Геосинхронна орбіта – орбіта навколо Землі, для якої період обертання супутника дорівнює зоряному періоду обертання Землі –23 год. 56 хв. 4,1 с.

Якщо така орбіта кругова і лежить в площині земного екватора, то супутник в небі практично нерухомий, і у цьому випадку його орбіта називається геостаціонарною (рис. 7.6). Геостаціонарна орбіта пролягає на висоті 35786 км.

Рис. 7.6. Геостаціонарний (а) і геосінхронна (б) орбіти ШСЗ

Супутник на геосинхронній орбіті, нахиленій до екваторіальної площини Землі, протягом доби окреслює в небі вісімку, витягнуту в напрямку північ-південь.

Геліосинхронні або сонячно-синхронні орбіти – космічний апарат проходить над певними ділянками земної поверхні в один і той же місцевий час, що використовується при здійсненні багаторазових зйомок при однакових умовах освітлення. Наприклад, супутник LandSat-7, що перебуває на сонячно-синхронній орбіті може перетинати щодня екватор п’ятнадцять разів, кожного разу о 10:00 місцевого часу.

Геліосинхронні орбіти – орбіти, при зйомці з яких сонячна освітленість земної поверхні (висота Сонця) залишається практично незмінною доволі тривалий час (майже протягом сезону). Це досягається наступним чином. Оскільки площина будь-якої орбіти під впливом не сферичності (рис. 7.7) Землі трохи повертається (прецесує), то з’являється можливість, підбираючи певне співвідношення нахилення і висоти орбіти, спромогтись, щоб величина прецесії дорівнювала добовому повороту Землі навколо Сонця, тобто близько 1° за добу.

Рис. 7.7. Форма земного геоїда за даними ШСЗ "GOCE"

Рис. 7.8. Класифікація платформ для віддалених систем спостереження з вказівкою типової висоти над поверхнею Землі

Перша – це орбіти пілотованих кораблів і орбітальних станцій, для них найбільш характерними є висоти 200-400 км. Друга включає орбіти ресурсних і метеорологічних супутників; для ресурсних супутників характерні висоти 600, 900 км, для метеорологічних 900-1400 км. Третя група – це орбіти геостаціонарних супутників.

Таким чином, орбіти супутників різної висоти забезпечують розв’язок різних знімальних задач: низькі навколоземні орбіти використовуються для детальної фотографічної зйомки, орбіти середньої висоти – для оперативної менш детальної зйомки і віддалені геостаціонарні орбіти – для постійного спостереження за певним районом.

Вибір висоти польоту ґрунтується вимогами масштабу, смуги охоплення і просторової розрізненності. Особливо ретельно висота обирається для імпульсних систем, наприклад систем лазерного профілювання, оскільки від висоти залежить величина невизначеності за дальністю.

Період обертанняТ – час обертання супутника навколо Землі (інтервал часу між двома послідовними проходженнями однієї і тієї ж точки орбіти) – також представляє інтерес з точки зору зйомки, оскільки від нього залежить кількість витків за добу і відповідно міжвиткова відстань, яка визначає можливість перекриття знімків сусідніх трас.

Зазвичай супутники нанавколоземних орбітах при швидкості 11 км/с мають період обертання приблизно 1,5 год., здійснюючи за добу близько 16 витків навколо Землі; міжвиткова відстань при цьому складає приблизно 22,5°, що на екваторі відповідає 2500 км. З огляду на те, що охоплення знімків для більшості видів апаратури істотно менше (для фотографічної апаратури, наприклад, 70-200 км), така зйомка без розривів з сусідніх витків за одну добу неможлива. Якщо траси щодоби повторюються (такі орбіти називають добовими періодичними, що буває при періоді обертання, кратному 24 год.), то і розриви в зйомці будуть зберігатися. Тому для зйомки розраховують орбіти таким чином, щоб невеликий добовий зсув трас забезпечував зйомку в наступні доби без розривів і навіть з деяким перекриттям. Це можливо на так званих квазвперіодичних орбітах з визначеним добовим зсувом траси супутника на ширину зони охоплення зйомкою з урахуванням необхідного перекриття смуг огляду.