开普勒轨道要素：太空探索和开发

航天器是为人类服务的，要利用航天器，必须知道航天器在轨道上的位置以便获得它的信息。为此，要知道航天器的轨道要素。根据这些要素就可以计算航天器的位置和速度；反之，根据航天器位置和速度亦可以计算出航天器轨道要素。开普勒轨道要素是最常用的经典轨道要素。

开普勒轨道要素包括：

*半长轴a：其长度是椭圆轨道长轴之半。

*偏心率e：椭圆轨道两焦点之间距离和长轴之比。半长轴和偏心率决定椭圆轨道大小和形状。

*倾角i：卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角叫轨道倾角，它是确定卫星轨道空间位置的一个重要参数。轨道倾角小于90º为顺行轨道；轨道倾角大于90º为逆行轨道；轨道倾角为0º为赤道轨道；轨道倾角等于90º为极地轨道，轨道平面通过地球南北极。

*升交点赤经Ω：卫星轨道穿过赤道平面时，与地球赤道平面有两个交点（i=0情况除外）。卫星由南半球向北半球的穿越段叫升段，和赤道平面的交点叫升交点；相反，从北半球向南半球的穿越段叫降段，和赤道平面的交点叫降交点。春分点和升交点对地心的张角叫升交点赤经Ω。轨道倾角i和升交点赤经Ω决定了轨道平面在空间的方位。(www.xing528.com)

*近地点幅角ω：近地点和升交点对地心张角。近地点幅角决定椭圆轨道在轨道平面内的方位。

*过近地点时刻t：它是卫星经过近地点的时间，以年、月、日、时、分、秒表示，是运动时间的计量起点。

图1-3　开普勒轨道要素

前5个要素是几何要素，在理想状况下是不变的，除非受到干扰或卫星自身机动飞行；第6个是时间要素，它是不断变化的。如果知道了这6个要素，那么地面站就能跟踪这些航天器，帮助航天器完成任务。

上述轨道要素也适用围绕行星运转的行星探测器和围绕太阳运转的人造行星。