太阳同步卫星的通过时间有多精确?


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顾名思义,太阳同步卫星在一天中的同一太阳时间经过同一位置时会获取场景。根据此站点,通过利用节点回归并将卫星发射到轨道上,从而实现了太阳共时性,在该轨道上,节点回归几乎完全抵消了地球上任何点引起的太阳位置的每日变化绕太阳公转。事实证明,这取决于卫星的高度,约为95到100度。

卫星描述文件中通常会提到下降节点的本地时间(或立交时间)。我想知道这些说明性文件中提供的太阳时间实际上有多精确,以及如何根据可能影响的参数(海拔,纬度,经度,一年中的天数,卫星的年龄)提高这一精度。我的理解是,主要区别来自当地的太阳时间与平均太阳时间(请参见时间方程,最多18分钟),但我正在寻找宣布的立交时间与道路通行时间之间其他差异来源的数量级。世界上任何地方的实际本地太阳能。

我有几个卫星(前哨,MODIS,Landsat等),但是我对PROBA-V特别感兴趣。PROBA-V在太阳同步轨道上以820公里的高度飞行,并在发射10:45 h时具有本地立交时间。由于该卫星没有机载推进剂,因此预计过桥时间将与发射时的值逐渐不同。还欢迎对Sentinel-2等卫星进行漂移校正的示例。


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您指的是哪颗卫星,数据需要多精确?
Kersten'1

@Kersten我首先想知道立交时间与文档中提到的时间有多少不同。是几秒钟,几分钟还是更长的时间?我对PROBA-V感兴趣,但这是一个特例,因为该平台无法控制其轨道。一般规则,例如“距赤道每10°的差增加x分钟”,将受到欢迎。我只需要一个数量级。
radouxju

Answers:


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我不是轨道专家,但我会尽力回答。给定理论上太阳同步轨道上的立交时间,要确定确切的立交时间并不容易,因为它取决于许多因素。

  • 理论上的越过时间在赤道处有效,并且在卫星轨道越过赤道时在卫星轨道下的本地时间有效(根据获取图像是上升还是下降的卫星,这称为上升节点或下降节点)
  • 例如,从布鲁塞尔到赤道大约需要15分钟
  • 它也取决于卫星的视角。如果卫星向西看您的兴趣点,则其立交桥较早;如果卫星向东,则立交时间较晚
  • 而且航天局不能精确地维持立交时间,它们会使车窗内发生一些漂移。当卫星越过窗户的一侧时,他们会进行回旋,将其放回另一侧,然后再次漂移

因此,准确预测过桥时间的唯一方法是使用轨道模拟器,例如使用Norad可用的两个线要素公告作为输入。 https://celestrak.com/NORAD/elements/

如果您的卫星位于一个相控轨道上,重复周期为N天,则更为简单,但准确性较差,您还可以使用N天之前的一次捕获的捕获时间。但是我不确定PROBA-V是否在相控轨道上。


谢谢奥利维尔的回答。我没有试图找到确切的立交时间,但我想知道与“官方”时间有多少不同。为了简单起见,让我们考虑一下天底视图。所以1)地球自转能补偿从赤道到布鲁塞尔所需的15分钟?2)太空机构可以容忍多少漂移(对于第二个问题,PROBA-V漂移没有像我提到的那样得到纠正,但是Sentinel-2呢?)
radouxju

嗨,朱利安,您似乎找到了PROBA-V的答案,并在答复中提供了答案。关于Sentinel-2,对不起,我不知道,也许来自ESA的人会回答。也许您应该在问题的标签中添加Sentinel-2和PROBA-V。
O. Hagolle '16

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基于第一个答案和这篇文章,我尝试在影响太阳同步卫星立交时当地太阳时间的不同参数上添加一些数字:

卫星漂移

需要与太阳同步的轨道不时进行调整。例如,对于MODIS,每两年一次。对于PROBA-V,不校正漂移。从PROBA-V产品用户手册v1.3中可以看出,未经校正的漂移会导致3.5年内的过桥时间发生大约半小时的变化。我猜想在应用校正后,这种漂移会保持在大约10分钟内。

在此处输入图片说明

平均太阳时间与当地太阳时间

十二时正当地时间(LST)定义为太阳在天空中最高的时间。由于地球轨道的离心率,当地时间(LT)通常与LST不同。与平均太阳时间相比,当地太阳时间在+/- 15分钟范围内。下图来自维基百科。

在此处输入图片说明

视角角度

太阳同步性达到最低点。由于PROBA-V的覆盖范围广,所观察到的位置具有不同的本地时间。这是一些用NOAA太阳位置计算器得出的示例,其中PROBA-V幅值为约2200 km。我(大概)看了看那些纬度的足迹。

赤道:+/- 20分钟

65°北:+/- 40分钟

如果使用Sentinel-2及其相对较小的条带(290公里),则赤道之间的差异范围为+/- 4分钟。

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