基于Matlab/Simulink的嫦娥一号探月轨道运动的动态仿真

本文建立了嫦娥一号卫星在有心力场中做轨道运动的动力学方程,使用Matlab中的Simulink仿真工具实现了卫星在不同轨道的运动和变换,并模拟了卫星轨道运动的实时高度和角速度.     

地磁场对带电人造卫星运动的影响

本文利用电磁学、理论力学等方法研究了带电的赤道卫星在地磁场中做椭圆轨道运动时地磁场对轨道运动的影响。研究结果表明:地磁场对带电卫星的轨道长轴没有摄动影响,但对轨道偏心率和近地点均有进动影响,且近地点不仅有周期变化影响而且还有长期变化影响。由计算实例表明:当卫星自身带电量较大时(如1库仑电量),这种影响必须予以考虑。     

论卫星抛射点在椭圆运动轨道上的位置

详细分析了人造地球卫星的椭圆轨道方程和在各种情况下卫星的抛射点在其椭圆运动轨道上的位置.     

浅析卫星变轨运动

从高中物理天体运动的一类题目出发, 从角动量角度分析了卫星绕地球变轨运动的详细过程, 从能量 的角度计算了卫星运动轨道半径和卫星能量的关系     

人造卫星运行轨道的实时仿真技术

人造卫星在星空背景下运行的实时仿真技术中，建模和实时性是仿真的基础，试验表明，利用Creator 2.6建立二体轨道下的卫星运行模型，计算出卫星运行时的空间位置和运动姿态，结合Vega Prime来实现人造卫星运动轨道的空间动态三维场景实时仿真，可以有效的实现卫星在星空背景运动中的实时性，并为其他技术领域中的实物或半实物实时仿真技术提供了可行性的参考方法.     

换个角度看近地人造卫星的运动

将卫星的近地轨道运动等效为无阻力条件下物体沿地球内两相互垂直的直径轨道的简谐振动的合运动,从而解释了它们的运动周期相同这一事实.     

人造地球卫星运动方程的代数动力学算法数值解

代数动力学算法首次被用于求人造地球卫星运动方程的数值解，在四阶算法下，与Runge-Kutta算法和辛算法的计算结果作了比较.结果表明，代数动力学算法对于人造地球卫星长期轨道的计算有较高的精度.并讨论了地球四极和八极带谐项对卫星轨道的影响. 关键词： 人造地球卫星运动方程 代数动力学算法数值解 地球四极和八极带谐项对卫星轨道的影响     

Walker-δ星座轨道间激光链路的稳定性研究

根据walker-δ星座中相邻轨道卫星的相位差,引入轨道间激光链路连接参数K,建立参考卫星固联坐标系中目标卫星运动方程,得到不同轨道卫星之间方位角、俯仰角和距离(AER)的解析表示式.进而求出AER及其变化率极值的数值解.其中相邻轨道卫星的方位角变化率和变化范围都远大于俯仰角,对激光链路稳定性影响较大;方位角最大变化率同最小距离成反比,在极端情况下会超出激光通信终端跟踪范围导致链路中断.综合轨道间激光链路的稳定性和网络拓扑结构的复杂程度,得出相对连接相位为O是激光链路的低轨卫星星座连接配置方式.     

行星面积定理与宇宙速度的初等数学推导

质量为m的卫星(或行星)在质量为M的天体引力作用下运动,若忽略其它作用,则M应处于卫星轨道的焦点,如图1所示,m在P点连续两秒内的位移,即该相邻两点的瞬时速度v_1及v_2,由于m所受引力方向沿着矢径指向M,与矢径MP垂直的方向上m不受力,故速度的垂直分量相等,即v_1=v_2;显然m的矢径在连续两秒内扫过的面积△P′MP=△PMW″。这就是我们熟知的开普勒第二定律,亦称行星面积定理。 设卫星m在椭圆轨道上运动,如图2,轨道的半长轴为a,焦距为2f,在轨道上运动的每一时刻卫星的总机械能守恒,则有 mv~2/2+mgr=mv_t~2/2+mg_t(a+f)式中v为卫星在轨道上任一点的速度,r为该点与M的距离,g为卫星在该点的引力加速度,v_t表示卫星在远地点l处的速度,g_t为该点的引力加速度。由万有引力公式:     

一道习题

在地球引力场中发射一个质量为m的卫星,原计划是这样的,该卫星由火箭运载到高度为h的一点P,使卫星在该点的运动方向与P和地心联线垂直,且有一适当的动能值,以保证该卫星的轨道是一个圆.但实际发射时,由于某种原因,使得卫星在P点的运动方向并不与P和地心的联线垂直,即运动方向与联线夹角θ≠90°,但其余指标均达到设计要求.试证明: (a)该卫星的轨道是一个椭圆,椭圆的半长轴等于原计划的圆形轨道的半径R h(R是地球半径); (b)P点在该椭圆短轴的一端; (c)该椭圆的偏心率是cosθ. 解:(a)按原计划,圆形轨道的半径是R h,因此位能,因为卫星的 ”…     

