运行周期与行星自转周期相同或轨道平面旋转角速度与行星的公转角速度大致相等的卫星。同步卫星一般分为地球同步卫星和太阳同步卫星，卫星公转周期与地球自转周期相同的称地球同步卫星，亦称24小时同步卫星；卫星轨道平面的转动角速度与地球绕太阳公转的角速度几乎相等的，称太阳同步卫星。

运行周期与行星自转周期相同或轨道平面旋转角速度与行星的公转角速度大致相等的卫星。卫星公转周期与地球自转周期相同的称地球同步卫星，亦称24小时同步卫星。卫星轨道平面的转动角速度与地球绕太阳公转的角速度几乎相等的，称太阳同步卫星。它在全部运行期内以相同的太阳光照条件或在同一当地时间，飞过地球表面的各地区上空，以完成所赋予它的任务。

通常认为，常说的“同步卫星”是“地球同步卫星”的省称。

[例] 声明还说：“中国代表团对国际电信公约(马拉加—托雷莫里诺斯，一九七三年)中有关无线电频率的分配和使用以及同步卫星位置的指配和登记的条款予以保留。”(《人民日报》1973年10月28日)|科学家们所设想的空间太阳能电站，是重量以万吨计的巨大的同步卫星，它将在距地表三万多公里的轨道上展开几十平方公里的太阳电池列阵朝向太阳，把由此产生的直流电转换成微波能量射送地面。(《人民日报》1978年9月24日)|我们把这样的卫星称为同步卫星，意思是说它的运行同地球自转同步。(《人民日报》1978年10月13日)

[按] 使用最多的“同步卫星”是对地静止同步卫星。其优点是，在地球上观察它的位置是固定不变的，使用者只要对准人造卫星就可进行沟通，而不必再追踪卫星。

地球同步卫星是人为发射的一种卫星，它相对于地球静止于赤道上空。从地面上看，卫星保持不动，故也称静止卫星，从地球之外看，卫星与地球以相同的角速度转动，角速度与地球自转角速度相同，故称地球同步卫星。运转周期约为24小时，地球同步卫星距赤道的高度约为36000千米，线速度约为每秒3.08公里。太阳同步卫星其轨道平面旋转的方向与地球公转方向相同，转速也相同（即360°/年或0.9856°/天），其倾角必须大于90°，形成一条逆行轨道，高度在几百千米到6000千米之间，对于倾角稍大于90°的轨道，已接近“极地轨道”，可以俯瞰包括两级在内的整个地球。

发射地球同步卫星需要较高的技术，一般先用多级火箭，将卫星送入近地圆形轨道，此轨道称为停泊轨道；当卫星飞临赤道上空时，控制火箭再次点火，短时间加速，卫星就会按椭圆轨道（也称转移轨道）运动；卫星飞临远地点时，再次点火加速，卫星就最后进入相对地球静止的轨道（也称同步轨道）。

发射太阳同步卫星首先需要确定轨道六要素，卫星的运行轨道由轨道倾角、近地点幅角、升交点赤经、偏心率、轨道半长轴以及卫星经过近地点的时刻决定。

利用地球同步卫星（静止卫星）来转发无线电信号组成的通信系统就称为卫星通信系统，作为通信用的这个卫星就叫做同步通信卫星。地球同步卫星上的天线所辐射的电波，对地球的覆盖区域基本是稳定的，在这个覆盖区域内，任何地球站之间可以实现24小时不间断通信。一般来说，配置三颗地球同步卫星即可基本解决全球通信问题。在太平洋、大西洋和印度洋上空各有一颗国际通信卫星组织的地球同步卫星在运行，提供除两极外的全球通信使用，他的优点是使用者只要对准人造卫星就可进行通信而不必追踪卫星的轨迹。

气象同人类的生产、生活关系非常密切。农业、渔业、畜牧业等生产，航空、航海、通信业务都需要准确及时的气象预报。在气象卫星上天之前，人们在地面设立气象站，用气球、火箭和无线电探空仪观测天气。气象站绝大多数分布在有人居住地区，海洋、高山、沙漠、两级等地区，气象站很稀少，气象观测资料不足，无法准确地预报天气。气象卫星的出现解决了这个问题，气象卫星上装有电视摄像机和红外辐射计，可以拍摄云，测量温度、湿度、风速等各种气象参数。既能观测大面积以至全球范围的气象资料，又能测量离地面不同高度上的气象数据。

