摘要: 多年来，不同类型的卫星已变得不可或缺，它们支持从广播、导航到地球遥感的各种活动，并且具有多种用途，因此通常根据功能对其进行分类。每一种卫星轨道都有自己独特的特征，应用于不同的任务。同时，所有不同类型的卫星，无论它们用于什么用途，都有助于更多地了解地球、拉进偏...
多年来，不同类型的卫星已变得不可或缺，它们支持从广播、导航到地球遥感的各种活动，并且具有多种用途，因此通常根据功能对其进行分类。每一种卫星轨道都有自己独特的特征，应用于不同的任务。同时，所有不同类型的卫星，无论它们用于什么用途，都有助于更多地了解地球、拉进偏远地区的居民关系、减轻人为和自然灾害以及开辟新技术人类的可能性。
人造卫星的定义和类型
人造卫星是通过火箭送入轨道的任何人造物体。这些航天器配备了灵敏的仪器和照相机，用于研究地球和其他行星、协助通信，甚至观察遥远的宇宙。由于其广阔的视野和更高的空间分辨率，可比地面传感器更快地收集信息。此外，与地面天文台不同，从太空观察不会受到任何类型的大气遮蔽物（如云和灰尘）的阻碍。
每个航天器都被送入太空执行不同类型的任务，无论是通信、科学探究、天气预报还是野外观测。卫星的用途将决定其大小、轨道类型和总体布局。尽管人造卫星种类繁多，轨道各异，但它们到达太空后都遵循相同的物理定律和数学计算。
按轨道划分有哪些不同类型的卫星？
在大多数情况下，卫星在发射后会被放置在环绕地球的几个预定轨道之一。但在某些情况下，它可能会被引导到星际旅行，沿着绕太阳的路径直到到达最终目的地。
卫星通常根据其轨道高度（距地球表面的距离）进行分类，这直接影响它们的覆盖范围和绕地球行进的速度。在选择轨道类型时，航天器开发商应考虑其预期用途、获取的数据和提供的服务，以及不同轨道的成本、覆盖范围和可行性。基于轨道的 5 种主要卫星类型是：
- 低地球轨道 (LEO)
- 中地球轨道 (MEO)
- 地球静止轨道 (GEO)
- 太阳同步轨道（SSO）
- 地球静止转移轨道 (GTO)
接下来让我们更深入地了解这 5 种不同类型卫星轨道的性质，以更多地了解它们的特性和潜在用途。
低地球轨道 (LEO) 卫星
低地球轨道卫星在地球表面上方大约 160-1,500 公里的高度移动。它们的轨道周期很短，在 90 到 120 分钟之间，这意味着每天最多可以环绕地球 16 圈。这使得它们特别适合所有类型的遥感、高分辨率地球观测和科学研究，因为数据可以快速获取和传输。
LEO 中所有类型的卫星都可以改变其平面相对于地球表面的角度。低地球类型的轨道非常普遍，它为航天器提供了更多的潜在路径。然而由于它们靠近地球，因此覆盖范围比其他类型的卫星要小。通常，被称为卫星星座的低地球轨道航天器组一起发射，形成某种类型的环绕地球网络，这使他们可以通过合作同时覆盖广阔的区域。
EOS SAT 作为遥感数据的来源，可用于可持续实践和精准农业，是食品生产商、投入品供应商、银行、政府和其他涉足农业领域的最具潜力 LEO 星座之一。
中地球轨道 (MEO) 卫星
中地球类型的轨道位于近地轨道和地球静止轨道之间，通常高度约为 5,000 至 20,000 公里。具备定位和导航服务，如 GPS，广泛使用 MEO 类型的卫星。最近，高通量卫星 (HTS) MEO 星座已投入运行，以实现与服务提供商、商业和政府组织的低延迟数据通信。
由于轨道周期较长（通常在 2 到 12 小时之间），这种类型的卫星在覆盖范围和数据传输率之间提供了一个很好的平衡点。与低地球轨道航天器相比，MEO 航天器覆盖全球所需的设备更少，但时延更长，信号更弱。
地球静止轨道 (GEO) 卫星
地球静止轨道上的航天器位于地球表面上方 35,786 公里处，正好在赤道上方。GEO 中三台均匀分布的机器几乎可以覆盖全球，这要归功于它们在地球上覆盖的巨大区域。
GEO 中的物体在地面上看起来是静止的，它们的轨道周期与地球的自转周期相同，即23 小时 56 分 4 秒。这允许地面天线始终指向空间中的同一设备。这就是为什么此种类型的卫星非常适合电视和电话等始终在线的通信服务。此外，这种类型可用于气象学，以密切关注特定地区的天气并跟踪当地模式的发展。用于实时通信的 GEO 型航天器的缺点是它们与地球的距离很远，导致信号延迟较长。地球静止轨道上的卫星提供用于计算风速的云模式观测。
太阳同步轨道 (SSO) 卫星
太阳同步轨道型卫星在地球上空600至800公里的高度从北向南穿越极地。SSO 航天器的轨道倾角和高度经过校准，因此总是在恰好相同的当地太阳时穿过任何给定位置。因此，成像的照明条件一致，使该型卫星成为对地观测和环境监测的理想选择。
这也意味着 SSO 的当前和历史卫星图像非常适合变化检测。科学家利用这些图像序列来了解天气模式的发展、预测飓风、监测和预防野火和洪水，并收集有关森林砍伐和海岸线变化等长期问题的信息。但由于轨道高度较低，SSO 型航天器一次只能覆盖较小的区域，需要更多的机器才能连续覆盖。
地球静止转移轨道 (GTO) 卫星
