已然一颗卫星就能看清半个地球为什么还要投进两颗卫星呢

放大字体  缩小字体 2019-12-21 15:52:07  阅读:9864 作者:责任编辑NO。魏云龙0298

间隔对球体可视部分的影响

如图所示,赤色部分表明了调查者间隔多远能看到多少球体外表。公有范畴图像资料:克里斯托弗.埃斯.贝尔德。

出于一个简略的几许原理,盘绕地球的人造卫星并不能完好的看全半个地球。正如图中所示,当调查者直视一个球体时,他所能看到的规模只在视界与球体相切处以内。调查者站的越近,所能看到的也就越少。当你站在平地上时,调查六合交接处的地平线,能看到的规模总是根本相同的。

图解:坐落德国巴伐利亚赖斯廷的世界上最大的卫星地面站

而当你站在山丘等有必定高度改变的当地时,再去看地平线,所能看到的间隔就随之改变了。但这些在陆地上的高度改变,比较于在卫星高度所发生的改变,就太微乎其微了,几乎能够忽略不计。

假如球体的半径是R,调查者与球体外表之间的直线间隔是d,则,经过简略的几许核算得出,调查者可见球体外表积为A:

等式表达A等于百分之50除以1加上R比d。

图片:人造卫星,图源:wikipedia

一旦d比R大的多的多,这个等式根本上能够看做是以为可视区域挨近球体外表积的一半。可是假如想要彻底的看到球体的一半,调查者必须在无限远的当地才干做到。类比一下,地球便是这个球体,卫星则是悠远的调查者。在地球曲折的外表上,视界源起处被称为地平线。地球的半径约为6370公里(3960英里)。当一个人在地球外表行走时,他的眼睛间隔地表约0.002千米(6英尺)。假定地球是个完美的球形,代入这个公式,那么这个人能够正常的看到0.000016%的地球外表,大约82平方公里(32平方英里)。这相当于一个半径约为5公里(3英里)的可视圈。

图源:stack exchange

换句话说,假定你正站在海滨的沙滩上,瞭望安静的海面,看远处的小舟逐渐消失在地平线上,在他们开端消失前,你所能看到最远的船,间隔你大约5公里。按理来说,远离地球外表能够拓展你的视界。例如,站在海拔1公里的山顶上,你的能见规模能大大的提升到地球外表的0.0078%,即大约40000平方公里(15000平方英里),这样地平线就离你110公里(70英里)远。而一般,其他的山脉、树木,乃至大气层自身都会下降能见度。

全球定位系统卫星网络示例,图源:Stanford University

地球的人造卫星轨迹高度规模很广,这儿只以全球定位系统的卫星网络系统来举例。全球定位系统的卫星的轨迹高度约为2万公里。依据上面的公式,每颗卫星在某一时间只能“看到”地球外表的38%。因而,想要一起“看到”整个地球,至少需求三颗卫星。

图解:美国DSP红外线间谍卫星

而事实上,地球又不是一个完美的球体,山脉会挡住视界,大气又会歪曲光线,所以至少需求四颗卫星,才干完好的一起“看到”地球的全貌。可是,全球定位系统卫星的责任不单单是看到整个地球,更是需求经过三边测量法,协助信号接收者定位他们的方位。这种定位程序假如想要到达最精准的作用,需求八颗卫星。因为每颗卫星的视界有限,并且需求有如此多的卫星堆叠于同一视界,因而全球定位系统网络现在包括32颗卫星。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. leaf- wtamu

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