MEO
MEO（Medium Earth Orbit），即中地球轨道，是指距离地球表面约2000至35786千米之间的卫星轨道区域。本词条介绍的是航天领域的轨道类型概念，该轨道广泛应用于全球导航卫星系统。
定义与特征
中地球轨道位于低地球轨道（LEO）和地球同步轨道（GEO）之间，是人造卫星运行的重要区域之一。这一轨道区域的下限通常定义为2000千米，上限为地球同步轨道高度35786千米。
在MEO轨道运行的卫星具有独特的运行特征。卫星的轨道周期通常在2至24小时之间，这意味着卫星相对于地面是运动的，不会像地球同步卫星那样固定在天空中的某一位置。这种特性使得MEO卫星能够覆盖更广阔的地球表面区域。
中地球轨道的卫星运行速度介于低轨道和高轨道卫星之间，其轨道速度约为每秒3至7千米。相比低地球轨道卫星，MEO卫星受到的大气阻力影响极小，轨道更加稳定，维护成本相对较低。
轨道参数
高度范围
中地球轨道的典型高度范围为2000至35786千米，但不同应用的卫星会选择不同的具体高度。GPS卫星运行在约20200千米的高度，北斗卫星导航系统的MEO卫星运行在约21500千米高度，伽利略卫星导航系统的卫星则在约23222千米高度运行。
轨道周期
根据开普勒定律，卫星的轨道周期与其轨道半径相关。在MEO区域，卫星的轨道周期通常为2至12小时。GPS卫星的轨道周期约为11小时58分钟，这意味着每天卫星会在相同位置上空出现两次，时间相差约4分钟。
覆盖范围
MEO卫星的地面覆盖范围远大于低轨道卫星。一颗运行在20000千米高度的MEO卫星可以覆盖地球表面约38%的区域，这使得相对较少的卫星就能实现全球覆盖。相比之下，低轨道卫星需要更多数量才能达到相同的覆盖效果。
应用领域
导航卫星系统
中地球轨道最重要的应用是全球导航卫星系统。美国的GPS系统、中国的北斗系统、欧盟的伽利略系统以及俄罗斯的格洛纳斯系统都在MEO轨道部署了大量导航卫星。
GPS系统由24颗主要卫星组成，分布在6个轨道平面上，每个平面4颗卫星。这种配置确保地球上任何位置在任何时间都能接收到至少4颗卫星的信号，从而实现精确的三维定位。
北斗系统采用混合星座设计，其中MEO卫星占据重要位置。截至2020年，北斗三号系统包含24颗MEO卫星，与地球同步轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星共同构成完整的导航星座。
通信应用
虽然通信卫星主要使用地球同步轨道，但MEO轨道也被用于某些特殊的通信应用。MEO通信卫星的信号延迟约为50至150毫秒，远低于地球同步卫星的约250毫秒延迟，这对于需要低延迟的应用（如视频会议、在线游戏）具有优势。
O3b卫星星座是MEO通信卫星的典型例子，运行在约8000千米高度，为偏远地区提供高速互联网接入服务。
科学研究
MEO区域也用于部署科学研究卫星。该轨道位于范艾伦辐射带内部或附近，为研究地球磁场、太阳风和空间辐射提供了理想的观测位置。一些空间天气监测卫星就部署在这一轨道区域。
优势与挑战
技术优势
中地球轨道具有多项技术优势。首先，相比低轨道卫星，MEO卫星的覆盖范围更广，需要的卫星数量更少，可以降低系统的复杂性和成本。其次，MEO卫星的轨道相对稳定，不需要频繁的轨道维持操作。
从信号传输角度看，MEO轨道在覆盖范围和信号延迟之间取得了良好平衡。相比地球同步轨道，MEO卫星的信号延迟更低，信号强度更高；相比低轨道卫星，MEO卫星的覆盖更稳定，不需要频繁切换卫星。
面临挑战
MEO轨道也面临一些技术挑战。该区域位于范艾伦辐射带内或附近，卫星会受到强烈的空间辐射影响，需要更强的辐射防护设计，这增加了卫星的重量和成本。
轨道碎片是另一个重要问题。随着MEO区域卫星数量增加，轨道碎片的风险也在上升。由于MEO轨道的卫星不会像低轨道卫星那样因大气阻力而自然坠落，碎片可能在轨道上停留数百年甚至更长时间。
发射成本也是考虑因素。将卫星送入MEO轨道需要比低轨道更多的能量，这意味着更高的火箭发射成本或更小的卫星载荷。
相关轨道类型
中地球轨道是地球卫星轨道分类体系中的重要一环。与之相关的轨道类型包括：
低地球轨道（LEO）：高度在160至2000千米之间，主要用于地球观测、遥感卫星和部分通信卫星。国际空间站就运行在约400千米的低地球轨道上。
地球同步轨道（GEO）：高度约35786千米，卫星轨道周期与地球自转周期相同，相对地面静止。主要用于气象卫星、广播卫星和传统通信卫星。
极地轨道：卫星轨道平面经过或接近地球两极，可以覆盖全球所有区域。许多遥感卫星和气象卫星采用极地轨道。
太阳同步轨道：一种特殊的极地轨道，卫星始终在相同的地方时间经过同一地点，便于进行长期观测比较。
未来发展
随着卫星技术的进步和应用需求的增长，中地球轨道的利用将更加广泛。新一代导航系统正在规划更多的MEO卫星，以提高定位精度和系统可靠性。低延迟通信需求的增长也推动了MEO通信星座的发展。
空间态势感知和轨道碎片管理将成为MEO轨道可持续利用的关键。国际社会正在加强合作，制定MEO轨道的使用规范和碎片减缓措施，确保这一宝贵的轨道资源能够长期安全使用。
