在衛星通信系統中,按衛星的運行軌道高度來分可分為同步軌道(GEO,Geostationary Earth Orbit)、高橢圓軌道(HEO,Highly Eccentric Orbit)、中軌道(MEO,Medium Earth Orbit)和低軌道(LEO,Low Earth Orbit)。圖1所示為衛星軌道的高度比較示意圖。圖中并沒有反映各種軌道的實際傾角,均以0°傾角給出,以便于進行高度的比較。表1給出了他們的特點比較;表2給出了它們優缺點的比較。
圖1:各種衛星軌道的高度比較示意圖
表1:GEO/HEO/MEO/LEO的特點比較
表2:GEO/HEO/MEO/LEO的優缺點比較
圖中兩個灰色的圓環分別表示了內、外范·艾倫輻射帶(Van Allen Radiation Belt)。范·艾倫輻射帶是美國的詹姆斯·范·艾倫博士于1959年發現的圍繞地球的高能粒子輻射帶,共內外兩層,其中高度較低的稱為內范·艾倫帶,主要包含質子和電子混合物,高度較高的稱為外范·艾倫帶,主要包含電子。范·艾倫帶的輻射強度與時間、地理位置、地磁和太陽的活動有關,通常認為,內、外范·艾倫帶中帶電粒子的濃度分別在距地面3700km 和18500km 附近達到最大值。實際上高能粒子的輻射在任何高度均存在,只是強度不同,范·艾倫帶是粒子濃度較高、較集中的區域。由于范·艾倫帶對電子電路具有很強的破壞性,因此選擇衛星軌道時應避開這兩個高度區域,這就限制了可用的軌道高度。另外,在軌道高度較低時,大氣的阻力對衛星的影響不能忽略。通常認為,在軌道高度低于700km 時,大氣阻力會嚴重影響衛星的飛行,縮短衛星壽命,在軌道高度高于1000km 時,大氣阻力的影響可以忽略。在以上因素的制約下,各種軌道的可用高度范圍詳見下表3。
表3:各種軌道的可用高度范圍