人造地球卫星的功能分类

根据航天器在轨道上的功能,人造地球卫星可分为四类:观测站、中继站、参考站和轨道武器。每一类都包括不同用途的航天器。卫星在轨道上。对于地球来说,站得高,看得远(大视野)。用它来观察地球是非常有益的。此外,由于卫星不受地球大气层外大气的各种干扰和影响,用它进行天文观测比地面天文台更有优势。具有这种功能的卫星有以下典型用途。

侦察卫星

在各类应用卫星中,侦察卫星发射最早(1959),发射数量最多。侦察卫星有两种:照相侦察和电子侦察卫星。

摄影侦察卫星是利用光学设备对地面目标进行拍照的卫星。20?自20世纪90年代以来,前苏联和美国每年发射的军用卫星中,约有1/3用于各种形式的摄影侦察,在近地轨道进行普查和详查。

电子侦察卫星使用机载电子设备拦截在太空中传播的电磁波,并将其转发到地面。通过分析和解码,他们可以获取敌方信息。电子侦察的目的是确定对方飞机、雷达等系统的位置和特征参数,窃听对方的无线电和微波通信。电子侦察卫星通过无线电探测和记录设备完成这些任务。

总之,侦察卫星提供的情报信息在军事战略侦察和军事战术侦察中发挥着重要作用,为美国和前苏联的政策制定和军事行动提供了依据。据悉,美国和前苏联近70%的军事情报来自侦察卫星。

气象卫星

气象卫星利用各种气象遥感器接收和测量来自地球、海洋和大气的可见光辐射、红外辐射和微波辐射信息,然后转换成电信号传输到地面接收站。气象学家根据收集到的信息,经过处理得到全球大气温度、湿度、风等气象要素的数据。可以在几个小时内获得全球气象数据,从而进行长期天气预报,确定台风中心的位置和变化,预报台风等风暴。气象卫星在保障航海和航空安全、保障农渔业和畜牧业生产方面发挥着重要作用。

气象卫星从简单的气象实验发展到多学科、多领域的综合应用;从低轨道系统到高轨道系统,一个全球性的气象卫星观测网络已经形成。气象卫星在军事活动中的应用也日益加强。一些国家建立了全球军事气象数据收集系统,向军事单位提供实时或非实时气象数据。

随着空间技术的进一步发展,气象遥感器将向多样化和高精度方向发展,极大地丰富了气象预报的内容,提高了预报的精度。同时,气象卫星提供的云图也将从静态云图发展到动态云图,这将引起气象卫星发展的重大突破。

地球资源卫星

资源卫星是在侦察卫星和气象卫星的基础上发展起来的。卫星上的多光谱遥感器用于获取地面目标辐射和反射的各种波段的电磁波,然后传输到地面,再处理成地球资源的有用信息。它们包括地面和地下、陆地和海洋等。

地球资源卫星可广泛用于:调查地下矿藏、海洋资源和地下水源;土地资源调查、土地利用、区域规划;调查农业、林业、畜牧业和水资源的合理规划和管理;预测作物生长和收成;研究自然植物的形成和地貌;检查和监测各种自然灾害,如病虫害、森林火灾、洪水等。环境污染和海洋污染;测量水源和雪源;铁路、公路选线、港口建设、海岸利用与管理、城市规划。地球资源卫星具有巨大的经济价值和潜在的军事用途。

海洋卫星

海洋是生命的摇篮,是风雨的故乡,海洋与人类的密切关系正逐渐被人们所认识。海洋控制着自然界的水循环和大气运动,主导着中国大陆气候的调节,并提供廉价的运输条件和高质量的水生食物。海洋中蕴藏着巨大的能源和矿产资源。

对海洋和海岸线的调查、研究、利用和开发,虽然可以利用气象卫星和地球资源卫星获得一些信息和数据,但并没有解决根本问题。比如资源卫星的遥感器波段主要在可见光和近红外波段,海洋的遥感器波段主要在红外和微波波段。我国既是大陆国家(960万平方公里陆地),又是海洋国家(1.8万公里海岸线,470万平方公里海域,400多万平方公里经济开发区),国民经济和军事部门都有必要发展海洋卫星。

海洋卫星的任务是海洋环境预报,包括远洋船舶最佳航线选择、海洋鱼类资源分析、近海和沿岸海洋资源调查、沿岸和近海海洋环境监测监视、灾害性海况预测预警、海洋环境保护和执法、海洋科学研究、海洋浮标、站船数据传输、海上军事活动等。当然还有更多卫星作为观测站,比如预警卫星、核爆探测卫星、天文预测卫星(比如美国的哈勃太空望远镜)。虽然它们的作用不同,但基本的观察原理是相似的。中继站是在轨道上放大和转发信息的卫星。它分为两类:一类用于在地面上相距甚远的地方之间传输电话、电报、电视和数据;另一个用来在卫星和地面之间传输电视和数据。这种卫星有以下几种:

无线电转播卫星

与普通地面通信相比,卫星通信具有以下优点:通信容量大;覆盖区域广;通信距离长;可靠性高;柔韧性好;成本低。通信卫星一般采用地球静止轨道,相当于静止在天空中。如果有三颗地球静止轨道卫星,相隔120度,除了地球两极的部分地区,可以实现全球通信。

