本發(fā)明涉及航天衛(wèi)星領(lǐng)域，具體為衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法及衛(wèi)星變軌方法和旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星。

背景技術(shù)：

1、從牛頓萬(wàn)有引力定律就能推導(dǎo)出，在地球表面上扔出一個(gè)物體，只要速度大于7.9㎞/s,物體就能擺脫地球引力的束縛逃逸脫離地球而去（不考慮空氣阻力等情況下），距離地球表面越遠(yuǎn)所需要的逃逸速度會(huì)越慢，在某一個(gè)距離上物體的逃逸速度等價(jià)于地球?qū)ξ矬w的牽引速度時(shí)，物體便圍繞地球做圓周或橢圓軌道運(yùn)動(dòng)。這是發(fā)射衛(wèi)星的基本原理，在航空航天領(lǐng)域把7.9㎞/s定義為第一宇宙速度，或者說(shuō)是航天器的最小發(fā)射速度。

2、就人造地球衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，其軌道按高度分低軌道和高軌道，按地球自轉(zhuǎn)方向分順行軌道和逆行軌道。這中間有一些特殊意義的軌道，如赤道軌道、地球同步軌道、對(duì)地靜止軌道、極地軌道和太陽(yáng)同步軌道等。

3、衛(wèi)星的作用是利用光或電磁通信技術(shù)的基本原理，根據(jù)需求經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的人造衛(wèi)星在軌對(duì)光或電磁波進(jìn)行接收并反饋到地面接收中心進(jìn)行信息接收應(yīng)用，可以對(duì)地面和外太空進(jìn)行長(zhǎng)期或周期性監(jiān)測(cè)的接收信息并反饋、也可以自發(fā)自收信息的自持反饋、還可以地面發(fā)信息衛(wèi)星接收后再轉(zhuǎn)發(fā)回地面的中繼反饋，衛(wèi)星在很大程度上完成我們?cè)诘孛嫔想y以完成的或是需要花更大代價(jià)才能完成的通信工作。

4、衛(wèi)星的分類根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景大致可以分為三類：技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星：衛(wèi)星的應(yīng)用通常需要組網(wǎng)的，在正式發(fā)射前先在地面能滿足的條件下進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，或組網(wǎng)前先發(fā)射一些試驗(yàn)衛(wèi)星從而大幅降低試錯(cuò)成本和風(fēng)險(xiǎn)?？茖W(xué)衛(wèi)星：這類衛(wèi)星應(yīng)用于天文觀測(cè)，如裝載望遠(yuǎn)鏡等儀器對(duì)宇宙空間的天體進(jìn)行觀測(cè)研究，比起地面上的天文望遠(yuǎn)鏡，由于地外空間沒(méi)有大氣層的干擾，望遠(yuǎn)鏡能獲得更佳的觀測(cè)效果。目前的科學(xué)衛(wèi)星還開(kāi)展空間生物實(shí)驗(yàn)和微重力等實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用衛(wèi)星：這是所有衛(wèi)星中發(fā)射最多的一類，應(yīng)用衛(wèi)星根據(jù)用途可分為通信、觀測(cè)、導(dǎo)航三大類：通信衛(wèi)星用于國(guó)際通信衛(wèi)星、國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星、海事通信衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星、跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星等；觀測(cè)衛(wèi)星用于對(duì)地球觀測(cè)的各種對(duì)地遙感衛(wèi)星，如氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星等；導(dǎo)航衛(wèi)星用于定位、導(dǎo)航和大地測(cè)量基準(zhǔn)定位，如北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、gps、無(wú)線電定位衛(wèi)星和測(cè)地衛(wèi)星等。

5、1.由于天體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)密度和地勢(shì)分布不均等原因，衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到空間環(huán)境的影響，例如地球非球形的形狀攝動(dòng)，大氣阻力攝動(dòng)，太陽(yáng)光壓攝動(dòng)，日、月引力攝動(dòng)等，這些攝動(dòng)常常會(huì)影響衛(wèi)星的軌道、影響衛(wèi)星的姿態(tài)、以及使軌道會(huì)產(chǎn)生偏移，針對(duì)這一情況，現(xiàn)目前都是需要衛(wèi)星自帶的動(dòng)力裝置給予適當(dāng)?shù)卣{(diào)整；

