提示：上次课在讲卫星测量时，提到了“反定位”这个概念，即用众多的地面设备反过来可以对卫星进行定位。照此思路继续联想，就可以顺势规划出卫星的“导航路线”，也就是卫星的既定轨道。卫星的轨道不是计算出来的，而是用大数据模拟出来的（本文共1492个字，阅读约需3分钟）。
太空是一个接近真空的环境，里面没有阻力，因此水滴可以凭空悬浮。太空里面也没有氧气，人类进去之后无法呼吸。所以，要实现太空行走，宇航员们要用绳子将自己拴在航天器上免得飞走，同时要穿上厚厚的宇航服并自带氧气。
在太空里，没有像火车铁轨或者柏油马路之类的东西，因此，也就不存在实体可见的卫星轨道。
图中颜色各异的圆圈，是按力学原理计算出来的“虚拟轨道”
工程师在设计卫星轨道时，首先将地球看做一个完美的球体，然后将约束卫星运动的力量指定为“万有引力”——源自于牛顿和苹果的故事，最后在草稿纸一通演算，卫星的轨道就这么计算出来了，这就是“实验室轨道”。
地球怎么会是一个完美的球体，这种卫星轨道的计算方法不科学啊！
地球确实不是一个完美的球体，它褪去海水后的模样让强迫症们百爪挠心，它的地心引力分布也毫无规律。
卖家秀（太空鸟瞰地球）
买家秀（脱水后的地球）
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除了地球形状不完美之外，在卫星实际运行过程中，至少还有如下三个因素在诱惑它逃离实验室轨道。
①太阳月亮在招手（天体摄动） ：万有引力跟重量有很大关系，除了地球在吸引卫星，太阳和月亮也绝非等闲之辈，它们对GEO卫星的吸引力分别相当于地球的1/6800和1/37；
②大气阻力还存在（大气摄动）：LEO卫星因为离地球仅几百公里，那里还有大气层，大气的阻力仍然存在；
③太阳辐射很可怕（太阳光压）：太阳表面温度相当高，产生的热浪甚至可以被当做助力航天器前进的“东风”，离太阳最近的GEO卫星，需要与之长期对抗。
从上述文字可以看出，卫星在不同轨道高度受到的影响是不一样的，这些诱使卫星出轨的力量，在航天领域统称为“摄动力”。所以，如果不想被打上纸上谈兵的标签，在计算卫星轨道的时候必须要把万有引力和摄动力先搞清楚。
为什么最开始计算轨道的时候不把摄动力考虑进去？
相对万有引力而言，摄动力比较难以捉摸，它有很大随机性，是好几种外力的统称。研究摄动力吃力不讨好，不如另辟蹊径。
上次课提到：陆海空的多种天线设备可以对卫星定位，主要是测量判断卫星在实际飞行过程中与既定轨道（即实验室轨道）是否有偏离。注意，这种测量是一天24小时不间断进行的，从1989年第一颗GPS卫星发射至今，已经持续测量了29年！面对这些经年累月的观测数据，在这个“流量为王”的年代，还有什么是不能解决的？还要什么摄动力？工程师们吃着火锅唱着歌，看着眼前的观测数据就可以预测出下一秒卫星的动向（偏高还是偏低、超前或是滞后），基本就不需要钻摄动力的牛角尖儿。这，就是所谓的大数据时代——
用海量的观测数据模拟出一条“大数据轨道”，而这个轨道就比较接近卫星真实的飞行状态。
如果卫星按照大数据轨道飞行，是不是就不用测控了？
答案是否定的。因为实验室轨道和大数据轨道都是对卫星运行状态的预测，绝非真实飞行轨迹，这个“鸡肋”摄动力也不是吃素的，它不会因为人们的忽视而真的消失。所以，卫星的测控工作不能停，一刻都不行。
偏航出轨的卫星怎么才能重新回到既定的轨道上？
汽车改换车道的时候，要踩油门并配合打方向盘，卫星也配备了和汽车发动机功能类似的动力系统——高压喷气罐。因为太空是一个接近真空的环境，轻轻一推就能走很远，所以卫星只需要喷出一点点气体，马上就能回轨。喷气罐的效果，推荐看看2013年上映的美国科幻片《地心引力》。
该片获得第86届奥斯卡最佳导演、最佳摄影等七项大奖。
卫星配备了发动机，当然也要配备“方向盘”，否则喷气罐不知道“何时喷、往哪喷、喷多少”。相关内容请留意下一篇文章《注入站如何控制卫星的飞行姿态》。
总结
I 万有引力和摄动力共同影响卫星的飞行路线。
II 卫星的既定轨道需要在大数据的作用下不断修正。
III卫星携带喷气罐，用于调整姿态重新入轨。
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