外文翻譯 一、目的： 1了解國(guó)外相關(guān)知識(shí)的發(fā)展；2熟悉外文科技文獻(xiàn)的寫作格式及特點(diǎn)；3熟悉和鞏固所學(xué)專業(yè)外語(yǔ)的有關(guān)知識(shí)；4學(xué)會(huì)中英（外）文文獻(xiàn)的檢索方法。二、選題要求：1學(xué)生自主選題，經(jīng)指導(dǎo)教師審查合格。2篇幅在3000漢字以上，較完整的一篇外文論文3內(nèi)容與所學(xué)專業(yè)相關(guān)，并注明來源。三、譯文要求：1譯文正確，內(nèi)容完整，圖可以復(fù)印后貼于適當(dāng)位置。2譯文打印在A4紙上，原稿復(fù)印后附在譯文后。四、時(shí)間安排： 在畢業(yè)設(shè)計(jì)開題一周內(nèi)完成。文獻(xiàn)資料詳細(xì)一覽表第18章 衛(wèi)星通信18.1 引言從天文學(xué)角度講，衛(wèi)星是圍繞行星不停運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)天體（例如月球是地球的衛(wèi)星）。在宇宙空間技術(shù)中，人造衛(wèi)星是由人類借助空間運(yùn)載工具發(fā)射送人圍繞地球或其他天體運(yùn)行軌道上的技術(shù)含量很高的精密裝置。通信衛(wèi)星就是人造地球衛(wèi)星中的一種，它能為各種用戶提供許多的通信業(yè)務(wù)功能，包括軍事領(lǐng)域、政府部門、個(gè)人以及商業(yè)用戶等。從本質(zhì)上說，通信衛(wèi)星就是一個(gè)置于空間的微波中繼站。通信衛(wèi)星一般由以下幾個(gè)主要部件組成：接收機(jī)，發(fā)射機(jī)，放大器，整形再生電路，濾波器，星載計(jì)算機(jī)，多路復(fù)用器，多路分離器，天線，波導(dǎo)傳輸饋線以及不斷研制出的其他通信電子電路。衛(wèi)星中繼器也稱轉(zhuǎn)發(fā)器（transponder），通信衛(wèi)星上一般有多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。一個(gè)完整的衛(wèi)星通信系統(tǒng)由一個(gè)衛(wèi)星或多個(gè)衛(wèi)星群、用于控制系統(tǒng)運(yùn)行的地面控制中心以及在衛(wèi)星系統(tǒng)中提供發(fā)送和接收陸地通信業(yè)務(wù)的地面站用戶網(wǎng)絡(luò)組成。衛(wèi)星傳送的信息一般由控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)及通信業(yè)務(wù)這兩部分構(gòu)成?？刂坡?lián)絡(luò)信號(hào)是支持通信業(yè)務(wù)運(yùn)行的控制機(jī)制。通信業(yè)務(wù)是在衛(wèi)星系統(tǒng)中傳送的實(shí)際用戶信息。雖然近年來對(duì)新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和電視廣播的需求越來越強(qiáng)烈，但傳統(tǒng)的話音信號(hào)（模擬或數(shù)字形式）仍然是衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的主體。20世紀(jì)60年代初，美國(guó)電話電報(bào)公司（AT&T）所發(fā)表的一篇研究報(bào)告表明，所設(shè)計(jì)的一顆通信容量超過AT&T全部遠(yuǎn)程通信網(wǎng)的大功率衛(wèi)星，其造價(jià)只是相同通信容量地面微波系統(tǒng)或地下電纜系統(tǒng)的幾分之一。但是作為公用事業(yè)，美國(guó)政府的法規(guī)限制AT&T開發(fā)這種衛(wèi)星系統(tǒng)。一些贏利不多的小公司也放棄了對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)的研究。AT&T連續(xù)幾年對(duì)地面微波系統(tǒng)和金屬電纜系統(tǒng)每年投資數(shù)億美元。正因?yàn)檫@些原因，早期的衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展緩慢。18.2 衛(wèi)星發(fā)展簡(jiǎn)史最簡(jiǎn)單的通信衛(wèi)星是一個(gè)能將信號(hào)從一個(gè)地方反射到另一個(gè)地方的無源反射器。無源衛(wèi)星只是將信號(hào)反射到地球，由于沒有功率放大器及檢測(cè)裝置，因此無法對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行放大和整形處理。月球就是地球的天然衛(wèi)星，1954年，美國(guó)海軍通過中繼方式（地球月球地球）第一次成功地傳送了電報(bào)。