“地球同步衛(wèi)星”資料文集

“地球同步衛(wèi)星”資料文集目錄地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭一種靜止軌道地球同步衛(wèi)星數(shù)字尋星方法歐洲地球同步衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭(GeosynchronousSatelliteLaunchVehicle)。印度自行研發(fā)為主的運(yùn)載火箭，用于地球同步衛(wèi)星的發(fā)射(衛(wèi)星距離地球的高度約為36000km。

衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同、運(yùn)行軌道為圓形、運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相等，即24小時(shí))。

在空間探測(cè)領(lǐng)域取得一連串成功之后，印度空間研究組織(Is-RO)認(rèn)為現(xiàn)在是加快推進(jìn)載人航天計(jì)劃的好時(shí)機(jī)，期望成為第四個(gè)獨(dú)立實(shí)施載人航天任務(wù)的國(guó)家。2014年2月，印度空間研究組織宣布將自主建造載人飛船“軌道飛行器”(OV)，并公布了首個(gè)乘員艙樣機(jī)，計(jì)劃利用“地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭一MK3”(GsLV—MK3)火箭發(fā)射載有2～3名航天員的乘員艙進(jìn)入低地球軌道執(zhí)行為期7天的任務(wù)。

地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭（GeosynchronousSatelliteLaunchVehicle，英文縮寫：GSLV），印度自行研發(fā)為主的運(yùn)載火箭。印度太空研究機(jī)構(gòu)利用地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭將印度全國(guó)衛(wèi)星系統(tǒng)類型的衛(wèi)星送至地球同步軌道?；鸺酁槎砹_斯協(xié)助建造，并非印度獨(dú)立建造。地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭為極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭之改良版，增加捆綁式液態(tài)輔助火箭為一三節(jié)式火箭。第一節(jié)為固態(tài)推進(jìn)器；第二及第三為液態(tài)推進(jìn)器。固態(tài)及輔助火箭是極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭之延續(xù)，所以低溫液態(tài)引擎由俄羅斯提供，共買了七個(gè)末端節(jié)引擎。印度試著去建造低溫末端節(jié)引擎并向俄羅斯買技術(shù)，但遭美國(guó)施壓，因此俄羅斯并未提供此項(xiàng)技術(shù)給印度。所以在過(guò)去的十一年印度空間研究機(jī)構(gòu)持續(xù)研發(fā)如何建造低溫液態(tài)引擎。

質(zhì)量：402,000公斤(886,000磅)

地球同步軌道運(yùn)載火箭使用四支L40液態(tài)推進(jìn)火箭可酬載約5000公斤（11000磅）到近地軌道；使用俄羅斯KVD-1低溫末端節(jié)引擎可將2200公斤（4850磅）到地球同步軌道。

地球同步軌道運(yùn)載火箭第一節(jié)直徑為8米，他用M250及的馬釘鋼作外殼材料，而推進(jìn)劑重達(dá)129頓；第一節(jié)（L40）有四十噸重的液態(tài)推進(jìn)劑（四氧化二氮/聯(lián)氨），直徑為2米。

地球同步軌道運(yùn)載火箭第二節(jié)直徑為8米，而且有液態(tài)推進(jìn)劑（四氧化二氮/聯(lián)氨）分裝在兩個(gè)鋁合金槽里，重達(dá)5頓。

地球同步軌道運(yùn)載火箭第三節(jié)的直徑也是8米，用低溫液態(tài)推進(jìn)劑（液態(tài)氫/液態(tài)氧）并放在兩個(gè)鋁合金槽里，其質(zhì)量為5頓。

地球同步衛(wèi)星即地球同步軌道衛(wèi)星，又稱對(duì)地靜止衛(wèi)星，是運(yùn)行在地球同步軌道上的人造衛(wèi)星。

運(yùn)載火箭由多級(jí)火箭組成的航天運(yùn)輸工具。用途是把人造地球衛(wèi)星、載人飛船、空間站、空間探測(cè)器等有效載荷送入預(yù)定軌道。是在導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上發(fā)展的，一般由2～4級(jí)組成。

從字面意義上理解，能把同步衛(wèi)星送入太空的多級(jí)航天火箭可統(tǒng)稱為地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭。