气象卫星通常采用两种轨道。一种是高度为700~1500千米的极地轨道。它可以观测全球的气象状况，每隔12小时巡视地球一遍，对同一地区，每天最多观察两次；另一种是静止轨道，静止轨道气象卫星始终停留在赤道某一点上空，能连续24小时监测卫星下方大片地区内的天气变化，卫星上的电视摄影每隔20分钟左右就拍摄一次云的照片。

地球资源遥感卫星是众多遥感探测器中最主要的一种，它的目标十分明确，就是探测地球资源与环境。地球资源卫星始于1972年美国发射的首颗地球资源遥感卫星。第一代资源卫星为Landsat-1、2、3卫星，该三颗卫星的轨道是近圆形太阳同步轨道，高度约为915km，运行周期为103min，每天绕地球14圈，每18天覆盖全球一次。第二代资源卫星Landsat-4、5每16天覆盖全球一次，对比第一代卫星，增加了专题成像仪。第三代资源卫星Landsat-6、7，其中Landsat-6发射失败，Landsat-7对比第二代卫星，增加了增强型专题制图仪。第四代资源卫星Landsat-8，主要携带两个主要载荷：运营型陆地成像仪和热红外传感器。

卫星在同步轨道上定位后，由于受到太阳、月球和其他天体引力的作用的影响，以及太空“尘埃”影响，它会产生不同方向的漂移运动，偏离原来的位置。卫星偏离轨道，可以发动卫星上的小发动机进行修正。由于受到卫星上携带燃料的限制，只有在偏离较大时才进行修正。

地球同步卫星运转的周期与地球自转周期相同，相对于地球静止不动，有以下几个问题需要注意：

1 地球同步卫星轨道为什么是圆而不是椭圆

地球同步卫星的特点是它绕地轴运转的角速度与地球自转的角速度相同，静止在赤道上空某处相对于地球不动的卫星，这一特点决定了它的轨道只能是圆。因为如果它的轨道是椭圆，则地球应处于椭圆的一个焦点上，卫星在绕地球运转的过程中就必然会出现近地点和远地点，当卫星向近地点运行时，卫星的轨道半径将减小，地球对它的万有引力就变大。卫星的角速度也变大；反之，当卫星向远地点运行时，卫星的轨道半径将变大，地球对它的万有引力就减小，卫星的角速度也减小，这与同步卫星的角速度恒定不变相矛盾。所以同步卫星轨道不是椭圆，而只能是圆。

2 为什么地球同步卫星的轨道与地球赤道共面

由于该卫星绕地轴做圆周运动所需的向心力只能由万有引力的一个分力提供，而万有引力的另一个分力就会使该卫星离开B点向赤道运动，除非另有一个力恰好与F2平衡，所以卫星若发射在赤道平面的上方(或下方)某处，则卫星在绕地轴做圆周运动的同时，也向赤道平面运动，它的运动就不会稳定，从而使卫星不能与地球同步，所以要使卫星与地球同步运行，必须要求卫星的轨道与地球赤道共面。

如果将卫星发射到赤道上空的A点，则地球对它的万有引力F全部用来提供卫星绕地轴做圆周运动所需要的向心力，此时卫星在该轨道上就能够以与地球相同的角速度绕地轴旋转，此时该卫星才能够“停留”在赤道上空的某点，实现与地球的自转同步，卫星就处于一种相对静止状态中。

3 为什么所有地球同步卫星的高度都是一样的

在赤道上空的同步卫星，它受到的唯一的力——万有引力提供卫星绕地轴运转所需的向心力。当卫星的轨道半径r（或离地面的高度h）取某一定值时，卫星绕地轴运转就可以与地球自转同步，两者的周期均为T=24h。

设地球质量为M，地球半径为R0，卫星质量为m，离地面的高度为h，则有

得

将R0=6400km，G=6.67×10-11N·m2/kg2，M=6.0×1024kg，T=24h=86400s代入上式得h=3.6×104km，即同步卫星距离地面的高度相同（均为h=3.6×104km），必然定位于赤道上空的同一个大圆上。赤道上空的这一位置被科学家们喻为“黄金圈”，是各国在太空主要争夺的领域之一。