衛星軌道及衛星在軌運動
GPS實際有24+3顆衛星在運行（其中3顆是備用衛星），其分布在6個軌道平面，每個平面有4個衛星在運行；
原子鍾的時間准確度一般是10的負11到10的負13次方，一般接收機的時間准確度為10的負5-負6次方
確定接收機的位置（x,y,z,δt），δt為鍾差；所以應該用四顆衛星才能定位；
為了保證地球上任意一點都可以看到4顆衛星呢？
1.衛星在運動的過程中的受力情況？這個力是維持它的運動，一個物理要運動，肯定會受一定力；不受力則保持靜止或者勻速直線運動
2.衛星的運動軌跡？每顆衛星的運動軌跡是怎樣的，才能保證在地球上的任何一點都能夠看到四顆衛星
3.運動的周期，一個軌道上有四顆衛星，如果衛星周期不同步的話，那遲早會發生碰撞的
4、衛星在運動過程中受到哪些干擾，這些干擾對衛星的運動有哪些影響？
衛星軌道六要素
1.升交點赤經Ω
定義：衛星自南向北運動，穿過赤道平面時，和赤道平面的交點，這點稱為升交點，地心和春分點連線與地心與升交點連線的夾角
2.軌道傾角：衛星運行的軌道面和赤道面之間的夾角，i表示；
以上兩個要素對衛星軌道有什么意義呢？
它確定的是軌道在宇宙空間（慣性空間）中的位置
3.近地點張角ω:地心與升交點之間的連線與地心與近地點之間的連線稱為近地點張角
4、軌道長半軸：近地點和遠地點距離的一半，a；
5、軌道偏心率e：e=長半軸的平方減去短半軸的平方開根號除以長半軸；
談一下橢圓的離心率
https://www.sohu.com/a/301672491_614593漫談橢圓的性質
3.4.5三個要素描述的是軌道的形狀和大小！！！！
6、真近點角：衛星與地心的連線與近地點與地心的連線的夾角；
描述的物理意義：衛星瞬時的位置；
按照以上六個要素，對衛星軌道進行分類：
形狀：圓形軌道、橢圓軌道（按照偏心率來划分）
傾角：赤道軌道、極軌道、傾斜軌道（軌道傾角來划分）
高度：地球靜止軌道（它應該與地球自轉是同步的，那么它應該位於赤道上方，軌道傾角為0，偏心率為0，36000KM,自轉周期23小時56分4秒）、低地球軌道（高度2000KM）、高地球軌道（遠地點距離地心的高度大於36000KM，好處：遠地點下方的地球那個面上可以看到該衛星的時間大於12小時）、中地球軌道（介於低和高之間）。
下面分析衛星的受力情況
衛星的無攝運動（單獨考慮衛星收到地球的引力的情況）
忽略攝動力影響的理性情況下，衛星在軌道上的運動稱為無攝運動，也稱為開普勒運動。
地球對衛星的引力：
，G表示萬有引力常量，M表示地球的質量，m表示衛星的質量，r表示兩者的距離，r一拔表示地球中心到衛星中心的向量；
衛星勻速圓周運動的向心力：
引力加速度：
只考慮衛星和地球的問題稱為二體問題；
如果知道r隨時間的一個變化軌跡，就可以知道它的角速度、角加速度。
開普勒第一定律：衛星的運動軌道是一個橢圓，該橢圓的一個焦點與地球的質心重合。
上圖中的r就是上面的一個距離關系；
Mf表示真近點角；
第一定律證明了衛星的運動是一個橢圓；
開普勒第二定律：衛星的地心向徑，即地球質心與衛星質心間的距離向量，在相同的時間內所掃過的面積相等；
如果說是勻速運動那么他們所掃過的面積是不相等的，下面通過能量的方式來解決：動能和勢能
勢能 + 動能 = const （能量守恆）
所以速度v在發生變化的，在近地點速度比較快，遠地點速度比較慢；
開普勒第三定律：衛星運動周期的平方與軌道橢圓長半軸的立方之比為一常數，該常數等於地球引力常熟GM的倒數。
表達式告訴我們一個什么道理：
衛星運動的平均角速度與衛星運動的長半軸有關。
衛星的受攝運動
衛星在空間繞地球運行，除了受地球重力場的引力作用外，還收到太陽、月亮和其他天體引力的影響，及太陽光壓，大氣阻力和地球潮汐力等因素的影響。必須建立各種攝動力模型，對衛星軌道加以修正，以滿足精密定軌的要求。
地球引力場攝動力的影響
地球引力場攝動力的影響
引起軌道平面在空間的旋轉：
升交點赤經的進動速度約為-0.03°/d（或-3.3km/d）
引起近地點在軌道面內的旋轉：
開普勒橢圓在軌道平面內定向的改變，從而引起近地點張角ω的緩慢變化。
日月引力對衛星的攝動加速度
使導航衛星在3h的弧段上產生約50-150m的位置誤差
太陽對衛星的影響是月球對衛星的影響的0.46倍
太陽光壓的影響
太陽輻射壓對球形衛星所產生的攝動加速度即與衛星、太陽和地球之間的相對位置有關，也與衛星表面的反射特性、衛星的面積和質量比有關。其間關系比較復雜，一般可近似表示為：
衛星有時候會收到太陽光壓的影響有時候不會收到，因為有時候太陽不一定能夠照射到它
將使衛星軌道在3h的弧段上產生5-10m的偏差。