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[摘要]卫星，指在宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体，环绕哪一颗行星运转，就把它叫做那一颗行星的卫星。当物体以很大的速度发射时，它将做作圆周运动。此时会产生一离心力，此离心力的大小与转速平方成正比。速度越大则离心力越强，当离心力与地心引力平衡时物体即可环绕地球不停的运转，所以只要人造卫星的飞行速度大到能平衡地心引力的地步，就可不停止的飞行而不掉落。
[关键词]轨道 圆周运动 离心力 地心引力
[中图分类号]P185.18 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-295-1
1卫星的基本认识
1.1椭圆轨道及其参数的的认识
在地球引力的作用下，要使物体环绕地球作圆周运动，那么必须使得物体的速度达到第一宇宙速度。如果卫星所需的向心力恰好和其所受万有引力相等，则它将作圆周运动。若其所需向心力大于地球引力，这是物体的运动轨迹就变成椭圆轨道了。物体的速度比环绕速度大得越多，椭圆轨道就越“扁长”，直到达到第二宇宙速度。由于发射卫星和飞船时，入轨点的速度控制不可能绝对精确，速度大小的微小偏离，和速度方向的微小偏差，都会使航天器的轨道不是圆形而是椭圆形。
对于人造地球卫星轨道的形状、大小、在空间的方位以及卫星在特定时刻所处的位置，人们常用开普勒轨道常数来描述在空间中的卫星的轨道。这些常数递推出卫星在过去或将来的位置。有以下六个：①轨道倾角 i—赤道平面与卫星轨道平面间的夹角；②升交点赤经Ω—从春分点到卫星升交点的经度；③近地点幅角ω—地心与升交点连线 和 地心与近地点连线间的夹角；④椭圆半长轴a；⑤.椭圆偏心率e ；⑥卫星通过近地点的时刻t。
1.2人造卫星的周期及寿命
人造卫星的周期，由开普勒第三定律可知：运行周期的长短与半长轴有关，与半短轴无关 。简单的说：距地面高度越高，运行周期越长 。通常把运行周期为24小时的卫星叫“同步卫星”且相对地面静止的同步卫星叫“地球同步卫星”。
人造卫星的寿命，由于在地球的外层空间，即使气体分子极其稀少，仍然会对卫星的运行形成阻力，使它不断降低运行高度，最终进入稠密大气层销毁。因此轨道越高，真空度越高，卫星的运行寿命也就越长。
2卫星运行的基本原理
2.1卫星的发射过程
当装有卫星的运载火箭耸立在发射台上，全部准备工作完毕时，随着地面控制中心下达发射指令，第一级火箭发动机点火，运载火箭开始脱离发射架上升，运载火箭从地面把有效载荷送入预定轨道，称为发射阶段。在这一阶段所飞经的路线就叫做发射轨道。运载火箭的发射轨道一般为三大部分，即加速飞行段，惯性飞行段和最后加速段。运载火箭垂直起飞后开始按预定程序缓慢地转弯。当基本达到所需的入轨速度和与地面接近平行的方向时，第一级火箭发动机关机分离，同时，第二级火箭发动机继续加速飞行。当达到预定高度时，第二级火箭发动机关机、分离，至此加速飞行段结束。这时，运载火箭已获得很大动能，进入惯性飞行段，一直到与卫星预定轨道相切的位置，第三级火箭发动机开始点火，进入最后加速段飞行。当加速到预定速度时，第三级火箭发动机关机，卫星从火箭运载器弹出，进入预定的卫星运行轨道。
2.2卫星运行的主要原理
由物理学原理可知，当物体作圆周运动时即会产生一离心力，此离心力的大小与转速平方成正比。因此速度越大则离心力越强，当速度足够大时即有地球对人造卫星的引力和卫星的离心力保持着平衡，由于在卫星上装有自旋的稳定装置，使卫星环绕自身的轴线快速地飞转。而一个向前运动同时又快速自转的物体，运动的方向就不会受到外界的影响。而且对于一些不适合通过自旋来保持稳定的卫星，另外还设有自动纠偏系统，当卫星偏离轨道时会马上作出反应产生推力，让卫星正常运行。因此只需要保证人造卫星的飞行速度大到能平衡地心引力，并且不受外力的影响，卫星便可不停飞行而不掉落。
3卫星的类别及其用途
3.1卫星的分类
按运行轨道分：低轨道卫星、中轨道卫星，高轨道卫星、地球同步轨道卫星、地球静止轨道卫星、太阳同步轨道卫星、大椭圆轨道卫星。
按用途分：它可分为三大类：科学卫星，技术试验卫星和应用卫星。
3.2卫星的主要用途
（1）科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气，地球辐射带，太阳辐射等，并可以观测其他星体。
（2）应用卫星是直接为人类服务的卫星，它的种类最多，数量最大，其中包括：通信卫星，气象卫星，侦察卫星，截击卫星，军用卫星等。
4卫星的发展方向及其前景
（1）宽带卫星多媒体通信是卫星通信的发展方向 ，随着未来宽带系统的出现，必将推动许多国家信息化设施建设的发展，扩大卫星通信产业的规模。
（2）由于现代小卫星研制周期短，非常适应战争急需，又特别适用于科学实验和技术演示的飞行任务。故小卫星也是未来卫星的发展方向之一。
参考文献
[1]周济林.现代天体力学导论[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2]张建树，孙秀泉，张正军.理论力学[M].北京：科学出版社，2005.
