1. 3 Đánh giá về tiềm năng khai thác về vệ tinh quỹ đạo thấp trên thế giới và
2.3.4 Góc ngẩng vệ tinh, mặt phẳng nghiêng, CPA và khoảng cách truyền:
Trong phần này sẽ mô tả quan hệ hình học thường được sử dụng cho vệ tinh quỹ đạo tròn. Một trong số đó là độ nghiêng mặt phẳng quỹ đạo so với góc ngẩng vệ tinh, cần thiết cho tính toán năng lượng đường truyền cao tần RF. Hình 2.11 minh họa về hình học của vệ tinh trên quỹ đạo.
Hình 2.11: Mô tả hình học tương quan trái đất và vệ tinh.
Phương trình cho Độ nghiêng và Khoảng cách mặt đất (GR) được đưa ra dưới đây và được vẽ cho các độ cao quỹ đạo khác nhau:
𝑆𝑅 = 𝑅 ∗ cos(90 + 𝐸𝑙) + [𝑅 ∗ cos(90 + 𝐸𝑙)2+ (𝑅 + 𝐻)2− 𝑅2]0,5 (2.4)
𝐸𝑙 = 𝐴𝑐𝑜𝑠 ((𝑅 + 𝐻) 𝑅 ∗ 𝑠𝑖𝑛(⁄ )) (2.5)
34
Hình 2.12: Biến thiên của độ nghiêng và khoảng cách mặt đất (km) so với góc ngẩng ở các cao độ khác nhau của vệ tinh.
Hình 1.13 cho thấy một vệ tinh làm việc ở độ cao H và cách trạm mặt đất một khoảng cách CPA từ đường di chuyển trên mặt đất (ground track). Khoảng cách trên mặt đất giữa vệ tinh và trạm mặt đất là GR, trong khi phạm vi mặt đất từ điểm vệ tinh với điểm điểm tiếp cận gần nhất CPA là GRCPA. Góc trung tâm phụ thuộc vào GR là α, bởi GRCPA là ω, và khoảng cách CPA là ψ.
35
Điều đầu tiên cần lưu ý là khi khoảng cách điểm tiệm cận gần nhất CPA tăng, góc ngẩng tối đa đạt được trong quá trình liên lạc, cũng như thời gian của giao tiếp vệ tinh giảm xuống. Điều này được minh họa trong Hình 2.14. Với cùng khoảng cách điểm tiệp cận gần nhất CPA, các vệ tinh có quỹ đạo cao hơn, sẽ có góc ngẩng sẽ lớn hơn. Các con số này được biễu diễn dựa trên phạm vi cơ bản của CPA, nó cũng minh họa góc độ cao so với thời gian (khi phạm vi mặt đất được chuyển đổi thành thời gian bằng vận tốc mặt đất của vệ tinh ). Phạm vi phương vị so với CPA trong Hình 3.8. Việc giảm thời gian vượt qua khi CPA được tăng lên được thể hiện trong Hình 3.9. Ở đây, thời lượng vượt qua được biểu thị dưới dạng một hàm của góc nâng tối thiểu, được coi là bắt đầu của một cuộc vượt qua. Điều này có liên quan bởi vì một vé vào một vùng núi với các vật cản đường chân trời thấp có thể không có giá trị cho đến khi đạt được góc nâng tối thiểu nhất định (như 5 ° hoặc 10 °).