卫星通信
频段
航天器运行轨道
- 低地（球）轨道近地（球）轨道（LEO：Low Earth Orbit）
- 轨道高度：约400-2000公里；
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应用：绝大多数对地观测卫星、测地卫星、空间站以及一些新的通信卫星系统。
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中地球轨道（MEO：Middle Earth Orbit）
- 轨道高度：2000-36000公里之间；
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应用：GPS、GLONASS等导航卫星系统。
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地球同步转移轨道（GTO：Geostationary Transfer Orbit）（椭圆轨道）
- 特点：近地点在1000公里以下、远地点为地球同步轨道高度（约36000公里）；
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应用：为霍曼转移轨道的运用之一，经加速后可达地球静止轨道（GEO）。常以地球同步转移轨道酬载能力作为火箭性能指标。
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地球同步轨道（GEO：Geostationary Orbit）
- 轨道高度：约36000 km；
- 特点：卫星运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等（23时56分4秒），卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里秒。
- 应用：布设3颗通讯卫星即可实现除两极外的全球通讯。
地球同步轨道分为以下三种：
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地球静止轨道（GEO：Geostationary Orbit）（正圆轨道）
- 特点：轨道面的倾角为零度，卫星在地球赤道上空运行，从地球上仰望卫星仿佛悬挂在太空静止不动。
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倾斜地球同步轨道（IGSO：Inclined Geosynchronous Orbit）
- 特点：倾角不为0的地球同步轨道，星下点轨迹是一个跨南北半球的“8”字。
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极地轨道同步轨道，又叫太阳同步轨道（SSO：Sun-synchronous Orbit）
- 特点：卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向，轨道倾角接近90度。适用于全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星、地球资源卫星等。
- 应用：倾斜轨道和极地轨道同步卫星从地球上看是移动的，但每天可以经过特定的地区，用于科研、气象或军事情报的搜集，以及两极地区和高纬度地区的通信。
定位
ECEF到ENU的旋转矩阵
ECEF（地心地固坐标系）到ENU（东北天站心坐标系）的转换需基于站心点的经纬度（记为纬度$ B \(、经度\) L $，单位为弧度），通过旋转变换实现。转换过程中需先将ECEF坐标平移至站心点，再通过旋转矩阵将地心坐标系转换为局部ENU坐标系。
ECEF到ENU的旋转矩阵由两次基本旋转组合而成，旋转顺序为：
- 绕Z轴旋转\(-(\dfrac{\pi}{2} + L)\)（修正经度方向）；
- 绕X轴旋转\(-(\dfrac{\pi}{2} - B)\)（修正纬度方向）；
根据正交矩阵性质及三角函数变换，推导得到最终旋转矩阵\(R\)如下：
$$
R = \begin{bmatrix}
-\sin L & \cos L & 0 \
-\sin B \cos L & -\sin B \sin L & \cos B \
\cos B \cos L & \cos B \sin L & \sin B \
\end{bmatrix}
$$
其中：
- $ L \(为站心点经度（弧度），\) B $为站心点纬度（弧度）；
-
矩阵列向量分别对应ENU坐标系的东、北、天方向在ECEF坐标系中的单位向量；
-
东向（E）：由经度$ L \(决定，对应矩阵第一行：\)[- \sin L, \cos L, 0]$；
- 北向（N）：由纬度$ B \(和经度\) L \(共同决定，对应矩阵第二行：\)[- \sin B \cos L, -\sin B \sin L, \cos B]$；
- 天向（U）：由纬度$ B \(决定，对应矩阵第三行：\)[\cos B \cos L, \cos B \sin L, \sin B]$；
设站心点ECEF坐标为\((X_p, Y_p, Z_p)\)，目标点ECEF坐标为\((X, Y, Z)\)，则ENU坐标\((e, n, u)\)的计算步骤为：
- 计算ECEF坐标增量：\(\Delta X = X - X_p,\ \Delta Y = Y - Y_p,\ \Delta Z = Z - Z_p\)；
- 应用旋转矩阵：