1956年又開通了從華盛頓到夏威夷的月球中繼業(yè)務(wù)，直到1962年，仍然依靠月球提供可靠的遠(yuǎn)距離通信。但這些業(yè)務(wù)受到月球可用性的限制。經(jīng)過一段時(shí)間的使用得出結(jié)論，由于月球相對(duì)地球的位置經(jīng)常變化，而且只有一半的時(shí)間在地平線上，利用月亮作為通信衛(wèi)星既不方便也不可靠。無源衛(wèi)星突出的優(yōu)點(diǎn)是星上沒有復(fù)雜的電子設(shè)備，因此它不消耗功率。但有些無源衛(wèi)星為了測(cè)軌和定位的需要，帶有無線電信標(biāo)發(fā)射機(jī)。所謂信標(biāo)（beacon）是一種連續(xù)發(fā)射的非調(diào)制載波，地面站能鎖定衛(wèi)星并通過調(diào)整天線來確定衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置。無源衛(wèi)星的缺點(diǎn)是發(fā)射功率的利用率太低，例如，地面站發(fā)射功率只有1/108返回地面站的接收天線。1957年前蘇聯(lián)發(fā)射成功了第一顆有源人造地球衛(wèi)星，命名為Sputnik I，它能夠在地面站之間接收、放大和轉(zhuǎn)發(fā)信息。這顆衛(wèi)星共發(fā)送了21天的遙測(cè)數(shù)據(jù)。同年晚些時(shí)候，美國(guó)發(fā)射了Explorer I（探索者1號(hào)），這顆衛(wèi)星共發(fā)送了5個(gè)月的遙測(cè)信息。1958年NASA（National Aeronautics and Space Administration，美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局）發(fā)射衛(wèi)星成功，命名為Score，這是一個(gè)帶有星上磁帶錄音機(jī)、重巧0磅的圓錐形裝置。這顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)播了艾森豪威爾總統(tǒng)的1958年圣誕賀詞。Score是第一顆用來中繼地面通信的人造衛(wèi)星，也是一顆延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星：它接收地面站發(fā)出的信號(hào)，存儲(chǔ)在磁帶上，然后再沿著自己的軌道將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到地面站。1960年NASA聯(lián)合貝爾電話實(shí)驗(yàn)室和噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室成功發(fā)射了Echo，這是一個(gè)直徑為100英尺，表面涂覆了鋁材料的塑料氣球，用來反射從大型地面天線發(fā)來的無線電信號(hào)。這顆衛(wèi)星簡(jiǎn)單、可靠，但是要求地面站的發(fā)射功率特別高。第一次越過大西洋的衛(wèi)星中繼就是用Echo完成的。同年，美國(guó)國(guó)防部發(fā)射了Courier，這顆衛(wèi)星的發(fā)射功率為3W，但是只工作了17天。1962年AT&T發(fā)射了Telstar I，這是一顆能同時(shí)接收和發(fā)送信號(hào)的衛(wèi)星，不幸的是由于新發(fā)現(xiàn)的Van Allen所帶的射線破壞了星上的電子設(shè)備，使這顆衛(wèi)星僅僅工作了幾個(gè)星期。1963年又成功地發(fā)射了Telstar II，它與Telstar I的電器性能相同，只是加強(qiáng)了對(duì)射線的防護(hù)，這顆衛(wèi)星用于電話、電視、傳真和數(shù)據(jù)傳輸，并第一次成功越過大西洋傳送了視頻信號(hào)。1963年2月美國(guó)發(fā)射了Syncom I同步1號(hào)，這是首次實(shí)驗(yàn)將通信衛(wèi)星送人同步軌道。遺憾的是Syncom I人軌失敗。1963年2月和一964年8月又分別成功發(fā)射了Syncomn和Syncoml通信衛(wèi)星。并用Syncom III轉(zhuǎn)播了1964在東京舉行的奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)。Syncom衛(wèi)星的發(fā)射使得利用同步衛(wèi)星的可行性得到證實(shí)。實(shí)施Syncom計(jì)劃以來，許多國(guó)家和私營(yíng)公司都相繼成功發(fā)射了同步衛(wèi)星以提供國(guó)內(nèi)、區(qū)域和國(guó)際范圍內(nèi)的通信業(yè)務(wù)。目前世界上還在運(yùn)營(yíng)的通信衛(wèi)星不下幾百顆。