通信卫星已用于国际、国内和军事通信服务,区域通信和卫星对卫星通信同时进行。卫星通信技术被赋予了浓厚的军事色彩,在战略通信和战术通信中占有绝对优势。各国现有的国际和国内卫星通信系统承担着军事通信任务。

通信卫星已经进入了相当成熟的实际应用阶段,特别是随着地球静止轨道卫星通信技术的发展,其应用日益广泛。可用于传输电话、电报、电视、报纸、传真、语音广播、时间戳、数据、视频会议等。

广播卫星

广播卫星是一种主要用于电视广播的通信卫星。这种广播卫星可以向地面广播或传送电视节目,无需任何中转,供公共组织或个人直接接收,因此也被称为直播卫星。一台普通的家用电视机,配有小直径天线和机顶盒,可以直接接收直播卫星的电视广播节目。

跟踪和数据中继卫星

跟踪与数据中继卫星是通信卫星技术的重要发展。它利用卫星跟踪测量另一颗卫星的位置,其基本思想是将地球上的监测站移到地球同步轨道上,形成星地监测系统网络。这样可以大大增加近地轨道卫星的跟踪弧段,如气象卫星、侦察卫星、资源卫星、海洋卫星、通信卫星等。,提高轨道测量精度,减少地面站数量。换句话说,跟踪与数据中继卫星就是利用地球同步轨道卫星,实现地面测控中心对低轨道卫星的跟踪和数据中继。

跟踪与数据中继卫星的研制将改变航天活动对地面测控的过度依赖,同时克服国外无法建立地面站的困难,因此受到世界各航天大国的普遍重视。中国也在积极发展这种卫星技术。

除了上述中继站卫星系统之外,各国还开发并发射了其他类型的专用通信卫星和无线电业余爱好者卫星,如海事卫星、卫星商业系统和搜索与救援系统...这种卫星是在轨测量参考点,要求对其轨道的测量非常精确。属于这一功能的卫星有:

导航卫星

这种卫星发射一对频率非常稳定的无线电波,海上的船只、水下的潜艇和陆地上的移动物体都可以通过接收卫星发射的无线电信号来确定自己的位置。利用导航卫星导航是航天史上的一项重大技术突破。卫星可以覆盖全球进行全天候导航,导航精度高。

卫星导航定位有三种:双频多普勒测速定位系统,如美国的子午线导航卫星系统。这种卫星是二维导航定位系统,只能用于水中的船只,定位精度30~50m。“子午线”卫星的研制始于1958,1964投入使用。起初,它被用于定位水下核潜艇,但它已被停止。导航卫星全球定位系统(GPS)。采用伪随机码测距,系统可进行全天候、全天候、实时三维导航定位,定位精度在10以下,用于舰船、飞机和陆地移动目标。该系统需要18~24颗卫星。俄罗斯也有类似美国的两代导航卫星系统;区域导航和定位系统。三颗星(地球静止轨道)提供三维位置。如果发射两颗星,只能提供二维位置。如果用户能够提供他自己的身高,

程,你可以计算一下三维位置。该系统的特点是可以同时为数百万用户服务,互不干扰,保密性好。

大地测量/大地测量卫星

卫星大地测量的原理类似于卫星导航的原理。由于地面的测量站是固定的,所以测量精度要高于船舶导航定位。卫星大地测量的精度比常规大地测量高几倍。

大地测量卫星可以完成大地测量、地形测量、地图测绘、地球形状测量以及重力和地磁场测量。

卫星大地测量在军事、科研和民用方面都受到重视,许多国家都研制并发射了大地测量卫星系统。卫星大地测量提供了一种现代化的测绘手段,工作周期短,测量精度高,大大节省了人力、物力和财力。特别是为了建立精确的全球地理坐标系或三维地图,卫星大地测量是唯一可行的测量方法。随着科技的不断进步,测地卫星的应用越来越广泛,比如人们利用测地卫星测量地壳运动来监测和预测地震。

测地卫星可分为主动式和被动式,可利用三角测量、激光测距、多普勒系统等手段达到测地目的。这是一种主动攻击航天器,具有空间防御和空间攻击的功能。主要包括:

拦截卫星

作为一种武器,卫星接近、识别并摧毁轨道上的敌方太空系统。这种卫星叫反卫星卫星。拦截反卫星卫星的方法有很多种,主要包括:让被拦截的卫星在太空中与目标卫星相遇,然后自爆摧毁目标;从拦截卫星上发射反卫星武器,如激光、粒子、微波等定向高能束武器;拦截卫星通过自身的小型火箭助推器加速,与目标卫星相撞;尽量让目标卫星失效,比如用核辐射破坏目标卫星的电路和结构,在目标卫星的相机镜头上喷洒物质等等。

早在50年代末,美国和前苏联就开始研究拦截卫星。俄罗斯掌握了拦截1000km以下卫星的技术,美国在90年代成功进行了在轨反卫星试验。

轨道轰炸系统

轨道轰炸系统是一种空对地攻击武器。它的任务是在地球轨道上部署武器。当它绕地球运行到指定位置时,会根据地面指令,使用反推力减速火箭降低轨道进行减速,并向目标射击。