第一次發(fā)射在2001年4月18日，并非完全成功其發(fā)射衛(wèi)星為實(shí)驗(yàn)用通訊衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星一號(hào)；第二次發(fā)射完全成功，在2003年5月8日，發(fā)射實(shí)驗(yàn)用通訊衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星二號(hào)；在2004年9月20日發(fā)射EDUSAT通訊衛(wèi)星之實(shí)用飛行；第四次發(fā)射在2006年7月10日下午5點(diǎn)38分，印度軍方在印中央邦薩提什達(dá)萬(wàn)航太中心發(fā)射一枚“地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭-F02”，攜帶著實(shí)驗(yàn)用通訊衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星四號(hào)C型通訊衛(wèi)星。距離地面約70公里處出現(xiàn)箭體傾斜、連續(xù)翻轉(zhuǎn)、空中爆炸，跌落在孟加拉灣。地球同步軌道運(yùn)載火箭第四次發(fā)射使用俄羅斯低溫液態(tài)末端節(jié)引擎，印度太空研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)下次發(fā)射將使用先進(jìn)的低溫引擎。

2006年7月10日，印度同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭(GSLV)攜帶重2.4噸的INSAT-4C衛(wèi)星發(fā)射升空?；鸺l(fā)射后約55秒，開始明顯偏離正常飛行軌跡，62秒時(shí)火箭解體。殘骸墜人孟加拉灣，初步查明是發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制器發(fā)生故障而導(dǎo)致發(fā)射失敗。GSLV—F02任務(wù)是將INSAT-4C衛(wèi)星送入36000千米高的地球同步轉(zhuǎn)移軌道，在未來(lái)10年里提供電視服務(wù)。此次發(fā)射是把發(fā)射能力提高到4噸以上的一次嘗試。

GSLV長(zhǎng)49米、重414噸，共有3個(gè)級(jí)段。第一級(jí)包括一個(gè)固體推進(jìn)劑助推器和4個(gè)捆綁式液體推進(jìn)劑助推器，第二級(jí)也是一個(gè)固體推進(jìn)劑級(jí)，第三級(jí)是一個(gè)低溫級(jí)。此次GSLV—F02發(fā)射是該系列火箭的第4次發(fā)射。前3次發(fā)射都取得了圓滿成功。

印度國(guó)產(chǎn)火箭“地球同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭”GSLV-D3在2010年4月15日的發(fā)射中未能取得成功，箭上攜帶的GSAT-4通信衛(wèi)星也一同墜毀。耗資74億美元的試飛以失敗告終，沉重打擊了快速發(fā)展的印度航天計(jì)劃。

印度空間研究組織主席拉達(dá)克里希南稱，本次試飛主要目的是驗(yàn)證印度建造的低溫第三級(jí)段，是印度航天計(jì)劃中的一個(gè)關(guān)鍵里程碑，尤其對(duì)該國(guó)發(fā)射自己的衛(wèi)星和研發(fā)載人航天器而言。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間16時(shí)27分，這枚火箭長(zhǎng)50米的火箭從印度斯里哈里科塔島上的航天中心發(fā)射升空。ISRO說(shuō)發(fā)射后前5分鐘，火箭運(yùn)行正常。發(fā)射后大約5分鐘，GSLV第二級(jí)分離，隨后低溫級(jí)段點(diǎn)火。

低溫級(jí)段按照箭載計(jì)算機(jī)的規(guī)劃點(diǎn)火，指標(biāo)顯示低溫發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火了。不過(guò)，最后等到對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析之后才能確認(rèn)。地面人員觀察到火箭翻滾，意味著火箭失控，最有可能的原因是兩臺(tái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)（小型低溫發(fā)動(dòng)機(jī)）沒有點(diǎn)火，沒有發(fā)揮必要的控制能力。

第三級(jí)燃燒時(shí)間為12分鐘，這兩臺(tái)控制裝置發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該在這期間提供小型動(dòng)力，控制火箭。但是跟蹤曲線顯示，火箭在官員宣布第三級(jí)點(diǎn)火之后數(shù)秒就失去了原有的高度。發(fā)射控制中心稱，火箭大約上升了140千米（87英里），出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的速度為17700千米/秒（11000英里/秒）。