6、?2.不同軌道高度的衛(wèi)星環(huán)繞速度也會(huì)有所不同，其軌道周期不同，其中唯有位于赤道上高度距離地面35786km這一條靜止軌道衛(wèi)星，在這個(gè)軌道高度可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)靜止；其他軌道高度的衛(wèi)星會(huì)存在軌道周期過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)；

7、3.現(xiàn)目前的衛(wèi)星，為了防止與其他不同的衛(wèi)星相撞，相同軌道或不同軌道的衛(wèi)星之間分別需要保持很大的安全距離；再加上至今為止報(bào)廢的航天器和衛(wèi)星以及停留在太空的太空垃圾，太空碎片的數(shù)量在不斷增加，目前環(huán)繞地球軌道的碎片數(shù)量已超過(guò)1.6億個(gè)，且這些碎片大小不一，讓地球軌道變得“擁擠”，能夠給未來(lái)發(fā)射新的衛(wèi)星的“空白”區(qū)域越來(lái)越少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是至少解決現(xiàn)有衛(wèi)星會(huì)被外在因素影響姿態(tài)和衛(wèi)星的軌道的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法，包括：

3、軌道衛(wèi)星在軌道高度35786km為第一高度信息，獲得所述第一高度信息的第一環(huán)繞速度信息，該環(huán)繞速度信息為第一長(zhǎng)度信息；

4、獲取旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星所處軌道的第二高度信息，并根據(jù)所述第二高度信息獲得與之對(duì)應(yīng)的第二環(huán)繞速度信息；該第二環(huán)繞速度信息為第二長(zhǎng)度信息；利用所述第一長(zhǎng)度信息和所述第二長(zhǎng)度信息得出第一差異長(zhǎng)度信息；

5、獲取所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星旋轉(zhuǎn)一圈的周長(zhǎng)信息；并根據(jù)所述第一差異長(zhǎng)度信息和所述周長(zhǎng)信息得出所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的第一旋轉(zhuǎn)信息；

6、將所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星在軌道以第一轉(zhuǎn)速保持自身旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；該第一轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速為第二旋轉(zhuǎn)信息，所述第二旋轉(zhuǎn)信息為所述第一旋轉(zhuǎn)信息的n倍，n為自然數(shù)或小數(shù)或負(fù)數(shù)。

7、作為本發(fā)明衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，所述第二旋轉(zhuǎn)信息為第二差異長(zhǎng)度信息，利用所述第二差異長(zhǎng)度信息替代所述第一差異長(zhǎng)度信息。

8、作為本發(fā)明衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的自身旋轉(zhuǎn)狀態(tài)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

9、作為本發(fā)明衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的旋轉(zhuǎn)與所處軌道的環(huán)繞形成復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

10、作為本發(fā)明衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的軌道高度高于所述35786km時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的自身旋轉(zhuǎn)狀態(tài)為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的軌道高度低于所述35786km時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的自身旋轉(zhuǎn)狀態(tài)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

11、本發(fā)明衛(wèi)星變軌方法，包括上述任一項(xiàng)所述的衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法，以及還包括：

12、獲取目標(biāo)軌道的第三高度信息，并根據(jù)所述第三高度信息獲得與之對(duì)應(yīng)的第三環(huán)繞速度信息；該第三環(huán)繞速度信息為第三長(zhǎng)度信息；利用所述第三長(zhǎng)度信息和所述第一長(zhǎng)度信息得出第二差異長(zhǎng)度信息；

13、提高或降低所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的自身旋轉(zhuǎn)速度，并使所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星進(jìn)入所述目標(biāo)軌道；

14、根據(jù)所述第二差異長(zhǎng)度信息和所述周長(zhǎng)信息得出所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的第三旋轉(zhuǎn)信息；

15、將所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星在所述目標(biāo)軌道以第二轉(zhuǎn)速保持自身旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；該第二轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速第四旋轉(zhuǎn)信息；所述第四旋轉(zhuǎn)信息為所述第三旋轉(zhuǎn)信息的n倍，n為自然數(shù)或小數(shù)或負(fù)數(shù)。

