Высота спутника — это расстояние между поверхностью Земли и спутником, но сама Земля не имеет сферической формы. На экваторе радиус Земли на 21 км больше, чем на полюсах, и на самом деле форма Земли даже не является идеальным сплюснутым сфероидом.
Так как же на самом деле определяется высота спутника?
Для спутника с круговой орбитой какая постоянная - расстояние от поверхности Земли до спутника или расстояние от центра Земли до спутника?
обновление: 6378,137 км - это то, что я использую сейчас.
По соглашению высота космического корабля - это расстояние до центра Земли минус примерно 6378 километров, или некоторый эталонный радиус, представляющий экваториальный радиус Земли. Высота космического корабля на самом деле не используется в качестве точного описания положения спутника, поскольку это всего лишь скаляр, и он требует определения, но если вам нужно указать какое-то значение высоты, используйте расстояние до центра масс Земли за вычетом некоторой ссылки. радиус, который обычно является средним экваториальным радиусом. Например, я часто вижу следующее уравнение (например , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 и в этом ответе ):
Другой способ убедиться в этом — просто выполнить поиск на этом сайте SE по запросу «6378» . (Оказывается, в большинстве случаев это от меня, так что это не считается). Можно было бы использовать более точное значение экваториального радиуса Земли , например 6378,137 , но разница не имеет смысла, поскольку высота космического корабля сама по себе не является точно определенной величиной.
Вы можете больше узнать о надире и вопросе о том, какая именно точка на поверхности Земли находится «непосредственно под» спутником в данный момент, а также о разнице между геодезической подспутниковой точкой и геоцентрической подспутниковой точкой в этом превосходном ответе .
Теперь последняя часть вопроса:
Для спутника с круговой орбитой какая постоянная - расстояние от земной поверхности до спутника или расстояние от центра земли до спутника?
Короткий ответ — «ни то, ни другое», но ответ, который, вероятно, будет наиболее правильным, заключается в том, что расстояние от спутника до центра масс Земли , вероятно, будет более постоянным, чем расстояние до поверхности, если вы вычислите имеете ли вы в виду геодезическую или геоцентрическую подспутниковую точку. Это связано с тем, что гравитационные члены более высокого порядка за пределами монополя слабы и имеют лишь небольшой эффект.
Быстрый способ подтвердить это — заметить, что радиус Земли варьируется более чем на 20 километров от экваториального до полярного, и тем не менее спутники на круговых орбитах могут иметь перицентр и апоцентр в пределах километра друг от друга. Например, я выбрал два спутника из созвездия "A-Train" , орбита которого почти полярна. Аква и Аура и поискали информацию о них в Википедии. У обоих разница между перицентром и апоцентром составляет всего 2 километра или меньше.
Полезное соглашение:
Используя это мягкое определение, обычно можно увидеть, что орбиты описываются с использованием высот в перицентре и апоапсисе. Например, это обсуждение орбиты 625 x 625 км спутника Iridium означает, что он является круговым с радиусом 625 + 6378 км, а геостационарная переходная орбита 185 км x 35 786 км будет иметь апсиды примерно на этих же значениях плюс К каждому прибавлено по 6378 км.
В орбитальной механике положение спутника можно определить с помощью элементов орбиты (которые имеют некоторые преимущества перед другими системами координат для типичных орбит). Элементы орбиты описывают положение относительно центра масс Земли или любого другого тела. Например, одним из элементов орбиты является большая полуось, которая для круговой орбиты идентична расстоянию между спутником и центром масс Земли, а не поверхностью Земли.
Как вы говорите, расстояние до поверхности Земли меняется даже на круговой орбите. Это можно рассчитать на основе геоида, и это полезно для многих целей, но это скорее диагностическая, чем прогностическая переменная.
При выполнении этого расчета Земля аппроксимируется как точка-масса . Сплюснутость планеты и различные гравитационные потенциалы затем можно вычислить с помощью сферических гармоник или «маскона» (сокращение от концентрации массы).
При разработке специальных орбит, таких как орбиты вокруг точек Лагранжа , нередко определяется новая система отсчета, центр которой находится в барицентре двух небесных тел, рассматриваемых для задачи.
Чтобы расширить другие ответы, это действительно зависит от того, для чего вы хотите использовать высоту.
В симуляторе полета шаттла мы рассчитывали высоту орбиты несколькими разными способами.
Хулио