隨后幾分鐘，發(fā)射控制人員丟失失控火箭的跟蹤數(shù)據(jù)，因?yàn)榛鸺呀?jīng)墜落印度洋上空的大氣層。最后的跟蹤顯示火箭處于印度東海岸薩迪什·達(dá)萬(wàn)航天中心西南1600千米（1000英里）上空，據(jù)地面66千米（41英里）處。

印度一枚搭載通訊衛(wèi)星的運(yùn)載火箭2010年12月25日發(fā)射后不久失控并偏離航向。依照地面控制人員指令，火箭在空中“自爆”。一些航天技術(shù)人員說(shuō)，這次發(fā)射失敗是印度空間研究組織遭遇的“巨大挫折”。

這枚火箭為同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭（GSLV）F06型，當(dāng)?shù)貢r(shí)間下午4時(shí)04分在位于印度東南部斯里赫里戈達(dá)島的薩蒂什·達(dá)萬(wàn)航天中心點(diǎn)火升空，原定飛行19分鐘后將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。印度空間研究組織主席K·拉達(dá)克里希南說(shuō)，火箭“發(fā)射45秒后失去控制”，地面控制人員向第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，但火箭未按指令工作。

按照他的說(shuō)法，火箭第一級(jí)在發(fā)射后50秒內(nèi)表現(xiàn)正常，隨后出現(xiàn)故障。發(fā)射后63秒，地面控制人員發(fā)出自毀指令，火箭在空中爆炸?；鸺龤埡嬋朊霞永瓰场＿@枚火箭原定20日發(fā)射，由于技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)存在故障而推遲發(fā)射。

火箭搭載一顆GSAT-5P型衛(wèi)星，用于通信服務(wù)和氣象監(jiān)測(cè)。這顆衛(wèi)星質(zhì)量為2310千克，設(shè)計(jì)運(yùn)行壽命13年。衛(wèi)星裝備36個(gè)信息接受和轉(zhuǎn)發(fā)裝置，原計(jì)劃升空后替代1999年發(fā)射的INSAT－2E型通訊衛(wèi)星。

空間研究組織設(shè)立的故障分析委員會(huì)初步認(rèn)定，發(fā)射失敗與4臺(tái)捆綁式液態(tài)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)?；鸺l(fā)射2秒后，1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失靈，僅3臺(tái)正常工作，致使火箭飛行控制能力大幅降低。

發(fā)射后大約50秒，火箭飛行速度達(dá)到音速，但推力不足導(dǎo)致高度誤差較大，氣動(dòng)載荷超過(guò)設(shè)計(jì)極限，因而無(wú)法正常飛行。

故障分析委員會(huì)利用模擬飛行、分析數(shù)據(jù)、核對(duì)等手段展開校準(zhǔn)試驗(yàn)并得出故障發(fā)動(dòng)機(jī)中推進(jìn)燃料調(diào)節(jié)器在密閉狀態(tài)下流量系數(shù)明顯偏高。這可能是生產(chǎn)過(guò)程中疏忽所致，檢查和驗(yàn)收試驗(yàn)等工序未發(fā)現(xiàn)這一安全隱患。

這是印度同步衛(wèi)星運(yùn)載火箭連續(xù)第二次發(fā)射失敗。一種靜止軌道地球同步衛(wèi)星數(shù)字尋星方法《一種靜止軌道地球同步衛(wèi)星數(shù)字尋星方法》是中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心、王飛于2014年1月16日申請(qǐng)的專利，該專利的申請(qǐng)?zhí)枮?014100203735，公布號(hào)為CN103727919A，授權(quán)公布日為2014年4月16日，發(fā)明人是王占昌、王飛、伍錦程、石小亞、朱小飛。

