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  • 1 # 三個科學

    要想知道速度首先要知道位置,為什麼很多人都覺得定位是一件很簡單的事情呢?其實定位問題非常複雜。

    現在大家都習慣了手機定位,開啟地圖就可以看到自己的位置,非常方便,那是因為在地球上空有幾十顆定位衛星在執行,再加上各國科學家幾十年的努力,才讓我們能方便的知道自己的位置,太空則不同。

    在太空中定位,沒有大家想象的那麼簡單,因為無法發射太空定位衛星,所以太空定位是一件非常複雜的事情。

    太空中宇宙飛船的速度是以什麼為參考,這個要看宇宙飛船的具體任務和位置及選定的座標系。

    目前人類太空探索飛船使用的參照物為太陽、地球、月球、各大行星、系外恆星等。

    要確定一個物體的位置,進而計算位置的變化及速度等,要先建立一個穩定的座標系。

    為了更好的計算宇宙飛船的位置、速度、軌道等引數,根據經驗和實際情況,目前每個國家都建立了自己的航天飛行器常用座標系

    確定一個座標系需要三個元素:座標原點、正方向、單位長度。

    根據座標原點及正方向不同,目前使用的航天飛行器座標系大概分為幾種:

    原點在地心的座標系

    如曆元地心平赤道座標系、地球固練座標系、地心黃道座標系等。

    常見座標圖如下:

    原點在日心的座標系

    如日心黃道座標系、J2000.0日心座標系、日心球面黃道座標系等。

    常見座標系圖如下:

    原點在月心的座標系

    如月心黃道座標系、J2000.0月心座標系、月心赤道座標系等。

    常見座標系圖如下:

    原點在行星中心的座標系

    如行星黃道座標系、J2000.0行星座標系、行星固臉座標系等。

    常見座標系圖如下:

    原點在地球表面的座標系

    如發射座標系、發射慣性座標系、水平定向座標系、航天器(返回)座標系等。

    常見座標系圖如下:

    原點在航天飛行器上的座標系

    如半速度座標系、目標固連座標系、運載火箭箭體座標系、速度座標系、逃逸飛行棋速度座標系等。

    常見座標系圖如下:

    根據宇宙飛船任務及飛行階段的不同,會選用不同的座標系,而且一次任務可能會用到多個座標系。

    比如探月宇宙飛船,在發射升空過程中可以選擇原點在地心的座標系,在飛行過程中可以選擇原點在日心或者原點在航天器的座標系,在接近月球之後可以選擇原點在月心的座標系。

    選定了座標系之後就可以透過遙感技術確定宇宙飛船在座標系中的位置,透過宇宙飛船位置的變動結合自身的陀螺儀等輔助裝置就可以計算出宇宙飛船的速度。

    此時宇宙飛船的速度是以選定的參考系為參照物,也可以說以選定座標系的原點為參照物。

  • 2 # 三個科學

    要想知道速度首先要知道位置,為什麼很多人都覺得定位是一件很簡單的事情呢?其實定位問題非常複雜。

    現在大家都習慣了手機定位,開啟地圖就可以看到自己的位置,非常方便,那是因為在地球上空有幾十顆定位衛星在執行,再加上各國科學家幾十年的努力,才讓我們能方便的知道自己的位置,太空則不同。

    在太空中定位,沒有大家想象的那麼簡單,因為無法發射太空定位衛星,所以太空定位是一件非常複雜的事情。

    太空中宇宙飛船的速度是以什麼為參考,這個要看宇宙飛船的具體任務和位置及選定的座標系。

    目前人類太空探索飛船使用的參照物為太陽、地球、月球、各大行星、系外恆星等。

    要確定一個物體的位置,進而計算位置的變化及速度等,要先建立一個穩定的座標系。

    為了更好的計算宇宙飛船的位置、速度、軌道等引數,根據經驗和實際情況,目前每個國家都建立了自己的航天飛行器常用座標系

    確定一個座標系需要三個元素:座標原點、正方向、單位長度。

    根據座標原點及正方向不同,目前使用的航天飛行器座標系大概分為幾種:

    原點在地心的座標系

    如曆元地心平赤道座標系、地球固練座標系、地心黃道座標系等。

    常見座標圖如下:

    原點在日心的座標系

    如日心黃道座標系、J2000.0日心座標系、日心球面黃道座標系等。

    常見座標系圖如下:

    原點在月心的座標系

    如月心黃道座標系、J2000.0月心座標系、月心赤道座標系等。

    常見座標系圖如下:

    原點在行星中心的座標系

    如行星黃道座標系、J2000.0行星座標系、行星固臉座標系等。

    常見座標系圖如下:

    原點在地球表面的座標系

    如發射座標系、發射慣性座標系、水平定向座標系、航天器(返回)座標系等。

    常見座標系圖如下:

    原點在航天飛行器上的座標系

    如半速度座標系、目標固連座標系、運載火箭箭體座標系、速度座標系、逃逸飛行棋速度座標系等。

    常見座標系圖如下:

    根據宇宙飛船任務及飛行階段的不同,會選用不同的座標系,而且一次任務可能會用到多個座標系。

    比如探月宇宙飛船,在發射升空過程中可以選擇原點在地心的座標系,在飛行過程中可以選擇原點在日心或者原點在航天器的座標系,在接近月球之後可以選擇原點在月心的座標系。

    選定了座標系之後就可以透過遙感技術確定宇宙飛船在座標系中的位置,透過宇宙飛船位置的變動結合自身的陀螺儀等輔助裝置就可以計算出宇宙飛船的速度。

    此時宇宙飛船的速度是以選定的參考系為參照物,也可以說以選定座標系的原點為參照物。

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