Wie genau sind die Überführungszeiten sonnensynchroner Satelliten?

Sonnensynchrone Satelliten erfassen, wie der Name schon sagt, Szenen zur gleichen Sonnenzeit des Tages, wenn sie sich über denselben Ort bewegen. Laut diesem Standort wird die Synchronität der Sonne erreicht, indem die Knotensynchronität ausgenutzt und ein Satellit in eine Umlaufbahn gebracht wird, in der die durch die Erde verursachte tägliche Änderung des Sonnenstandes über einem beliebigen Punkt der Erde durch die Knotensynchronität nahezu exakt aufgehoben wird Bahn um die Sonne. Je nach Höhe des Satelliten ergibt sich eine Neigung von 95 bis 100 Grad.

Die Ortszeit des absteigenden Knotens (oder die Überführungszeit) wird normalerweise in den Beschreibungsdokumenten des Satelliten angegeben. Ich möchte wissen, wie genau die in diesen beschreibenden Dokumenten angegebene Sonnenzeit tatsächlich ist und wie diese Präzision anhand potenziell beeinflussender Parameter (Höhe, Breite, Länge, Tag des Jahres, Alter des Satelliten) verbessert werden kann. Ich verstehe, dass der Hauptunterschied zwischen der lokalen Sonnenzeit und der mittleren Sonnenzeit (siehe Zeitgleichung , bis zu 18 Minuten) liegt, suche aber eine Größenordnung der anderen möglichen Ursachen für Abweichungen zwischen der angekündigten Überführungszeit und der tatsächliche lokale Solar überall auf der Welt.

Ich habe mehrere Satelliten im Sinn (Sentinel, MODIS, Landsat ...), aber ich interessiere mich besonders für PROBA-V. PROBA-V fliegt in einer Höhe von 820 km in einer sonnensynchronen Umlaufbahn mit einer lokalen Überführungszeit von 10:45 Uhr. Da der Satellit kein Treibmittel an Bord hat, wird erwartet, dass sich die Überführungszeiten allmählich vom Startwert unterscheiden. Beispiele für die Driftkorrektur von Satelliten wie Sentinel-2 sind ebenfalls willkommen.

Ich bin kein Spezialist für Umlaufbahnen, aber ich werde versuchen zu antworten. Angesichts einer theoretischen Überführungszeit auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn ist die genaue Zeit nicht so einfach zu bestimmen, da sie von vielen Faktoren abhängt.

• Die theoretische Überführungszeit gilt am Äquator und für die Ortszeit unter der Satellitenspur, wenn sie den Äquator überquert (der als aufsteigender oder absteigender Knoten bezeichnet wird, je nachdem, welcher Satellit Bilder in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge erfasst).
• Es dauert zum Beispiel ungefähr 15 Minuten, um von Brüssel zum Äquator zu gelangen
• Dies hängt auch vom Betrachtungswinkel des Satelliten ab. Wenn der Satellit nach Westen schaut, um Ihren Interessenspunkt zu sehen, ist seine Überführung früher, und wenn er nach Osten schaut, ist die Überführungszeit später
• und die Weltraumagenturen halten die Überführungszeit nicht genau ein, sondern lassen einige Abweichungen innerhalb eines Fensters zu. Wenn der Satellit eine Seite des Fensters überquert, setzt er es auf die andere Seite zurück und lässt es wieder treiben

Die einzige Möglichkeit, die Überführungszeit genau vorherzusagen, besteht in der Verwendung eines Umlaufsimulators, der als Eingabe die beiden bei Norad verfügbaren Bulletins für Linienelemente verwendet. https://celestrak.com/NORAD/elements/

Viel einfacher, aber weniger genau: Befindet sich Ihr Satellit in einer phasenweisen Umlaufbahn mit einem Wiederholungszyklus von N Tagen, können Sie auch die Erfassungszeit der vorherigen Erfassung verwenden, die N Tage früher liegt. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob sich PROBA-V in einer phasenweisen Umlaufbahn befindet.

Basierend auf der ersten Antwort und diesem Beitrag habe ich versucht, die verschiedenen Parameter zu beziffern, die sich auf die lokale Sonnenüberführungszeit eines sonnensynchronen Satelliten auswirken:

Satellitendrift

Die sonnensynchronen Bahnen müssen von Zeit zu Zeit angepasst werden. Zum Beispiel alle zwei Jahre bei MODIS. Bei PROBA-V wird die Drift nicht korrigiert. Wie im PROBA-V-Produkthandbuch v1.3 zu sehen ist , führt eine nicht korrigierte Drift zu einer Änderung der Überführungszeit von ungefähr einer halben Stunde über 3,5 Jahre. Ich vermute, dass diese Abweichung innerhalb von ca. 10 Minuten beibehalten wird, wenn Korrekturen vorgenommen werden.

Mittlere Sonnenzeit gegen lokale Sonnenzeit

Die lokale Sonnenzeit (LST) von zwölf Uhr mittags ist definiert als der Zeitpunkt, an dem die Sonne am höchsten am Himmel steht. Die Ortszeit (LT) weicht normalerweise aufgrund der Exzentrizität der Erdumlaufbahn von der LST ab. Die lokale Sonnenzeit liegt im Bereich von +/- 15 Minuten im Vergleich zur mittleren Sonnenzeit. Abbildung aus Wikipedia unten.

Betrachtungswinkel

Die Sonnensynchronität wird bei Nadir erreicht. Aufgrund des großen Schwadens von PROBA-V hat der beobachtete Ort eine andere Ortszeit. Hier einige Beispiele, die mit dem NOAA-Solarpositionsrechner mit dem PROBA-V-Schwad von ~ 2200 km abgeleitet wurden. Ich betrachtete (grob) den Fußabdruck in diesen Breitengraden.

Äquator : +/- 20 Minuten

65 ° Nord : +/- 40 Minuten

Mit Sentinel-2 und seinem relativ kleineren Schwad (290 km) würde sich die Differenz in +/- 4 Minuten am Äquator bewegen.