地球高轨道,又称为中高地球轨道(MEO),是由一组卫星构成的星座,这些卫星的周期为12小时,轨道倾角在55至63.43度之间。这一轨道类型已被GPS和GLONASS等系统成功验证,具有良好的全球导航性能。
特征
地球高轨道的特征在于其卫星的星下点轨迹能够遍及全球,使得每个卫星都能够被位于本国领土内的地面站控制。对于中国服务区而言,该轨道的优势尤为显著,因为中国服务区地处北纬55度以南(实际上南半球地区同样可以服务),东西经度范围很大,占全球三分之一的面积,每颗卫星平均有三分之二的时间能够为区域内用户提供服务。
应用
为了实现有效的全球导航,MEO卫星星座通常需要至少24颗卫星来确保全球覆盖。然而,为了满足航空领域的特定需求,如民用飞机的精密接近导航,可能需要额外的地球静止轨道卫星(GEO)或者更多的MEO卫星来进行区域增强。一种可行的配置是使用12颗MEO卫星和4颗GEO卫星组成子星座,这已经足以支持区域导航系统的需求。如果在此基础上继续部署剩余的12颗MEO卫星,则可以构建出具备高精度区域增强功能的全球导航系统。
选择原因
地球高轨道的选择是基于多种因素的综合考虑。相对于地球静止轨道和低轨道,它提供了一个平衡的解决方案,在发射卫星的数量和成本上都达到了较好的折衷。虽然比地球静止轨道卫星更多,但单次发射的成本更低,并且具有更好的高纬度覆盖能力。同时,与低轨道相比,所需的卫星数量更少,因此更容易管理和维护,用户也能长时间稳定接收到单一卫星的信号,而不会像低轨道那样频繁更换卫星。此外,中高轨道卫星所处的各种环境模型和动力学模型,以及相关的修正技术都已经相对成熟,有利于技术和经验的传承与发展。