人造地球卫星的原理及用途

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1、人造地球卫星的原理及用途人造地球卫星又称卫星，是由人类建造的航天器的一种，也是数量最多的一 种。人造卫星以太空飞行载具如运载火箭,航天飞机等发射到太空中，像天然卫 星一样环绕地球或其它行星运行。卫星由运载工具送入相应轨道，当速度达到适当速度是，根据万有引力定律 和向心加速度公式可得，在地球引力作用下，要使物体环绕地球做圆周运动，那 么物体必须达到第一宇宙速度。如果卫星所需的向心力恰好与其所受的万有引力 相等，它将做圆周运动。若其所需要的向心力大于地球引力，这时卫星的轨道就 变成椭圆轨道。按照用途可分为（1）科学卫星。气象卫星：古时候的人们对于多变的气候 最多只能凭著经验加以揣测。而气象卫星的出

2、现，使得人们得以掌握数日内的气 候变化。气象卫星从遥远的太空中观测地球，不但能观测大区域天气的变化，针 对小区域的天气变化做观察也一样是他的例行任务。一般我们在看新闻的天气预 报时，主播背后的那幅卫星云图就是气象卫星的观测结果。而台风的预报更是大 家耳熟能详的。气象卫星除了对地球天气与气候的观察外，他还能对所谓的太空 天气做监测工作。如太阳表面的风暴便属此类。此类的事件经常会造成地球上许 多电器物件损毁。气象卫星还有其他功能。它能为诸如洪涝、森林大火等天然灾 害提供监测情报，同时也能对诸如渔场资源、或土地资源提供一定的情报。如此 可使各种天然资源开发与天灾救助达到事半功倍的效果；地球观测卫星：

3、这些卫 星允许科学家聚集有价值的关于地球的生态系统的数据。另外还有天文卫星等（2）应用卫星。广播卫星：专为卫星电视设计及制造的人造卫星；通讯卫星： 通讯卫星是目前与大家生活关系最密切的人造卫星。举凡电视的转播、电话与网 络等和通讯有关的服务，都和通讯卫星脱离不了关系；导航卫星：导航卫星一开 始都是为了军事用途而设计的，而后由于民间的需求殷切，所以军方才将此技术 解密释出。其中最著名、应用也最广的，便是原属于美国军方使用的全球卫星定 位系统，其简称为GPS。全球卫星系统的使用，使得人类的交通更加安全、也更 加有效率。尤其是对航行于茫茫大海中的船或广阔无际天空中的飞机，有了全球 卫星定位系统，他们

4、将不至于迷失方向，并且能将航道控制在最有效率的路线上。 因此除了增加安全性外、更能进一步降低航运成本。同时不仅是海运与空运，其 他如铁路运输均能借此提高运输效率。最近由于电子科技的发达，全球定位系统 的接收仪器越做越小。目前已有一些先进的车厂将此套设备安装在个人车辆上。 其功用不但能当地图使用，更能借由地面的服务站为车主导引至最近的路线、甚 至是避开塞车的麻烦。直到今日，全球卫星定位系统大多与其他种类的卫星相辅 相成，使得前述的各种卫星有更精确的定位能力，有大大的提高了资料的可用性。 还有侦查卫星，预警卫星，反卫星卫星等等。（3）技术实验卫星，包括空间卫星，免拖曳卫星等。我国的卫星已初步形成了

5、 4个卫星系列实践号科学实验卫星系列、东方红通信广播卫星系列、对地观测卫星系列。另外，北斗星导航卫星系列正在形成。（一）实践号科学实验卫星。科学实验卫星是用于科学探测和技术试验的卫 星，主要利用在实际太空环境下考验卫星技术中的新方案原理、新技术和新仪器 设备，以便为后续的实用卫星做技术储备。中国自 1971 年 3 月 3 日成功发射实 践一号卫星以来，已经发射了实践二号、实践二号甲、实践二号乙、实践四号、 实践五号。其中实践二号、实践二号甲、实践二号乙是以一箭三星方式发射上天 的。2）东方红通信卫星和卫星通信系统。1984 年我国成功发射了第一颗静止轨 道试验通信卫星一东方红二号，使中国成为

