MC1-0288-地球同步（geosynchronous）卫星是指

【题目编号】MC1-0288

【题目】地球同步（geosynchronous）卫星是指：

【答案】A

[A]运行周期等于地球自转周期的地球卫星

[B]所经过地点的地方时基本相同的卫星

[C]其轨道平面通过地球北极和南极地区的卫星

[D]瞬时轨道平面与太阳始终保持固定取向的卫星

考点速览

这道题考「地球同步（geosynchronous）卫星」的准确定义，属于卫星轨道分类里的基础概念。它在题库里和地球静止卫星、太阳同步轨道、极地轨道排在一起，做题靠的是几个关键判据，其中最要紧的一个字是「周期」。

原理与依据

地球同步卫星的「同步」二字，指的是卫星沿轨道绕地球公转一圈所用的时间，与地球自转一圈所用的时间严格相等。这里的地球自转周期要按恒星日（sidereal day）来算。恒星日是地球相对遥远恒星自转一周的时间，约二十三小时五十六分四秒，折合约八万六千一百六十四秒；日常说的二十四小时是太阳日，比恒星日长了将近四分钟，差别来自地球一边自转一边绕太阳公转、太阳每天在天球上东移约一度。卫星轨道周期与地球自转的对应，用的是恒星日这个更「纯」的自转尺度。

卫星的轨道周期由开普勒第三定律唯一决定，写作 T = 2π√(a³/μ)。式中 T 是周期，a 是轨道半长轴，μ 是地球引力常数，数值约为 3.986×10¹⁴ m³/s²。这个公式说明，周期只和半长轴有关，和轨道倾角、偏心率、卫星质量都没有关系。把周期固定为恒星日后反推，半长轴就被锁定在约四万二千一百六十四公里。也就是说，只要运行周期与地球自转一致，无论卫星贴着赤道面跑，还是带着几十度倾角斜着绕，甚至走一个拉长的椭圆，统统都算地球同步卫星。

这里顺带说明一个实际现象：业余无线电卫星绝大多数不用同步轨道，而是选择离地面几百公里的低地球轨道。原因是同步轨道高达数万公里，信号路径损耗太大，业余电台的功率和天线难以维持链路；低轨卫星虽单次过境只有十几分钟，但损耗小、覆盖快，配合轨道预测软件即可通联。

逐项辨析

选项 A「运行周期等于地球自转周期的地球卫星」是标准定义，正确。选项 B 说的「所经过地点的地方时基本相同」，那是太阳同步轨道的招牌特征——它靠轨道面绕地轴缓慢进动来跟随太阳，跟周期是否等于自转周期完全是两码事。选项 C「轨道平面通过地球北极和南极地区」指的是极地轨道，倾角接近九十度，周期可长可短，与同步无关。选项 D「瞬时轨道平面与太阳始终保持固定取向」同样是太阳同步轨道的定义，不是地球同步。

易混淆点

最容易被绕进去的是英文里 geosynchronous（同步）和 geostationary（静止）这一对词。地球静止卫星是地球同步卫星里的一种特殊情况：除了周期等于自转周期，还要求轨道是圆形、轨道面与赤道面重合（倾角为零度）、并且是顺行方向。三个条件齐了，从地面看它才「停」在赤道上空一点不动。带倾角的地球同步卫星，地面站看它会在南北方向画出一个「8」字（学名 analemma），周期仍然与自转一致，但绝不静止。所以「同步」是大集合，「静止」是其中一个小集合。此外还有一种倾斜地球同步轨道，倾角不为零但周期仍是自转周期，常被区域导航系统用来把星下点轨迹长时间留在某一地区上空。

应试要点

记一条判据：同步看「周期」，静止看「静止」，太阳同步看「跟太阳」。周期等于地球自转周期（恒星日约二十三小时五十六分）就是地球同步卫星；再加上「赤道面、圆形、顺行」三个限定，才是地球静止卫星；轨道面跟着太阳取向固定，则是太阳同步轨道。三句话分开记，碰到交叉选项就能一眼锁定。