ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า (Geosynchronous satellite)คือดาวเทียมที่ โคจร ในวงโคจรค้างฟ้าโดยมีคาบการโคจรเท่ากับ คาบ การหมุนรอบตัวเองของโลกดาวเทียมดังกล่าวจะกลับมายังตำแหน่งเดิมบนท้องฟ้าหลังจากแต่ละวันสุริยคติและตลอดทั้งวันจะเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางบนท้องฟ้าซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นรูปทรงคล้ายเส้นโค้งอะนาเลมมา (analemma ) กรณีพิเศษของดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าคือดาวเทียมวงโคจรประจำที่ (Geostationary satellite ) ซึ่งมีวงโคจรประจำที่ – วงโคจรค้างฟ้าแบบวงกลมอยู่เหนือ เส้นศูนย์สูตรของโลกโดยตรงวงโคจรค้างฟ้าอีกประเภทหนึ่งที่ใช้โดยดาวเทียมคือวงโคจรวงรีทุนดรา (Tundra elliptical orbit )

ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้ามีคุณสมบัติพิเศษคือจะคงอยู่ในตำแหน่งเดิมบนท้องฟ้า อย่างถาวร เมื่อมองจากตำแหน่งใดๆ บนโลก ซึ่งหมายความว่าเสาอากาศภาคพื้นดินไม่จำเป็นต้องติดตามดาวเทียมเหล่านี้ แต่สามารถคงอยู่ในทิศทางเดียวได้ ดาวเทียมเหล่านี้มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการสื่อสาร เครือ ข่ายวงโคจรค้างฟ้าคือเครือข่ายการสื่อสารที่ใช้การสื่อสารกับหรือผ่านดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า

คำว่า"วงโคจรซิงโครนัสทางภูมิศาสตร์ " หมายถึงคาบการโคจรของดาวเทียมที่ทำให้วงโคจรนั้นสอดคล้องกับการหมุนของโลก ("geo-") นอกจากข้อกำหนดเรื่องคาบการโคจรแล้ว ดาวเทียมที่จะเป็นวงโคจร คงที่ทาง ภูมิศาสตร์ได้นั้น จะต้องอยู่ในวงโคจรที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรด้วย ข้อกำหนดทั้งสองนี้ทำให้ดาวเทียมปรากฏอยู่ในบริเวณที่มองเห็นได้คงที่เมื่อมองจากพื้นผิวโลก ทำให้สามารถปฏิบัติการได้อย่างต่อเนื่องจากจุดเดียวบนพื้นดิน วงโคจรคงที่ทางภูมิศาสตร์เป็นวงโคจรประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดสำหรับดาวเทียมสื่อสาร

หากวงโคจรของดาวเทียมจีโอซิงโครนัสไม่ตรงกับเส้นศูนย์สูตร ของโลกอย่างแม่นยำ วงโคจรนั้นจะเรียกว่าวงโคจรเอียงเมื่อมองจากพื้นดิน ดาวเทียมจะดูเหมือนแกว่งไปมาทุกวันรอบจุดคงที่จุดหนึ่ง เมื่อมุมระหว่างวงโคจรกับเส้นศูนย์สูตรลดลง ขนาดของการแกว่งก็จะเล็กลง เมื่อวงโคจรอยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรอย่างสมบูรณ์ในวงโคจรวงกลม ดาวเทียมจะอยู่กับที่เมื่อเทียบกับพื้นผิวโลก–เราเรียกว่าดาวเทียมจีโอสเตชันนารี

ข้อมูล ณ เดือนตุลาคม2561 มีดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าที่ใช้งานอยู่ประมาณ 446 ดวง ซึ่งบางดวงไม่สามารถใช้งานได้^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าดูเหมือนจะโคจรอยู่เหนือจุดใดจุดหนึ่งเหนือเส้นศูนย์สูตรอย่างคงที่เสาอากาศ รับส่งสัญญาณ บนโลกไม่จำเป็นต้องติดตามดาวเทียมดังกล่าว เสาอากาศเหล่านี้สามารถติดตั้งอยู่กับที่ได้และมีราคาถูกกว่าเสาอากาศติดตามดาวเทียมมาก ดาวเทียมเหล่านี้ได้ปฏิวัติการสื่อสาร ทั่วโลก การออกอากาศโทรทัศน์และการพยากรณ์อากาศและยังมีประโยชน์อย่างมากในด้านการป้องกันประเทศและข่าวกรอง อีกด้วย

ข้อเสียเปรียบอย่างหนึ่งของดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าคือผลจากระดับความสูงที่สูงมาก สัญญาณ วิทยุใช้เวลาประมาณ 0.25 วินาทีในการเดินทางไปและรับกลับจากดาวเทียม ส่งผลให้เกิดความล่าช้า ของสัญญาณเล็กน้อยแต่สำคัญ ความล่าช้านี้ทำให้การสนทนา ทางโทรศัพท์ยากขึ้นและลดประสิทธิภาพของโปรโตคอลเครือข่าย ทั่วไป เช่นTCP/IPแต่ไม่เป็นปัญหาสำหรับระบบที่ไม่ใช่แบบโต้ตอบ เช่น การออกอากาศ โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมมีโปรโตคอลข้อมูลดาวเทียมที่เป็นกรรมสิทธิ์จำนวนหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อใช้เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อ TCP/IP ผ่านลิงก์ดาวเทียมที่มีความล่าช้าสูง โปรโตคอลเหล่านี้ถูกนำเสนอว่าเป็นวิธีแก้ปัญหาบางส่วนสำหรับประสิทธิภาพที่ต่ำของ TCP ดั้งเดิมบนลิงก์ดาวเทียม TCP สันนิษฐานว่าการสูญเสียทั้งหมดเกิดจากความแออัด ไม่ใช่ข้อผิดพลาด และตรวจสอบความจุของลิงก์ด้วยอัลกอริทึม " slow start " ซึ่งจะส่งแพ็กเก็ตก็ ต่อ เมื่อทราบว่าได้รับแพ็กเก็ตก่อนหน้านี้แล้วเท่านั้น Slow start ช้ามากเมื่อใช้เส้นทางผ่านดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า RFC 2488 ซึ่งเขียนขึ้นในปี 1999 ได้ให้คำแนะนำหลายประการเกี่ยวกับปัญหานี้

