Элементы орбиты спутника
Для вычисления положения спутника в геоцентрической системе используются шесть кеплеровых элементов орбиты. Три из них характеризуют положение орбиты в пространстве, два – ее размеры, один – положение спутника на ней (рис. 5).
Ориентация орбитальной плоскости характеризуются положением относительно экваториальной плоскости XOY . Линия пересечения DU этих плоскостей называется линией узлов. Узлами орбиты спутника являются точки пересечения орбиты с экваториальной плоскостью. Узел U, соответствующий движению спутника из южной небесной полусферы в северную называют восходящим, а узел D, соответствующий движению из северной небесной полусферы в южную – нисходящим.
Рис. 5
Положение орбитальной плоскости относительно экваториальной характеризуется двумя орбитальными элементами – долготой восходящего угла W и наклонением орбиты i. Угол W отсчитывается в экваториальной плоскости от направления на точку весеннего равноденствия (ось OX) до линии узлов и изменяется в диапазоне от 0 до 360º. Угол i определяется как угол между экваториальной и орбитальной плоскостями и изменяется в диапазоне от 0 до 180º:
при i = 0º – экваториальная орбита,
· при 0 < i < 90º – наклонная,
при i = 90º полярная.
Ориентация орбиты в орбитальной плоскости характеризуется углом перигея (аргументом перицентра) w между направлением на восходящий узел U и перигеем П, отсчитанным от U по направлению движения ИСЗ.
Размеры орбиты задаются большой полуосью a и эксцентриситетом e.
Угловое удаление υ спутника от перигея П в орбитальной плоскости, отсчитываемое по направлению движения ИСЗ, называется истинной аномалией (т. е. это угол между радиус-вектором спутника и направлением на перигей). Она характеризует положение спутника на орбите. Обычно вместо истинной аномалии в качестве шестого элемента орбиты используется момент прохождения спутника через перигей τ, а также эксцентрическую аномалию E и среднюю аномалию M.
Кеплеровы элементы орбиты меняются во времени и должны быть известны на момент позиционирования.