最常见的卫星转移轨道类型是地球静止轨道，用于从过渡轨道转移到地球静止轨道。当由猎鹰9号等运载火箭从地球推进太空时，航天器并不总是直接进入其最终轨道。运载有效载荷到地球同步轨道的火箭将其降落在转移轨道上，这是到达其最终位置的中途点。随后卫星的发动机启动，到达目的地轨道并调整倾斜度。此快捷方式使机器能够以最小的资源到达地球静止轨道。
其他不太常见的轨道类型包括高椭圆轨道 (HEO)、极地轨道和拉格朗日点（L 点）。航天器的目标和任务将决定所选择的轨道类型。因此，应用程序应该更多地考虑卫星类型。
按功能划分有哪些不同类型的卫星？
提供通信和电视服务只是天基技术应用的冰山一角。近年来，出于各种科学目的发射了多种类型的卫星，包括地球观测、气象研究、导航、研究太空飞行对生物体的影响以及深入了解宇宙。如今根据应用情况，最常见的四种类型的卫星是：
- 通信卫星
- 地球观测卫星
- 导航卫星
- 天文卫星
我们将在下面继续深入研究不同类型卫星的特性及其功能。
通信卫星
通常位于 GEO 并配备转发器（无线电信号的集成接收器和发射器）的通信航天器可以接收来自地球的信号并将其重新传输回地球。结果，它打开了以前由于距离远或其他障碍而无法相互通信区域之间的交互通道。不同类型的通信卫星促进了各种形式的媒体传输，例如广播、电视、电话和互联网。
使用航天器的通信类型，可同时中继许多信号。用于向地面站广播和电视信号分配的航天器通常为每个载体配备单独的转发器。不过，在大多数情况下，多个载波将由一个转发器中继。由于与移动终端的兼容性，此类卫星非常适合远距离通信。
地球观测卫星
地球观测卫星的目的是从太空监测星球并报告其观察到的任何变化。这种类型的空间技术使一致和可重复的环境监测以及在自然灾害和武装冲突等紧急情况下，对事件的快速分析成为可能。监视任务的目标决定了用于地球观测的卫星传感器的类型。收集的信息因所使用的传感器类型和可用频段而异。
第一颗 EOS SAT 星座卫星 EOS SAT-1 现在绕地球运行，其任务是通过精密技术改善农业和森林管理。EOS SAT-1 的 11 个光谱波段专门设计用于监测农业和林业的不同方面，从作物疾病的存在到土壤水分。
地球观测航天器可以分为以下类型:
- 气象卫星用于监测和预报天气趋势并提供实际天气数据。GEO 是不同类型气象卫星的理想选择，因其提供了一个恒定的视角，使科学家能够跟踪云模式并预测它们的运动。
- 遥感卫星的主要应用是各类环境监测和地理测绘。用于不同类型遥感的机器在三个轨道之一环绕地球：极地、非极地 LEO 或 GEO。地理信息系统 (GIS) 卫星是一种遥感航天器，其主要功能是提供适合GIS 制图和进一步空间分析的图像。
导航卫星
导航系统星座位于距地球表面 20,000 至 37,000 公里之间，这种类型的卫星发出的信号会显示其时间、空间位置和健康状况。有两种主要类型的空间导航系统：
- 全球导航卫星系统 (GNSS)的航天器广播 GNSS 接收器拾取并用于地理定位目的信号，提供全球覆盖。欧洲的Galileo（伽利略）、美国的 GPS、中国的北斗卫星导航系统都是 GNSS 的示例。
- 区域导航卫星系统 (RNSS)是一种自治区域导航系统，可提供区域范围的覆盖。例如，印度的 IRNSS 项目旨在为印度公民提供可靠的基于位置的服务。
天文卫星
基本上，天文卫星是轨道上的巨型望远镜。它的视力很好，不受地球大气层的干扰，其红外成像技术也能正常工作，不受地球表面温度的影响。用于天文学卫星类型的视野比地球上最强大的望远镜好十几倍。
天文学中使用的航天器可以分为几种不同的类型：
- 天文卫星用于研究不同类型的天体和空间现象，从创建恒星和行星表面图、拍摄太阳系行星的图像到研究黑洞。
- 利用装有特定类型传感器的气候研究卫星，使科学家能够收集关于世界海洋和冰、陆地、生物圈和大气的全面、多方面的数据。
- 得益于生物卫星，对植物和动物细胞及结构的空间研究成为可能。由于它们允许来自不同地区的科学家合作，因此这种类型的航天器在医学和生物学的进步中发挥着至关重要的作用。
绝大多数卫星可以同时执行不止一项功能。尽管如此，研究人员普遍建议使用的卫星类型多样化，以获得更全面、更准确的研究结果。EOSDA LandViewer 是一个有用的工具，聚合了来自多个来源的空间收集图像（包括高分辨率），并提供了一个用户友好的界面来查找和下载需要的图像。
空间技术的最新进展及其未来前景
所有类型的卫星，无论是按轨道还是功能分类，都对我们的日常生活至关重要。除了促进通信、导航、空间分析、天气预报、灾害管理和获取天文知识外，这些类型的太空设备还帮助更深入地了解我们在地球和宇宙中的位置。
由于技术进步，特别是计算机和其他组件的缩小，发射不同类型的遥感卫星变得更加容易。2022年，6905颗现役卫星绕地球运行，比上年增长43.8%。果然，这个数字会不断上升，最终让地球上的人们拥有他们曾经梦寐以求的能力。
我们必须继续向空间技术投入资源，因此才可以通过多种方式改善人类生活。卫星能够从难以到达的地区进行实时监测和数据收集，让我们能够就气候变化和自然灾害等紧迫问题做出明智的决定。通过扩大与农村和欠发达地区的连通性，它们可以促进经济增长并帮助弥合数字鸿沟，从而为所有人创造一个更加公正和可持续的未来。