倾斜轨道卫星在三维场景下运动规律的研究

利用椭圆的偏近点角和极角的相关知识, 推导了倾斜轨道卫星在三维场景中运动时间关于偏近点角和 运动时间关于极角的表达式, 并用了数值模拟     

人造地球卫星的运动规律

与由苏联人造地球卫星的出现有关,从许多方面提出了问题:它如何发射?何以能飞行? 本文不准备对所有作用于人造卫星的外力、如地球的非正球形及大气阻力等,作高度精确的叙述,只对某些基本关系及规律提出基本的知识,这些关系与规律包括利用多级火箭使卫星加速及卫星环绕地球的运动。在第一级近似中略去月球,其他行星及太阳对卫星飞行的影响,可将卫星在地球引力场中的运动表示为如下的情形。要使人造卫星围绕地球沿圆形轨道运转而不落到地面上,必须要依据达朗伯原理,使卫星在规定轨道高度上的重力等于离心力。以下符号表示的意义     

人造卫星调速增量分析

发射同步卫星需要进行轨道转换，转轨时要改变卫星的速度，而燃料消耗与调速增量Ｖ有关．本文导出了几种转轨形式所需的Ｖ的公式，并用数据进行比较，得出结论：如卫星起始时作圆运动，经半椭圆轨道转换所需的Ｖ最小；由地面垂直发射而使卫星进入椭圆轨道，入轨前卫星的速度应为零或尽可能小；转轨前后的速度间的夹角越小越好．     

神舟七号飞船小卫星伴飞原理分析

神舟七号伴飞小卫星和神舟七号飞船由于两个轨道的近地点和远地点不重合,导致它们在共同绕地球公转的同时,伴飞小卫星也在绕神舟七号飞船做周期性椭圆运动.伴飞周期等于飞船绕地球公转的周期,飞船位于椭圆轨道的几何中心.     

近地卫星和无限长单摆的周期

我们把靠近地面运行的人造地球卫星叫做近地卫星(grazing satellite)。对于近地卫星，可以认为其轨道半径r近似等于地球的半径R。由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以     

卫星抛射点在其抛物线双曲线轨道上的位置与卫星3类轨道的比较

详细分析了地球卫星的抛物线、双曲线轨道与抛射点在其抛物线、双曲线轨道上的位置,并对卫星的3类轨道进行了比较.     

三轴稳定地球同步轨道卫星帆板季节性闪光现象研究

季节性闪光现象是由三轴稳定地球同步轨道(GEO)卫星保持的特殊对地位置及卫星帆板的运动特点产生的。结合卫星帆板材质的双向反射分布函数及太阳在地球坐标系下的运动规律,分析了帆板季节性闪光现象的原理,定量研究了地面站观测帆板闪光现象的相关规律并进行了仿真验证。研究表明,地面任意地点的望远镜每年都有两个时段能够观测到GEO卫星帆板闪光现象,每次持续约21d,每颗卫星每天的观测时间约32min。该结论不仅能够为观测GEO卫星提供参考,也可为分析卫星工作及运动状态提供依据。     

基于VPython的天体轨道运动模拟与可视化

运动、力、动量、能量是大学物理教学最基本且重要的内容.在牛顿力学中,如果已知初始条件,对于有序系统可以预测其未来的运动状态,牛顿力学在天文学上的处理是最成功的.本文基于万有引力定律和动量定理,借助计算机软件VPython模拟天体的运动过程,例如卫星、月球绕地球的运动,火星绕太阳的运动,卫星绕双星系统的运动,直观地显示了天体运动轨迹,使天体运动过程实现了可视化.教学实践表明基于VPython的天体轨道运动模拟与可视化,可以使学生更好地理解并灵活运用牛顿运动定律和动量定理,是对经典物理教学内容的有益补充.     

每期一题(工科大学物理课程试题选登)

地球可看作半径 R=6400km 的球体,一颗人造卫星在地面上空高度为 h=800km 的圆形轨道上以速度 v_i=7.5km/s 绕地球运动。假定在该卫星的外侧发生了一次爆炸,其冲量使卫星在原有的速度上增加了一个指     

地球卫星轨道的椭圆函数解

分析了引力势作用下地球卫星的轨道．结果表明,在考虑地球扁平率后,地球卫星的轨道可用椭圆余弦函数表示,其平衡位置近似在一椭圆上．