《一種靜止軌道地球同步衛(wèi)星數(shù)字尋星方法》涉及靜止軌道地球同步衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種靜止軌道地球同步衛(wèi)星數(shù)字尋星方法；包括：通過(guò)GPS或北斗終端設(shè)備直接采集地面點(diǎn)的位置信息；通過(guò)基于http協(xié)議的調(diào)用指令輸入地面點(diǎn)的位置信息的參數(shù)；通過(guò)指定地面點(diǎn)的位置處理模塊、橢球體輔助變量計(jì)算模塊、指定地面點(diǎn)至指定衛(wèi)星的視距處理模塊、指定地面點(diǎn)至指定衛(wèi)星的仰角處理模塊和指定地面點(diǎn)至指定衛(wèi)星的真北方位角處理模塊進(jìn)行計(jì)算；解算出地面任意點(diǎn)到衛(wèi)星的視距L、地面任意點(diǎn)到衛(wèi)星的仰角β和地面任意點(diǎn)到衛(wèi)星的方位角α的結(jié)果，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換并在人機(jī)交互界面中顯示尋星結(jié)果,通過(guò)尋星結(jié)果確立地面點(diǎn)與衛(wèi)星的相對(duì)位置。

2018年12月20日，《一種靜止軌道地球同步衛(wèi)星數(shù)字尋星方法》獲得第二十屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。

（概述圖為《一種靜止軌道地球同步衛(wèi)星數(shù)字尋星方法》摘要附圖）

2018年12月20日，《一種靜止軌道地球同步衛(wèi)星數(shù)字尋星方法》獲得第二十屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。歐洲地球同步衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)歐洲地球同步衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)（縮寫EGNOS）是歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“伽利略計(jì)劃”的一部分。用于增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航的精度，該系統(tǒng)于2006年初步建成，2008年整個(gè)伽里略計(jì)劃完成。

歐洲地球同步衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)（縮寫EGNOS）是歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“伽利略計(jì)劃”的一部分。用于增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航的精度，該系統(tǒng)于2006年初步建成，2008年整個(gè)伽里略計(jì)劃完成。

EGNOS是歐空局、歐盟和歐洲航空管制中心的合作計(jì)劃。EGNOS系統(tǒng)主要在法國(guó)阿爾卡特公司空間工業(yè)集團(tuán)帶動(dòng)下，由全歐洲40多個(gè)地面站形成的網(wǎng)絡(luò)組成。改進(jìn)的信號(hào)源自GPS系統(tǒng)(美國(guó)全球定位系統(tǒng))，并通過(guò)靜地衛(wèi)星(地球同步衛(wèi)星)轉(zhuǎn)發(fā)給用戶。

根據(jù)這一系統(tǒng)的規(guī)范，水平方向精度可以達(dá)到7米，實(shí)際使用中，在信號(hào)質(zhì)量很好的情況下可以達(dá)到米級(jí)精度。而單純的民用GPS系統(tǒng)定位精度在15到20米之間，信號(hào)較差時(shí)可能達(dá)到100米的誤差。

EGNOS由GPS系統(tǒng)和歐洲上空的三顆輔助定位同步軌道衛(wèi)星和一系列地面站組成。2005年7月EGNOS開始提供服務(wù)，該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度得到了十分高的評(píng)價(jià)，實(shí)際使用中，該系統(tǒng)定位精度達(dá)到小于1米，可靠性達(dá)到99%。2008年該系統(tǒng)啟用用于緊急救援。

類似系統(tǒng)還有北美區(qū)域由美國(guó)研制的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）,亞洲地區(qū)由日本開發(fā)的多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)(MSAS)。

自2005年7月28日系統(tǒng)投入使用，歐洲空間局宣布由新成立的公司歐洲衛(wèi)星服務(wù)運(yùn)營(yíng)商(EuropeanSatelliteServicesProvider)，負(fù)責(zé)相關(guān)事務(wù)。