它們提供全球性的固定公用載波電話和數(shù)據(jù)電路；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電視廣播；網(wǎng)絡(luò)化的電視分配；音樂廣播；移動(dòng)電話業(yè)務(wù)；導(dǎo)航業(yè)務(wù)；以及為大公司、政府部門、軍事領(lǐng)域使用的專用通信網(wǎng)絡(luò)。Intelsat I國(guó)際通信衛(wèi)星1號(hào)，也叫“晨鳥”是第一顆商用通信衛(wèi)星，它由肯尼迪發(fā)射中心于1965年發(fā)射。Intelsat I上裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，每一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬為25 MHz，它們能同時(shí)傳送一路電視信號(hào)和480路話音信號(hào)。Intelsat代表國(guó)際通信衛(wèi)星組織，是1964年在聯(lián)合國(guó)內(nèi)部成立的全球商業(yè)衛(wèi)星組織。它是由120多個(gè)國(guó)家組成的國(guó)際財(cái)團(tuán)，擁有并運(yùn)營(yíng)著供世界大多數(shù)國(guó)家平等使用的全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)，主要提供四種基本業(yè)務(wù)：國(guó)際電話業(yè)務(wù)，廣播業(yè)務(wù)，專線/商業(yè)網(wǎng)絡(luò)，國(guó)內(nèi)/區(qū)域通信業(yè)務(wù)。在1966年至1987年之間，國(guó)際通信衛(wèi)星組織（Intelsat）共發(fā)射了第二代至第六代Intelsat衛(wèi)星，第六代國(guó)際通信衛(wèi)星（Intelsat VI）已具有同時(shí)傳送80000路話音信號(hào)的能力。國(guó)際通信衛(wèi)星組織近期發(fā)射的衛(wèi)星開始采用500系列，600系列，700系列及800系列的運(yùn)載火箭。前蘇聯(lián)于1966年發(fā)射的第一顆用于國(guó)內(nèi)的通信衛(wèi)星稱為Molniya，即“閃電1號(hào)”。國(guó)內(nèi)衛(wèi)星一般是由一個(gè)國(guó)家獨(dú)自擁有、運(yùn)行并且使用。1972年加拿大發(fā)射了第一顆商用衛(wèi)星，稱為Anik，它是愛斯基摩語(yǔ)中“兄弟”，的意思。西方聯(lián)合體于1974年發(fā)射了第一顆衛(wèi)星。美國(guó)無線電協(xié)會(huì)（RCA，Radio Corporation of America）于1975年發(fā)射了第一顆Satcom（Satellite Communications）通信衛(wèi)星。目前美國(guó)由通信衛(wèi)星公司（Comsat）來管理美國(guó)國(guó)內(nèi)衛(wèi)星的使用和運(yùn)營(yíng)以及規(guī)定它們的資費(fèi)。盡管一些公司或政府機(jī)構(gòu)擁有自己的衛(wèi)星，只要資金方面能夠得到保障，一般都能提供相應(yīng)的通信業(yè)務(wù)。目前，美國(guó)利用全球現(xiàn)有衛(wèi)星的分額最大（24）；英國(guó)第二為13；接下來是法國(guó)為6。18.3 開普勒定律人造地球衛(wèi)星在地球引力作用下，以高速繞地球旋轉(zhuǎn)，在其規(guī)定的軌道上保持平衡狀態(tài)。早在17世紀(jì)初期，德國(guó)天文學(xué)家約翰尼斯開普勒（Johannes Kepler, 1571-1630）就已開始研究行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（例如，地球和月球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律），并發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)服從行星運(yùn)動(dòng)三定律。行星運(yùn)動(dòng)三定律描述了其運(yùn)動(dòng)軌道的形狀，行星運(yùn)動(dòng)的速度以及行星相對(duì)于太陽(yáng)之間的距離。開普勒定律的基本內(nèi)容是：1.行星運(yùn)動(dòng)軌道是以太陽(yáng)中心為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓。2.行星的位置矢量在單位時(shí)間內(nèi)掃過軌道平面上的面積相等。3.行星在軌道上運(yùn)行周期的平方與其軌道半長(zhǎng)軸的立方成正比。