16、作為本發(fā)明衛(wèi)星變軌方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)所述目標(biāo)軌道的所述第三高度信息低于所述第一高度信息，所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；

17、在所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星進(jìn)入所述目標(biāo)軌道前先將所述第一轉(zhuǎn)速提高為第三轉(zhuǎn)速，該第三轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速為第五旋轉(zhuǎn)信息；

18、在所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星進(jìn)入所述目標(biāo)軌道后再將所述第三轉(zhuǎn)速調(diào)整為第二轉(zhuǎn)速；所述第二轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速為第四旋轉(zhuǎn)信息；

19、所述第五旋轉(zhuǎn)信息大于所述第四旋轉(zhuǎn)信息。

20、作為本發(fā)明衛(wèi)星變軌方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案，當(dāng)所述目標(biāo)軌道的所述第二高度信息高于所述第一高度信息，所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；

21、在所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星進(jìn)入所述目標(biāo)軌道前先將所述第一轉(zhuǎn)速提高為第四轉(zhuǎn)速，該第四轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速為第六旋轉(zhuǎn)信息；

22、在所述旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星進(jìn)入所述目標(biāo)軌道后再將所述第四轉(zhuǎn)速調(diào)整為第二轉(zhuǎn)速；所述第二轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速為第四旋轉(zhuǎn)信息；

23、所述第六旋轉(zhuǎn)信息大于所述第四旋轉(zhuǎn)信息。

24、本發(fā)明旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星，該旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星將采用上述任一項(xiàng)所述的衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法或上述任一項(xiàng)所述的衛(wèi)星變軌方法。

25、作為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的一種優(yōu)選實(shí)施方案，該旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星至少包括衛(wèi)星主體，以及安裝在所述衛(wèi)星主體內(nèi)的動(dòng)力裝置；所述衛(wèi)星主體的外部安裝有太陽(yáng)能板，所述動(dòng)力裝置至少具有分別第一方向、第二方向及第三方向的推進(jìn)噴管。

26、作為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的一種優(yōu)選實(shí)施方案，所述衛(wèi)星主體的質(zhì)量由內(nèi)而外、從小到大分布于所述衛(wèi)星主體的環(huán)形周邊。

27、有益效果

28、本發(fā)明解決了以上現(xiàn)有問(wèn)題及以上未一一提及的其他現(xiàn)有問(wèn)題并相應(yīng)至少帶來(lái)以下創(chuàng)新優(yōu)點(diǎn)：

29、本發(fā)明衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法及衛(wèi)星變軌方法和旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星，采取的運(yùn)行方式是讓衛(wèi)星以相向、反向的軌點(diǎn)（相對(duì)于參考系的某個(gè)點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)代替軌道線運(yùn)動(dòng)和/或使衛(wèi)星同時(shí)復(fù)合擁有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和線運(yùn)動(dòng)，來(lái)控制衛(wèi)星的在軌高度以及速度，并且通過(guò)控制衛(wèi)星的旋轉(zhuǎn)方向和速度來(lái)控制衛(wèi)星的姿態(tài)和改變其運(yùn)行軌道。

30、本發(fā)明衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法及衛(wèi)星變軌方法和旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的一大優(yōu)勢(shì)是可以在既定的任意相對(duì)空間位置靜止，這樣及大地規(guī)避了因引力場(chǎng)不均勻造成的系列問(wèn)題，當(dāng)然衛(wèi)星可以將直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)復(fù)合應(yīng)用，做到軌道、速度和姿態(tài)的自由可控。并且可以更靈活地控制衛(wèi)星相對(duì)地球中心與衛(wèi)星的連線在地球表面上的交點(diǎn)的軌道速度和高度。

31、本發(fā)明衛(wèi)星在軌運(yùn)行方法及衛(wèi)星變軌方法和旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星，在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，受外在因素影響更小，不同的衛(wèi)星之間的間距可以實(shí)現(xiàn)更近，空間可容納更多不同高度、不同經(jīng)緯度的靜止軌道衛(wèi)星；除了可以在軌道增加更多數(shù)量的衛(wèi)星以外，還提高了避免不同衛(wèi)星之間相互間碰撞的安全性。