[3]顾家国.卫星椭圆轨道问题探析[J].豆丁文档.
[4]谢元栋，陈浩，周海英.地球卫星轨道的椭圆函数解[J].豆丁文档.
[关键词]轨道 圆周运动 离心力 地心引力
[中图分类号]P185.18 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-295-1
1卫星的基本认识
1.1椭圆轨道及其参数的的认识
在地球引力的作用下，要使物体环绕地球作圆周运动，那么必须使得物体的速度达到第一宇宙速度。如果卫星所需的向心力恰好和其所受万有引力相等，则它将作圆周运动。若其所需向心力大于地球引力，这是物体的运动轨迹就变成椭圆轨道了。物体的速度比环绕速度大得越多，椭圆轨道就越“扁长”，直到达到第二宇宙速度。由于发射卫星和飞船时，入轨点的速度控制不可能绝对精确，速度大小的微小偏离，和速度方向的微小偏差，都会使航天器的轨道不是圆形而是椭圆形。
对于人造地球卫星轨道的形状、大小、在空间的方位以及卫星在特定时刻所处的位置，人们常用开普勒轨道常数来描述在空间中的卫星的轨道。这些常数递推出卫星在过去或将来的位置。有以下六个：①轨道倾角 i—赤道平面与卫星轨道平面间的夹角；②升交点赤经Ω—从春分点到卫星升交点的经度；③近地点幅角ω—地心与升交点连线 和 地心与近地点连线间的夹角；④椭圆半长轴a；⑤.椭圆偏心率e ；⑥卫星通过近地点的时刻t。
1.2人造卫星的周期及寿命
人造卫星的周期，由开普勒第三定律可知：运行周期的长短与半长轴有关，与半短轴无关 。简单的说：距地面高度越高，运行周期越长 。通常把运行周期为24小时的卫星叫“同步卫星”且相对地面静止的同步卫星叫“地球同步卫星”。
人造卫星的寿命，由于在地球的外层空间，即使气体分子极其稀少，仍然会对卫星的运行形成阻力，使它不断降低运行高度，最终进入稠密大气层销毁。因此轨道越高，真空度越高，卫星的运行寿命也就越长。
2卫星运行的基本原理
2.1卫星的发射过程
当装有卫星的运载火箭耸立在发射台上，全部准备工作完毕时，随着地面控制中心下达发射指令，第一级火箭发动机点火，运载火箭开始脱离发射架上升，运载火箭从地面把有效载荷送入预定轨道，称为发射阶段。在这一阶段所飞经的路线就叫做发射轨道。运载火箭的发射轨道一般为三大部分，即加速飞行段，惯性飞行段和最后加速段。运载火箭垂直起飞后开始按预定程序缓慢地转弯。当基本达到所需的入轨速度和与地面接近平行的方向时，第一级火箭发动机关机分离，同时，第二级火箭发动机继续加速飞行。当达到预定高度时，第二级火箭发动机关机、分离，至此加速飞行段结束。这时，运载火箭已获得很大动能，进入惯性飞行段，一直到与卫星预定轨道相切的位置，第三级火箭发动机开始点火，进入最后加速段飞行。当加速到预定速度时，第三级火箭发动机关机，卫星从火箭运载器弹出，进入预定的卫星运行轨道。
2.2卫星运行的主要原理
由物理学原理可知，当物体作圆周运动时即会产生一离心力，此离心力的大小与转速平方成正比。因此速度越大则离心力越强，当速度足够大时即有地球对人造卫星的引力和卫星的离心力保持着平衡，由于在卫星上装有自旋的稳定装置，使卫星环绕自身的轴线快速地飞转。而一个向前运动同时又快速自转的物体，运动的方向就不会受到外界的影响。而且对于一些不适合通过自旋来保持稳定的卫星，另外还设有自动纠偏系统，当卫星偏离轨道时会马上作出反应产生推力，让卫星正常运行。因此只需要保证人造卫星的飞行速度大到能平衡地心引力，并且不受外力的影响，卫星便可不停飞行而不掉落。
3卫星的类别及其用途
3.1卫星的分类
按运行轨道分：低轨道卫星、中轨道卫星，高轨道卫星、地球同步轨道卫星、地球静止轨道卫星、太阳同步轨道卫星、大椭圆轨道卫星。
按用途分：它可分为三大类：科学卫星，技术试验卫星和应用卫星。
3.2卫星的主要用途
（1）科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气，地球辐射带，太阳辐射等，并可以观测其他星体。
（2）应用卫星是直接为人类服务的卫星，它的种类最多，数量最大，其中包括：通信卫星，气象卫星，侦察卫星，截击卫星，军用卫星等。
4卫星的发展方向及其前景
（1）宽带卫星多媒体通信是卫星通信的发展方向 ，随着未来宽带系统的出现，必将推动许多国家信息化设施建设的发展，扩大卫星通信产业的规模。
（2）由于现代小卫星研制周期短，非常适应战争急需，又特别适用于科学实验和技术演示的飞行任务。故小卫星也是未来卫星的发展方向之一。
参考文献
[1]周济林.现代天体力学导论[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2]张建树，孙秀泉，张正军.理论力学[M].北京：科学出版社，2005.
[3]顾家国.卫星椭圆轨道问题探析[J].豆丁文档.
[4]谢元栋，陈浩，周海英.地球卫星轨道的椭圆函数解[J].豆丁文档.