2.基本特征
(1)同步卫星的运行方向与地球自转方向一致.
(2)同步卫星的运行周期与地球自转周期相同.且T=24 h.
(3)同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度.
(4)要与地球同步,卫星的轨道平面必须与赤道平面平行,又由于向心力是万有引力提供的,万有引力必须在轨道平面上,所以同步卫星的轨道平面均在赤道平面上,即所有的同步卫星都在赤道的正上方.不可能定点在我国某地上空.
(5)同步卫星高度固定小变
所有同步卫星的周期T、轨道半径r、环绕速度v、角速度ω及向心加速度a的大小均相同.
由,知,由于T一定,所以r不变,而r=R+h,h为离地面的高度,,又,代入数据T=24h=86400 s,g=9.8 m/s2,R=6400 km,得h=3.6×104km.
也就是说,同步卫星必须定位于赤道的正上方,离地面的高度约为3.6×104 km.
(6)同步卫星的环绕速度大小一定:设其运行速度为v,由于
,
则
(7)三颗同步卫星作为通讯卫星,则可覆盖全球.(两极有部分盲区)
五、地球同步卫星与赤道上随地球做圆周运动的物体以及人造卫星的区别与联系
要点诠释:
(1)地球同步卫星与赤道上随地球做圆周运动的物体相当于同轴转动的物体,它们的角速度相同,周期相同,线速度关系遵循的关系;
(2)地球同步卫星与人造卫星同属于地球卫星,它们之间的关系遵循天体运动所需的向心力由万有引力提供,符合的公式是:
,r越大a越小; , r越大v越小
,r越大越小; ,r越大T越大
六、卫星的稳定运行与变轨问题