開普勒定律同樣適用于宇宙空間存在萬有引力相互作用的任何兩個(gè)天體。兩個(gè)天體中以質(zhì)量重的天體為中心，質(zhì)量輕的天體圍繞中心運(yùn)轉(zhuǎn)。開普勒第一定律（軌道定律）表明：衛(wèi)星運(yùn)行在以地球中心為焦點(diǎn)的橢圓軌道上。橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)如圖18.1（a）所示（和），地球質(zhì)量的中心（質(zhì)心）集中在其中一個(gè)焦點(diǎn)上。由于地球的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于衛(wèi)星的質(zhì)量，地球的質(zhì)心與地球的中心相吻合。根據(jù)橢圓的幾何特性，一般將地球質(zhì)心所在的橢圓焦點(diǎn)作為坐標(biāo)的參考點(diǎn)。橢圓的半長(zhǎng)軸（）和橢圓的半短軸（）如圖18.1（a）所示，橢圓的偏心率為： （18.1）其中是偏心率。開普勒第二定律于1609年第一次提出，也稱為面積定律。第二定律表明：橢圓焦點(diǎn)位于地球質(zhì)心時(shí)，衛(wèi)星在橢圓軌道上單位時(shí)間內(nèi)掃過的軌道面積相等。如圖18.1（b）所示，某衛(wèi)星在軌道的不同位置，一秒鐘內(nèi)運(yùn)行距離分別為和則對(duì)應(yīng)的面積和相等。根據(jù)面積定律，距離大于，也就是速度一定大于。對(duì)于地球來說，衛(wèi)星在近地點(diǎn)（perigee）軌道上的速度要快一些，而在遠(yuǎn)地點(diǎn)（apogee）軌道上的速度要慢得多。開普勒第三定律（周期定律）于1619年發(fā)表，有時(shí)也稱為調(diào)諧定律。第三定律表明：衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行周期的平方與其軌道半長(zhǎng)軸的立方成正比。開普勒第三定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （18.2）其中，常數(shù)（無單位）橢圓半長(zhǎng)軸（公里）平均太陽(yáng)時(shí)為一個(gè)恒星日的時(shí)間（=23小時(shí)56分）與地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間（=24小時(shí)）的比值。即將代入公式（18.2）得到常數(shù)：公式（18.1）和公式（18.2）是在理想條件下得出的，即假設(shè)衛(wèi)星軌道是圍繞一個(gè)不受外力作用的標(biāo)準(zhǔn)球體。實(shí)際上，地球是個(gè)扁球體，赤道附近向外膨脹，并且有外作用力導(dǎo)致衛(wèi)星偏離其理想的運(yùn)動(dòng)軌道。幸運(yùn)的是，多數(shù)偏離能夠計(jì)算并有補(bǔ)償?shù)姆椒ā＝攸c(diǎn)處的衛(wèi)星會(huì)受到大氣阻力和地球磁場(chǎng)的影響。遠(yuǎn)地點(diǎn)處的衛(wèi)星主要受到來自太陽(yáng)和月球重力場(chǎng)的作用力。圖18.1 衛(wèi)星軌道示意圖18.4 軌道模式到目前為止，大多數(shù)非同步（nonsynchronous）衛(wèi)星都可稱為在軌衛(wèi)星（Orbital satellite）。非同步衛(wèi)星以橢圓形軌道或圓形軌道繞地球旋轉(zhuǎn)，如圖18.2（a）和圖18.2（b）所示。衛(wèi)星在圓形軌道上旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度保持不變。而在橢圓形軌道上旋轉(zhuǎn)時(shí)，衛(wèi)星的旋轉(zhuǎn)速度與衛(wèi)星距地球的高度有關(guān)。衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速度要大于它在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度。如果衛(wèi)星軌道的繞行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同（均為逆時(shí)針），并且衛(wèi)星軌道的角速度大于地球的角速度（>），這種軌道稱為順向型（prograde）軌道或加速型（posigrade）軌道。如果衛(wèi)星軌道的繞行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相反，或者方向相同但衛(wèi)星軌道的角速度小于地球的角速度（<），這種軌道稱為逆向型（retrograde）軌道。多數(shù)非同步衛(wèi)星以順向型繞地球旋轉(zhuǎn)。非同步軌道上的衛(wèi)星相對(duì)于地球上某一固定位置在連續(xù)變化。