人造卫星的用途

什么是人造地球卫星定义基本简介

人造地球卫星,就是人工制造和发射环绕球运行的星体.它是人类派

往太空的使者,探测天体的尖兵.它有极其广泛的用途，那么人造卫星的

具体定义，你了解吗?下面是小编为大家整理的人造地球卫星的基本简

介，希望你会喜欢!

人造地球卫星的基本简介

人造地球卫星指环绕地球飞行并在空间轨道运行一圈以上的无人

航天器。简称人造卫星。人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展

最快的航天器。主要用于科学探测和研究、天气预报、土地资源调查、

土地利用、区域规划、通信、跟踪、导航等各个领域。

简单来说人造地球卫星是靠具有巨大推进力的巨型多级火箭送上

太空。多级火箭的工作原理并不复杂，就是把几支单线火箭串联或并

联在一起，构成一个大的火箭系统。其中的每一级都是一支可以独立

工作的火箭，它们各自分阶段地完成飞行任务。首先是第一级火箭点

火，此时整个火箭便腾空而起，当第一级的推进耗尽时，它笨重的壳

体就立即被扔掉，接着第二级开始工作，此时由于甩掉了一部分已经

无用的结构重量，从而使整个火箭轻装前进，再接着第二级的壳体被

抛掉，第三级点火……这样一级接一级，好似接力赛一样，越跑越轻，

越跑越快。直到最后一级火箭工作结束时，使装在末级火箭前端的卫

星进入地球轨道。

地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面。

但是，抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。牛顿在思考万有引力

定律时就曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次

比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当

速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，

成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。人造卫星是发

射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。1957年10月4日苏联

发射了世界上第一颗人造卫星。这个卫星里的主要仪器设备是化学能

电池无线电发报机。之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。

中国于1970年4月24日发射了东方红1号人造卫星，截止1992年

底中国共成功发射33颗不同类型的人造卫星。

人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星

所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。应用卫星的专用系

统按卫星的各种用途包括：通信转发器，遥感器，导航设备等。科学

卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。技术试验

卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新

材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作

的系统，也称为服务系统。主要有结构系统、电源系统、热控制系统、

姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还

有返回着陆系统。

人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中

高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道

和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一

天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视

野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发，也可获

取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几

万平方千米。

在卫星轨道高度达到35800千米，并沿地球赤道上空与地球自转

同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相

对位置保持不变。此卫星在地球上看来是静止地挂在高空，称为地球

静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的

不间断的信息交换，并大大简化地面站的设备。绝大多数通过卫星的

电视转播和转发通信是由静止通信卫星实现的。

人造地球卫星的功能分类

按航天器在轨道上的功能来进行分类，就人造地球卫星而言，可

分为观测站、中继站、基准站和轨道武器四类。每一类又包括了各种

不同用途的航天器。

观测站

卫星处在轨道上，对地球来说，它站得高，看得远(视场大)，用它

