欧阳旖旎 罗 浩 唐正宏 李 岩 王 瑞

(1 中国科学院上海天文台上海 200030)

(2 上海大学通信与信息工程学院上海 201900)

(3 中国科学院大学北京 100049)

1 引言

地球同步轨道(GEO)为中心距离地心42164 km,径向宽度400 km,轨道倾角小于15◦的环状区域,如图1所示.地球同步轨道卫星周期与方向和地球自转的周期与方向相同,因此其角速度等于地球自转的角速度,所以卫星能够实现对地面同一区域连续观测.当同步卫星轨道倾角为0◦时,其相对地面静止.当同步卫星轨道倾角不为0◦时,其星下点做南北方向的“8”字周期运动,倾角越大,运动范围越大[1].

随着各国卫星发射活动的增加,地球同步轨道带中的GEO目标越来越多,其中正在工作的同步卫星是全部GEO目标的1/3.为了保证国防与航天安全,防止工作的同步卫星与碎片或废弃卫星相撞,需要对我国上空的GEO目标进行严密监测.根据2018年3月7日北美空防司令部(North American Aerospace Defense Command,NORAD)发布的卫星根数信息统计,目前在轨的约1100颗GEO目标中仅有约35%的目标轨道倾角接近0◦,超过50%的GEO目标轨道倾角大于5◦,图2是GEO目标轨道倾角统计情况.

由于多种摄动因素的影响,倾角不为0◦的GEO目标相对地面并非绝对静止,存在东西向与南北向的漂移,其星下点做南北向(纬度)的“8”字运动,运动范围、速度与轨道倾角有关,不同轨道倾角GEO目标在不同位置的运动速度如图3所示.

为了对地球同步轨道空间进行动态监测,上海天文台在云南丽江高美古观测站安装了最新研制的地球同步轨道动态监视系统……