在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,按衛(wèi)星的運(yùn)行軌道高度來分可分為同步軌道(GEO,Geostationary Earth Orbit)、高橢圓軌道(HEO,Highly Eccentric Orbit)、中軌道(MEO,Medium Earth Orbit)和低軌道(LEO,Low Earth Orbit)。圖1所示為衛(wèi)星軌道的高度比較示意圖。圖中并沒有反映各種軌道的實(shí)際傾角,均以0°傾角給出,以便于進(jìn)行高度的比較。表1給出了他們的特點(diǎn)比較;表2給出了它們優(yōu)缺點(diǎn)的比較。
圖1:各種衛(wèi)星軌道的高度比較示意圖
表1:GEO/HEO/MEO/LEO的特點(diǎn)比較
表2:GEO/HEO/MEO/LEO的優(yōu)缺點(diǎn)比較
圖中兩個灰色的圓環(huán)分別表示了內(nèi)、外范·艾倫輻射帶(Van Allen Radiation Belt)。范·艾倫輻射帶是美國的詹姆斯·范·艾倫博士于1959年發(fā)現(xiàn)的圍繞地球的高能粒子輻射帶,共內(nèi)外兩層,其中高度較低的稱為內(nèi)范·艾倫帶,主要包含質(zhì)子和電子混合物,高度較高的稱為外范·艾倫帶,主要包含電子。范·艾倫帶的輻射強(qiáng)度與時間、地理位置、地磁和太陽的活動有關(guān),通常認(rèn)為,內(nèi)、外范·艾倫帶中帶電粒子的濃度分別在距地面3700km 和18500km 附近達(dá)到最大值。實(shí)際上高能粒子的輻射在任何高度均存在,只是強(qiáng)度不同,范·艾倫帶是粒子濃度較高、較集中的區(qū)域。由于范·艾倫帶對電子電路具有很強(qiáng)的破壞性,因此選擇衛(wèi)星軌道時應(yīng)避開這兩個高度區(qū)域,這就限制了可用的軌道高度。另外,在軌道高度較低時,大氣的阻力對衛(wèi)星的影響不能忽略。通常認(rèn)為,在軌道高度低于700km 時,大氣阻力會嚴(yán)重影響衛(wèi)星的飛行,縮短衛(wèi)星壽命,在軌道高度高于1000km 時,大氣阻力的影響可以忽略。在以上因素的制約下,各種軌道的可用高度范圍詳見下表3。
表3:各種軌道的可用高度范圍