因此，非同步衛(wèi)星可利用的時(shí)間只有每次過頂很短暫的15分鐘。非同步衛(wèi)星的主要缺點(diǎn)是地面站需要復(fù)雜又昂貴的跟蹤設(shè)備來確定衛(wèi)星所在位置，當(dāng)它進(jìn)人到天線的工作范圍時(shí)，鎖定衛(wèi)星并在過頂時(shí)間內(nèi)保持跟蹤狀態(tài)。非同步衛(wèi)星的主要優(yōu)點(diǎn)是在衛(wèi)星艙中不需要火箭助推裝置，對(duì)軌道定位沒有特殊要求。圖18.2 衛(wèi)星軌道18.4.1 衛(wèi)星的軌道高度衛(wèi)星軌道一般分為低軌道（LEO，low earth orbit）、中軌道（MEO，medium earth orbit）和靜止軌道（GEO，geosynchronous earth orbit）。大多數(shù)低軌道衛(wèi)星使用的工作頻率在1025GHZ范圍內(nèi)。摩托羅拉公司的C波段銥星系統(tǒng)是利用66顆衛(wèi)星組成的低軌道衛(wèi)星群，軌道高度距地球表面370英里（約600公里）。低軌道衛(wèi)星的主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)射中心與空間軌道之間的路徑損耗要比中軌道或高軌道低得多。很低的路徑損耗體現(xiàn)在低軌道衛(wèi)星的發(fā)射功率低，天線尺寸小，并且重量輕。 中軌道衛(wèi)星的工作頻率在1.2 GHz至1.66 GHz范圍內(nèi)，軌道高度一般在6000英里至12000英里之間。美國(guó)國(guó)防部組建的全球定位系統(tǒng)所用的導(dǎo)航衛(wèi)星（NAVSTAR）是中軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，21顆導(dǎo)航衛(wèi)星星座在距地面上空約9500英里且等間隔分布的6個(gè)軌道平面上。靜止軌道衛(wèi)星是距地面22300英里（約3.6萬公里）的高軌道衛(wèi)星，工作頻率在2-18 GHz范圍內(nèi)。大多數(shù)商用通信衛(wèi)星使用靜止軌道。同步（geosynchronous）衛(wèi)星或靜止（geostationary）衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，運(yùn)行周期都為24小時(shí)。因此，靜止衛(wèi)星相對(duì)于地球上的給定位置呈現(xiàn)相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)位置恒定。近同步（near synchronous）軌道是指衛(wèi)星距地球高度在19000英里至25000英里之間的非同步圓形軌道。如果近同步軌道的高度略低于22300英里，衛(wèi)星的軌道周期比地球自轉(zhuǎn)周期小，此時(shí)軌道上的衛(wèi)星緩慢地向東漂移。這種近同步軌道也稱為準(zhǔn)同步軌道（subsynchronous）。如果近同步軌道的高度大于22300英里，衛(wèi)星的軌道周期比地球自轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，軌道上的衛(wèi)星均勻地向西漂移。18.4.2 衛(wèi)星的軌道平面要研究衛(wèi)星軌道的工作方式，先要了解描述軌道的基本術(shù)語(yǔ)。參見圖18.3。遠(yuǎn)地點(diǎn)橢圓軌道上離地球最遠(yuǎn)的一點(diǎn)。近地點(diǎn)橢圓軌道上離地球最近的一點(diǎn)。長(zhǎng)軸通過地球中心連接近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)的線段。短軸與長(zhǎng)軸垂直且通過長(zhǎng)軸中點(diǎn)連接橢圓上兩點(diǎn)的線段。圖18.3 衛(wèi)星軌道術(shù)語(yǔ)盡管在空間有無數(shù)條衛(wèi)星軌道路徑，但適用于通信衛(wèi)星的僅有三種軌道模式。圖18.4顯示了衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)的三種軌道模式：傾斜軌道、赤道平面軌道、極地軌道。圍繞地球質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星軌道可形成相應(yīng)的軌道平面。事實(shí)上除去赤道平面軌道和通過南北兩極的極地軌道外，所有衛(wèi)星軌道都屬于傾斜軌道（inclined orbit）.圖18.5（a）顯示了衛(wèi)星軌道的傾斜角度。軌道的傾斜角是衛(wèi)星所在的軌道平面與地球赤道平面之間的夾角。在逆時(shí)針軌道上從南至北與赤道平面相交的點(diǎn)稱為上升節(jié)點(diǎn)（ascendingnode）。