在卫星通信系统中,按卫星的运行轨道高度来分可分为同步轨道(GEO,Geostationary Earth Orbit)、高椭圆轨道(HEO,Highly Eccentric Orbit)、中轨道(MEO,Medium Earth Orbit)和低轨道(LEO,Low Earth Orbit)。图1所示为卫星轨道的高度比较示意图。图中并没有反映各种轨道的实际倾角,均以0°倾角给出,以便于进行高度的比较。表1给出了他们的特点比较;表2给出了它们优缺点的比较。
图1:各种卫星轨道的高度比较示意图
表1:GEO/HEO/MEO/LEO的特点比较
表2:GEO/HEO/MEO/LEO的优缺点比较
图中两个灰色的圆环分别表示了内、外范·艾伦辐射带(Van Allen Radiation Belt)。范·艾伦辐射带是美国的詹姆斯·范·艾伦博士于1959年发现的围绕地球的高能粒子辐射带,共内外两层,其中高度较低的称为内范·艾伦带,主要包含质子和电子混合物,高度较高的称为外范·艾伦带,主要包含电子。范·艾伦带的辐射强度与时间、地理位置、地磁和太阳的活动有关,通常认为,内、外范·艾伦带中带电粒子的浓度分别在距地面3700km 和18500km 附近达到最大值。实际上高能粒子的辐射在任何高度均存在,只是强度不同,范·艾伦带是粒子浓度较高、较集中的区域。由于范·艾伦带对电子电路具有很强的破坏性,因此选择卫星轨道时应避开这两个高度区域,这就限制了可用的轨道高度。另外,在轨道高度较低时,大气的阻力对卫星的影响不能忽略。通常认为,在轨道高度低于700km 时,大气阻力会严重影响卫星的飞行,缩短卫星寿命,在轨道高度高于1000km 时,大气阻力的影响可以忽略。在以上因素的制约下,各种轨道的可用高度范围详见下表3。
表3:各种轨道的可用高度范围