從2005年7月開始EGNOS系統(tǒng)開始工作，其發(fā)出的連續(xù)定位信號(hào)被成功用于環(huán)法自行車大賽中。

伽利略定位系統(tǒng)（意大利語(yǔ)：Galileo），是一個(gè)正在建造中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)由歐盟通過(guò)歐洲空間局和歐洲導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)管理局建造，總部設(shè)在捷克共和國(guó)的布拉格。該系統(tǒng)有兩個(gè)地面操控站，分別位于德國(guó)慕尼黑附近的奧伯法芬霍芬和意大利的富齊諾。這個(gè)造價(jià)五十億歐元的項(xiàng)目是以意大利天文學(xué)家伽利略的名字命名的。伽利略系統(tǒng)的目的之一是為歐盟國(guó)家提供一個(gè)自主的高精度定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨(dú)立于俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)和美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS），在這些系統(tǒng)被關(guān)閉時(shí)，歐盟就可以使用伽利略系統(tǒng)。該系統(tǒng)的基本服務(wù)（低精度）是提供給所有用戶免費(fèi)使用的，高精度定位服務(wù)僅提供給付費(fèi)用戶使用。伽利略系統(tǒng)的目標(biāo)是在水平和垂直方向提供精度1米以內(nèi)的定位服務(wù)，并且在高緯度地區(qū)提供比其他系統(tǒng)更好的定位服務(wù)。

伽利略系統(tǒng)是中地球軌道搜救衛(wèi)星系統(tǒng)的一部分，可提供一種新的全球搜救方式。伽利略系統(tǒng)的衛(wèi)星安裝有轉(zhuǎn)發(fā)器，可以把求救信號(hào)從事故地點(diǎn)發(fā)送到救援協(xié)調(diào)中心，救援協(xié)調(diào)中心就會(huì)開始組織救援。同時(shí)，該系統(tǒng)還會(huì)發(fā)射一個(gè)返回信號(hào)到事故地點(diǎn)處，通知求救人員他們的信號(hào)已被收到，相應(yīng)的救援也正在展開?，F(xiàn)有的全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)是不具備回饋信號(hào)功能的，所以伽利略系統(tǒng)這個(gè)發(fā)消息功能被認(rèn)為是對(duì)全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)的一個(gè)重要升級(jí)。2014年，研究人員對(duì)伽利略系統(tǒng)的搜救功能進(jìn)行了測(cè)試，該系統(tǒng)是作為當(dāng)時(shí)的全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)的一部分工作的，測(cè)試結(jié)果顯示，該系統(tǒng)對(duì)77%的模擬求救位置定位精度在2公里以內(nèi)，95%的求救位置定位精度在5公里以內(nèi)。

伽利略系統(tǒng)的第一顆試驗(yàn)衛(wèi)星GIOVE-A于2005年12月28日發(fā)射，第一顆正式衛(wèi)星于2011年8月21日發(fā)射。該系統(tǒng)計(jì)劃發(fā)射30顆衛(wèi)星，截止2016年5月，已有14顆衛(wèi)星發(fā)射入軌。伽利略系統(tǒng)于2016年12月15日在布魯塞爾舉行啟用儀式，提供早期服務(wù)。于2017年到2018年提供初步工作服務(wù)，最終于2019年具備完全工作能力。該系統(tǒng)的30顆衛(wèi)星預(yù)計(jì)將于2020年前發(fā)射完成，其中包含24顆工作衛(wèi)星和6顆備用衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星是指在地球同步軌道上自西向東運(yùn)行的人造衛(wèi)星。它的軌道周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，為1個(gè)恒星日，即23小時(shí)56分4秒；距離地面大約35,786km，距離地心大約42,164km。地球同步衛(wèi)星常用于通信、氣象、導(dǎo)航以及軍事情報(bào)搜集等。

軌道傾角不等于零的地球同步衛(wèi)星每天在同一時(shí)刻經(jīng)過(guò)地面上同一地點(diǎn)的上方。如果同步衛(wèi)星的軌道面與赤道面不重合，它的星下點(diǎn)軌跡就是在赤道兩側(cè)的特定區(qū)域內(nèi)對(duì)稱分布的8字形螺旋運(yùn)動(dòng)。

地球同步衛(wèi)星按其軌道傾角的不同可分為地球靜止衛(wèi)星、傾斜軌道同步衛(wèi)星和極地軌道同步衛(wèi)星。

1）當(dāng)?shù)厍蛲杰壍佬l(wèi)星的軌道傾角為0°時(shí)，即為地球靜止衛(wèi)星（GeostationarySatellite）。地球靜止軌道衛(wèi)星在任何時(shí)刻都處于地面上