来观察地球是非常有利的。此外，由于卫星在地球大气层以外不受大

气的各种干扰和影响，所以用它来进行天文观测也比地面天文观测站

更加有利。属于这种功能的卫星有下列几种典型的用途。

侦察卫星

在各类应用卫星中侦察卫星发射得最早(1959年发射)，发射的数

量也最多。侦察卫星有照相侦察和电子侦察卫星两种。

照相侦察卫星是用光学设备对地面目标进行拍照的卫星。20?0年

代以来，前苏联和美国每年发射的军用卫星中，约有1/3的卫星用于

各种形式的照相侦察，它们在近地轨道上进行普查和详查。

电子侦察卫星利用星载电子设备截获空间传播的电磁波，并转发

到地面，通过分析和破译，获得敌方的情报。电子侦察的目的是确定

他方的飞机、雷达等系统的位置和特征参数，窃听他方的无线电和微

波通信。电子侦察卫星以无线电探测和记录设备完成这些使命。

总之，无论对军事战略侦察，还是对军事战术侦察，侦察卫星所

提供的情报信息，起着不可忽视的作用，曾为美国和前苏联政策的制

定和军事行动提供了依据。据报道，美国和前苏联将近70%的军事情

报来源于侦察卫星。

气象卫星

气象卫星利用所携带的各种气象遥感器，接收和测量来自地球、

海洋和大气的可见光辐射、红外线辐射和微波辐射信息，再将它们转

换成电信号传送给地面接收站。气象人员根据收集的信息，经过处理，

得出全球大气温度、湿度、风等气象要素资料。几小时就可得到全球

气象资料，从而做出长期天气预报，确定台风中心位置和变化，预报

台风和其它暴。气象卫星对于保证航海和航空的安全，保证农业、渔

业和畜牧业生产，都有很大作用。

气象卫星已由单纯的气象试验，发展到多学科和多领域的综合应

用;由低轨道系统，发展到高轨道系统，形成了全球气象卫星观测网。

气象卫星在军事活动中的应用也日益加强，有的国家已建立了全球性

的军事气象资料的收集系统，向军事单位提供实时的或非实时的气象

资料。

随着航天技术的进一步发展，气象遥感器将向多样化、高精度方

向发展，大大丰富气象预报的内容和提高预报精度。同时气象卫星提

供的云图也将由静态云图向动态云图方向发展，这将会引起气象卫星

发展的一次重大突破。

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而来的。利用星

上装载的多光谱遥感器获取地面目标辐射和反射的多种波段的电磁波，

然后把它传送到地面，再经过处理，变成关于地球资源的有用资料。

它们包括地面的和地下的，陆地的和海洋的等等。

地球资源卫星可广泛用于：地下矿藏、海洋资源和地下水源调查;

土地资源调查，土地利用，区域规划;调查农业、林业、畜牧业和水利

资源合理规划管理;预报农作物长势和收成;研究自然植物的生成和地貌;

考查和监视各种自然灾害如病虫害、森林火灾、洪水等;环境污染、海

洋污染;测量水源，雪源;铁路，公路选线，港口建设，海岸利用和管理，

城市规划。地球资源卫星具有重大的经济价值和潜在的军事用途。

海洋卫星

海洋是生命的摇篮和风雨的故乡，海洋与人类的密切关系正逐渐

被认识。海洋控制着自然界中水的循环和大气运动，主导调节大陆的

气候，提供廉价的运输条件和高质量的水产食物。海洋中蕴藏着巨大

的能源和矿物资源。

对海洋、海岸线的调查、研究、利用和开发，虽然可以利用气象

卫星、地球资源卫星获得一些资料和数据，但不解决根本问题，例如

资源卫星遥感器波段主要在可见光和近红外波段，而海洋遥感器波段

主要在红外和微波波段。中国既是一个大陆国家(9600000km2土地)，

又是一个海洋国家(海岸线18000km，拥有4700000km2海域，多

于4000000km2的经济开发区)，发展海洋卫星是国民经济和军事部

门之必需。

海洋卫星的任务是海洋环境预报，包括远洋船舶的最佳航线选择，

海洋渔群分析，近海与沿岸海洋资源调查，沿岸与近海海洋环境监测

和监视，灾害性海况预报和预警，海洋环境保护和执法管理，海洋科

学研究，以及海洋浮标、台站、船舶数据传输，海上军事活动等。当

然，作为观测站的卫星远不止以上几种，预警卫星、核爆炸探测卫星、

天文预测卫星(如美国的“哈勃”太空望远镜)等均属于这一类。虽然它

们的功能各有侧重，但基本观测原理都是相似的。

中继站

中继站是一种在轨道上对信息进行放大和转发的卫星。具体分为

两类：一类用于传输地面上相隔很远的地点之间的电话、电报、电视

和数据;另一类用于传输卫星与地面之间的电视和数据。这种卫星有下

列几种：

通信卫星

利用卫星进行通信和平常的地面通信相比较，具有下列优点：通

信容量大;覆盖面积广;通信距离远;可靠性高;灵活性好;成本低。通信卫

星一般采用地球静止轨道，相当于静止在天空上。若有3颗地球静止

轨道卫星，彼此相隔120度，就可实现除地球两极部分地区外的全球

通信。

通信卫星已用于国际、国内和军事通信业务，同时开展了区域性

通信和卫星对卫星的通信。卫星通信技术已赋有很浓的军事色彩，它

在战略通信和战术通信中占有绝对的优势。各国已有的国际、国内卫

星通信系统都承担着军事通信任务。

通信卫星已进入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，它的应用日益广泛。它可用于传输电话、

电报、电视、报纸、图文传真、语音广播、时标、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。这种广播卫星不

