如彗星或小行星，首先需要根据有限的观测数据计算出其初步轨道。这一过程涉及到运用天体运动理论和近似的轨道参数。

人造地球卫星轨道的确定：卫星在轨道上绕地球卫星主要是由发射时提供的能量，给了卫星相应的速度，这个速度的大小和方向决定了轨道的高度，另外卫星也可以携带燃料，在绕地球运行的过程中进行变轨制动，以改变速度的方式改变轨道高度。

卫星开普勒轨道由以下六个参数确定：半长轴（a）：半长轴是椭圆轨道长轴的一半，决定了卫星轨道的大小和周期。轨道周期的长短与半长轴直接相关，半长轴越长，周期越长。偏心率（e）：偏心率描述了椭圆轨道的形状。偏心率为0时，轨道为圆形；偏心率接近1时，轨道为极度扁平的椭圆。

月球环绕地球一周时间为

1、月球绕地球一周的时间有两种计算方式，对应的时长不同。恒星月与朔望月的区别月球公转周期的常见说法分两种：恒星月约27天7小时43分（约23天），是月球绕地球实际转一圈的时间；而朔望月约29天12小时44分（约25天），是两次满月之间的间隔，由于地球同时绕太阳转动导致时间变长。人们生活中说的“一个月”接近朔望月时长。

2、月球环绕地球一周的时间约为29天。月球的特点：身份：月球是地球的卫星，并且是太阳系中第五大的卫星，人类肉眼所见称为月亮，中国古时又称太阴、玄兔、婵娟、玉盘。地球的特点：位置与排序：地球是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排为第三颗。

3、月球绕地球运行一周的真实时间为232天，这是月球绕地球一周的真实时间。

4、月球环绕地球一周的时间约为29天12时44分3秒。根据地球自转，产生昼夜交替的现象形成了日的概念；根据月亮绕地球公转，产生朔望，形成月的概念。概念所依据的物质运动是互相独立的。根据精确测定，地球绕太阳公转一周的时间约为362422平太阳日，为一个回归年。

5、月球环绕地球一周的时间约为二十九天十二小时四十四分三秒。月球绕地球公转时，分为朔望月和恒星月。其中一恒星月是月球绕转地球公转的真正周期；朔望月是在地球上看，月相再次和上次月相相同时之间的时间间隔。朔望月等于25天，也就是人们俗称的30天，一个月。

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