卫星运行模拟
物理原理与对比
万有引力与向心力
所有卫星绕地球运动都遵循同样的物理原理：地球的万有引力提供卫星圆周运动所需的向心力。
F = G · (M · m) / r² = m · v² / r
其中 G 是万有引力常数，M 是地球质量，m 是卫星质量，r 是轨道半径，v 是卫星线速度。
| 特性 | 近地卫星 (LEO) | 同步卫星 (GEO) |
|---|---|---|
| 轨道高度 | 300-2,000 km | 35,786 km |
| 运行周期 | 约90分钟 | 24小时 (与地球自转同步) |
| 线速度 | 约7.8 km/s | 约3.1 km/s |
| 角速度 | 较大 | 与地球自转角速度相同 |
| 覆盖范围 | 小区域，快速移动 | 固定覆盖地球1/3区域 |
| 典型应用 | 遥感、气象卫星、空间站 | 通信、电视广播、天气预报 |
近地卫星特点
- 轨道高度低，发射成本较低
- 信号传输延迟小
- 需要多颗卫星组网实现全球覆盖
- 受大气阻力影响，需要定期轨道维持
- 拍摄地表分辨率高
同步卫星特点
- 相对地球表面静止
- 三颗卫星即可覆盖全球（除两极）
- 信号传输延迟明显（约0.25秒）
- 轨道资源有限，需国际协调
- 发射成本高，技术要求严格