需要经过任何中转就可向地面转播或发射电视广播节目，供公众团体

或者个人直接接收，因此又称为直播卫星。普通的家庭电视机配一架

直径不大的天线和机顶盒就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

跟踪和数据中继卫星是通信卫星技术的一个重大发展。它是利用

卫星来跟踪与测量另一颗卫星的位置，其基本思想是把地球上的测控

站搬到地球同步轨道上，形成星地测控系统网。这样，可大大增加对

近地轨道卫星，如气象卫星、侦察卫星、资源卫星、海洋卫星、通信

卫星等的跟踪测轨弧段，提高测轨精度，减少地面站的设置数量。换

句话说，跟踪和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。

发展跟踪和数据中继卫星将改变航天活动对地面测控的过分依赖

性，同时也可以克服在国外无法设置地面站的困难，所以受到了世界

各航天大国的普遍重视。中国也在积极地发展这种卫星技术。

除上述各中继站卫星系统外，各国还研制和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、

搜索和营救系统……

基准站

这种卫星是轨道上的测量基准点，所以要求对它测轨非常准确。

属于这种功能的卫星有：

导航卫星

这种卫星发出一对频率非常稳定的无线电波，海上船只、水下的

潜艇和陆地上的运动体等都可以通过接收卫星发射的电波信号来确定

自己的位置。利用导航卫星进行导航是航天史上的一次重大技术突破，

卫星可以覆盖全球进行全天候导航，而且导航精度高。

卫星导航定位有三种类型：双频多普勒测速定位系统，如美国的

“子午仪”导航卫星系统。该类卫星为两维导航定位系统，只能用于

水中舰船，定位精度为30~50m。“子午仪”卫星研制始于1958年，

1964年开始投入使用，起初是为水下核潜艇定位服务的，已停止使用;

导航卫星全球定位系统(GPS)。采用伪随机码测距，系统能进行全天候、

全天时、实时三维导航定位，定位精度10以下，用于舰船、飞机和陆

上活动目标等。该系统需要18~24颗卫星组网。俄罗斯亦有类似于美

国的两代导航卫星系统;区域性导航定位系统。3颗星(静止轨道)提供三

维位置。若发射两颗星则只能提供二维位置，如果用户能够提供自身

的高

程，则可以算出三维位置。该系统特点是同时能为百万用户服务，

互不干扰，保密性好。

测地卫星

卫星测地的原理与卫星导航的原理相似。由于地面上的测量站是

固定的，所以测量精度比对舰船导航定位的精度高。卫星测地达到的

精度比常规大地测量的精度高几十倍以上。

测地卫星可完成大地测量、地形测定、地图测绘、地球形状测量，

以及重力和地磁场测定。

卫星测地在军事、科学研究和民用方面受到重视，许多国家研制

和发射了测地卫星系统。利用卫星进行测地，为测绘工作提供了现代

化手段，工作周期短，测量精度高，大大节省了人力、物力和财力。

特别是要建立精确的全球性地理坐标系或三维地图，利用卫星测地是

惟一可行的测量手段。随着科技水平的不断提高，测地卫星的应用也

日益广泛，如人们利用测地卫星测量地壳移动从而监视和预报地震等。

测地卫星有主动和被动之分，可采用三角测量、激光测距、多普

勒系统等多种手段达到测地目的。

轨道武器

这是一种积极进攻的航天器，具有空间防御和空间攻击的职能。

它主要包括：

拦截卫星

卫星作为一种武器在轨道上接近，识别并摧毁敌方空间系统，这

种卫星被称为反卫星卫星。反卫星卫星的拦截方式可以有多种，主要

有：使拦截卫星在空间与目标卫星相遇，然后自爆以摧毁目标;从拦截

卫星上发射反卫星武器，如激光、粒子和微波等定向高能束射武器;拦

截卫星用自身携带的小型火箭助推器加速，与目标卫星相碰撞;设法使

目标卫星失去工作能力，如利用核辐射击毁目标卫星的电路与结构，

向目标卫星相机镜头上喷射物质，等等。

早在20世纪50年代末期，美国和前苏联就开始研究拦截卫星。

俄罗斯已经掌握了1000km以下拦截卫星的技术，美国也在90年代成

功地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间对地的进攻型武器。其任务是将武器部

署在地球轨道上，当它绕地球运行到指定位置时，用反推减速火箭使

其减慢速度，降低轨道，按地面指令射向目标。