如圖18.5（b）所示，在極地軌道或傾斜軌道上從北至南與赤道平面相交的點(diǎn)稱為下降節(jié)點(diǎn)（descending node）。通過地球中心連接上升點(diǎn)和下降點(diǎn)的線段稱為節(jié)點(diǎn)線（line of nodes）。傾斜角度的變化范圍一般在00至900。衛(wèi)星若要覆蓋到高緯度區(qū)域，一般使用橢圓形的傾斜軌道。開普勒第二定律表明：衛(wèi)星的角速度在遠(yuǎn)地點(diǎn)處最慢。因而，遠(yuǎn)地點(diǎn)在高緯度區(qū)域上空時(shí)，衛(wèi)星在高緯度區(qū)域上空停留的時(shí)間明顯要長(zhǎng)得多。圖18.4 衛(wèi)星軌道模式圖18.5 衛(wèi)星傾斜軌道赤道平面軌道（equatorial orbit）是位于地球赤道上空約3.6萬公里的圓形軌道。赤道平面軌道的傾斜角為00，而且也不存在上升節(jié)點(diǎn)、下降節(jié)點(diǎn)以及節(jié)點(diǎn)線。所有的靜止衛(wèi)星都位于赤道平面軌道上。極地軌道（polar orbit）是一種通過地球南北兩極并與赤道平面軌道垂直的低空軌道。極地軌道衛(wèi)星沿距地面很近的低空穿越南北兩極。極地軌道的傾斜角幾乎等于900。單顆衛(wèi)星就能夠覆蓋整個(gè)地球表面的極地軌道衛(wèi)星正引起廣泛關(guān)注。原因是極地軌道上的衛(wèi)星沿經(jīng)度線軌跡繞地球旋轉(zhuǎn)，而地球自轉(zhuǎn)方向是沿緯度線軌跡旋轉(zhuǎn)。這樣衛(wèi)星天線的輻射方向圖類似于龍卷風(fēng)，沿對(duì)角線方向以螺旋狀旋轉(zhuǎn)掃過地球表面。地球表面上的任何地方，只要位于極地軌道衛(wèi)星天線的輻射區(qū)域內(nèi)，極地軌道上的一顆衛(wèi)星一天就有兩次過頂機(jī)會(huì)。地球是個(gè)橢圓形球體。在18世紀(jì)初期，人們將位于厄瓜多爾的高為20700英尺的欽柏拉索（Volcan Chimborazo）火山誤認(rèn)為是地球上海拔最高的山脈。其實(shí)，由于赤道附近的膨脹，欽柏拉索火山其實(shí)是距地球中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)。地球赤道附近的膨脹使地球形成橢圓球體，正是因?yàn)檫@個(gè)原因，繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星軌道在某種意義上出現(xiàn)了橢圓軌道以及距地球的最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)。這個(gè)現(xiàn)象稱為拱點(diǎn)范圍旋轉(zhuǎn)（rotation of the line of apsides）。然而，對(duì)于63.40的傾斜軌道，拱點(diǎn)范圍旋轉(zhuǎn)不存在。因此必須在遠(yuǎn)地點(diǎn)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)將衛(wèi)星送人同步圓形軌道（其傾斜角為63.40）。目前使用的各種軌道衛(wèi)星系統(tǒng)中值得一提的是前蘇聯(lián)的Molniya衛(wèi)星系統(tǒng)，如圖18.6所示。Molniya也可拼寫為Molnya和Molnia,是俄語(yǔ)中“閃電”的意思。Molniya衛(wèi)星主要用于政府通信、電話、電視以及視頻業(yè)務(wù)。Molniya衛(wèi)星系列使用橢圓形的高傾斜軌道，為北半球高緯度區(qū)域提供服務(wù)，高緯度區(qū)域要想接收赤道平面軌道（靜止軌道）衛(wèi)星的信號(hào)，天線的仰角幾乎為00o Molniya衛(wèi)星的遠(yuǎn)地點(diǎn)為40000公里，近地點(diǎn)為400公里。遠(yuǎn)地點(diǎn)跨越北半球，近地點(diǎn)越過南半球。軌道周期為12小時(shí)。一個(gè)恒星日（sidereal day）是指地球自轉(zhuǎn)一周的用時(shí)，地球的恒星日為23小時(shí)56分，比平時(shí)所說的一日24小時(shí)略少一點(diǎn)。恒星日有時(shí)也稱為周期（period）或恒星周期（sidereal period）。由于Molniya衛(wèi)星獨(dú)特的軌道設(shè)計(jì)，Molniya衛(wèi)星與地球的旋轉(zhuǎn)“同步”。在12小時(shí)的軌道周期中，就有11小時(shí)運(yùn)行在北半球上空。在這同一條軌道上有三顆或三顆以上的衛(wèi)星接踵而至，使用簡(jiǎn)易的地面跟蹤天線，通信切換依次銜接從而保證了連續(xù)通信。Molniya衛(wèi)星所用的軌道屬于高橢圓軌道（HEO）。圖18.6 前蘇聯(lián)Molniya衛(wèi)星軌道10