6、世界上第五个自行发射地球静止轨 道通信卫星的国家。通过东方红二号，一举实现了覆盖全国的信号传输，解决了 军用通信和远洋船只的通信问题，彻底改变了边远地区通信落后的状况。1988 年发射的东方红二号甲是我国首次研制成功的实用通信广播卫星，有 4 个 C 波段 转发器，可以传输 4 路彩色电视信号和 2400 路双向电话。通过东方红二号甲卫 星，全国有几亿人通过数千个地面接收站收看电视节目，大大改善了我国的通信 和广播电视传输条件。1997 年发射的东方红三号是我国新研制的一种中容量广 播通信卫星，有 24 个转发器，工作寿命为 8 年。这颗卫星改善了我国的国际通 信以及西部边远山区的通信状况。目

7、前东方红三号的服务舱部分已设计成公用平 台，加上不同的有效载荷即可组成各类功能的卫星。到目前为止，我国先后成功 发射了 6 颗通信卫星，对国民经济和国防事业发挥了巨大的作用。卫星电视广播 已成为人民日常生活的必需品；在远程教育方面，我国目前有 5000 多个卫星电 视教育台，接受远程教育的人数有 2000 万。（三）对地观测卫星系。（1）返回式遥感卫星。我国最早的应用卫星是返 回式遥感卫星。1975 年 11 月 26 日，我国成功发射了第一颗返回式卫星，标志 着我国成为第三个掌握卫星回收技术的国家。返回式遥感卫星是我国最早并且发 射最多的对地观测卫星，截至 1999 年，共发射 17 颗返回

8、式卫星，成功回收了 16 颗。这些卫星对我国国防、国土普查、地图测绘、空间科学实验等都发挥了 重要作用。1988 年开始搭载种子进行航天育种试验和地面推广工作，目前已取 得明显的经济效益。我国地少人多，吃饭成为大问题，农业与航天技术两者结合 后，可以培育优质高产农作物品种，这将对我国的可持续发展作出贡献。（2） 资源卫星。中国与巴西合作研制的资源一号（ZY-1）卫星是一颗在太阳同步轨道 （极轨）上运行的卫星，也是我国第一颗数据传输型卫星，它的成功运行，使我国 拥有了自主的遥感卫星数据源。到目前资源一号已成功地运行了三年，已取得一 两万幅卫星图像并提供给全国数十个部门使用，为全国性资源普查，农作

9、物估产， 地形图编修，城市规划，环境污染、自然灾害、河道迁移、土地沙漠化、冰川进 退的监测等提供了大量的动态变化资料。资源卫星可以为我国可持续发展提供科 学依据，有着巨大的经济和社会效益。（三）风云气象卫星系列。在卫星应用上，中国气象局做得很早也很有成效。 我国分别于1988年9月和1990年9月发射了风云一号甲（FY-1A）和风云一号乙 （FY-1B）,1999年5月又发射了风云一号丙（FY-1C）,这三颗卫星都是极轨气象卫 星。我国在1997年6月发射了地球静止轨道气象卫星风云二号甲（FY-2A）, 2000 年6月又发射了风云二号乙（FY-2B）。风云二号气象卫星的发射成功，使我国成 为

10、世界上第三个同时拥有极轨道和静止轨道两个系列气象卫星的国家。极轨气象 卫星风云一号可飞经全球所有地区,观测全球气象变化,可提供长期天气预报信 息；地球静止轨道气象卫星风云二号可实时、连续观察本地区的云图和气象变化, 两者互相补充,使天气预报更准确。除此之外,还可对台风、海面温度、洪涝灾 害、森林火灾进行监测预报,为中国参与国际合作、气象信息交流、进行全球气 候变化研究提供有力的技术保证。国际气象组织已把这两颗卫星列入全球信息共 享网络中。（四）卫星导航定位系统,即北斗系统。我国在 2000年发射了两颗同步定 点导航卫星,组成了区域性卫星导航系统,这是我国自主初步建立的第一代卫星 导航系统。至2012 年,已基本形成对中国及其周边国家和地区的覆盖能力。我国在卫星研制领域虽与世界先进水平总体还有差距,但在深空探测,导航 领域已走在了世界前列。生物工程学院 生工122 班柏振超 学号 1202010227