ดาวเทียมวงโคจรประจำที่นั้นมีข้อดีอยู่หลายประการ:

• รับข้อมูลที่มีความละเอียดเชิงเวลาสูง
• การติดตามดาวเทียมโดยสถานีภาคพื้นดินนั้นง่ายขึ้นกว่าเดิม
• ดาวเทียมจะอยู่ในตำแหน่งเดิมเสมอ

ข้อเสียเปรียบอย่างหนึ่งของดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าคือการครอบคลุมพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่ไม่สมบูรณ์ เนื่องจากสถานีภาคพื้นดินที่ละติจูดสูงกว่าประมาณ 60 องศาจะรับสัญญาณในระดับความสูงต่ำได้อย่างไม่น่าเชื่อถือ จานรับสัญญาณดาวเทียมที่ละติจูดสูงเช่นนั้นจะต้องชี้ไปทางเส้นขอบฟ้าเกือบโดยตรง สัญญาณจะต้องผ่านชั้นบรรยากาศจำนวนมหาศาล และอาจถูกบดบังด้วยลักษณะภูมิประเทศ พืชพรรณ หรืออาคารต่างๆ ในสหภาพโซเวียตได้มีการพัฒนาวิธีการแก้ปัญหาที่เป็นรูปธรรมสำหรับปัญหานี้ โดยการสร้างเครือข่ายดาวเทียมMolniya / Orbita ที่มีเส้นทางโคจรเอียงเป็นพิเศษและมีวงโคจร เป็นรูปวงรีวงโคจรรูปวงรีที่คล้ายกันนี้ยังใช้สำหรับดาวเทียมวิทยุ Sirius ด้วย

แนวคิดนี้ได้รับการเสนอครั้งแรกโดยHerman Potočnikในปี 1928 และได้รับความนิยมจากนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์Arthur C. ClarkeในบทความในWireless Worldในปี 1945 ^{[ 4 ]}ก่อนการมาถึงของอิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตท Clarke จินตนาการถึงสถานีอวกาศขนาดใหญ่ที่มีลูกเรือ 3 แห่งเรียงกันเป็นรูปสามเหลี่ยมรอบโลก ดาวเทียมสมัยใหม่มีจำนวนมาก ไม่มีลูกเรือ และมักมีขนาดไม่ใหญ่ไปกว่ารถยนต์

Harold Rosenวิศวกรของบริษัท Hughes Aircraft Company ซึ่งเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในฐานะ "บิดาแห่งดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า" ได้ประดิษฐ์ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าที่ใช้งานได้จริงดวงแรก Syncom 2 [ ^{5 ] โดย}ถูกปล่อยขึ้นสู่ อวกาศ ด้วยจรวด Delta B จากCape Canaveralเมื่อวันที่ 26 กรกฎาคม พ.ศ. 2506

ดาวเทียมสื่อสารวงโคจรประจำที่ดวงแรก คือ ซินคอม 3ซึ่งถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 19 สิงหาคม 1964 ด้วยยานปล่อยเดลต้า ดี จากแหลมคานาเวรัล ดาวเทียมดวงนี้โคจรอยู่เหนือเส้นแบ่งเขตเวลาสากล โดยประมาณ และถูกใช้เพื่อถ่ายทอดสดการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อนปี 1964ที่โตเกียวไปยังสหรัฐอเมริกา

เวสตาร์ 1เป็นดาวเทียมสื่อสารวงโคจรค้างฟ้าดวงแรกของอเมริกาที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศเพื่อการค้าและผลิตในประเทศ โดยบริษัทเวสเทิร์น ยูเนียนและนาซา ร่วมกันปล่อยขึ้นสู่อวกาศ เมื่อวันที่ 13 เมษายน พ.ศ. 2517

• วงโคจรซิงโครนัสทางภูมิศาสตร์
• วงโคจรค้างฟ้า
• ดาวเทียมบอลลูนวงโคจรค้างฟ้า
• วงโคจรสุสาน
• รายชื่อวงโคจร
• รายชื่อดาวเทียมในวงโคจรซิงโครนัสทางภูมิศาสตร์
• วงโคจรโมลนิยา
• วงโคจรทุนดรา
• ฐานยึดแบบขั้วโลก - ฐานยึดที่มีประโยชน์สำหรับการเล็งจานรับสัญญาณดาวเทียมไปยังดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า
• โทรทัศน์ดาวเทียม

• รายชื่อดาวเทียมสื่อสารในวงโคจรค้างฟ้าของ Lyngsat
• สำหรับรายชื่อดาวเทียมที่ใช้งานอยู่และไม่ได้ใช้งาน ทั้งดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าและดาวเทียมวงโคจร สามารถดูได้แบบโต้ตอบที่NORAD Celestrack