Системы спутниковой связи

Основное назначение спутниковых систем –предоставление услуг связи в глобальном масштабе и любой точке земной поверхности. Спутниковые системы различаются по возвышению над уровнем моря и по форме орбиты космических аппаратов.

По возвышению над уровнем моря бывают:

-низкоорбитальные системы LEO от 700 до 1500 км;

-среднеорбитальные системы MEO от 1500 до 15000 км;

-высокоорбитальные системы HEO до 36000 км;

По форме орбиты:

-круговые (труднореализуемые);

-эллиптические;

-геостационарные;

Для организации мобильной связи используются LEO (низкая мощность излучения, маленькие задержки, не высокая стоимость). Для обеспечения непрерывной связи требуется большое кол-во спутников.

Пример: при высоте h_КА=1000км

v_ka=7 км/ч

t_КА=14мин –время видимости.

Пример спутниковой системы связи:

-IRIDIUM (Моторола)

Космический сегмент состоит из 66 КА с высотой орбиты 680 км. 1 КА реализует 48 сот диаметром 640 км каждая. ЗП КА 4,5 тыс км. Тип многостанционного доступа FDMA+TDMA. Срок окончания функционирования 2000г.

-GLOBAL STAR в основе системы 48 КА с орбитой 1414 км.

-ГОНЕЦ – отечественный аналог. 45 КА.

Геостационарные системы используются для радиовещания и других широковещательных передач. Высота спутников 35875 км.

Достоинства:

-отсутствие перерывов в связи;

-охват 3-мя КА 95% поверхности земли;

Недостатки:

-высокая мощность излучения;

-большая задержка радиосигнала 2*260 мс, для телефонии неприменимо (t_зд мах 150мс);

высокая стоимость оборудования Ямал, Горизонт.

Любая спутниковая система связи состоит из 3-х сегментов:

1. Орбитальный сегмент КС –орбитальная группировка КА;

2. наземный сегмент управления: центр управления + контрольно-измерительная станция;

3. сегмент потребителей;

Спутниковые системы навигации

СНС

Основа концепции СНС –независимость, беззапросность.

Независимость –определеннее координат непосредственно в аппаратуре потребителя.

Беззапросность –все измерения производятся в аппаратуре потребителя. Осуществляются на основе принятии трёх радиосигналов.

Принцип определения координат основывается на методе триамбуляции:

Для определения координат потребителя приёмник должен измерить дальность до любых 3-х пунктов с известными координатами. Координаты потребителя в геоцентичической системе координат связаны уравнением дальности:

;

x,y,z –координаты потребителя;

x_i,y_i,z_i –координаты спутника;

Высота орбиты НКА 20000км. НКА подвижна относительно земного потребителя, это означает, что КА должен постоянно передавать навигационное сообщения, содержащие их текущие координаты. Это оперативная информация –эфимериз. В составе навигационного сообщения содержится также передаётся инфа о спутниковой системе: признаки работоспособности каждого НКА –альманах( периодически повторяемая инфа).

СНС является системой точного времени, так как измерение расстояния до НКА производится по задержке радиосигнала относительно опорной метки времени. Эта опорная метка времени должна быть синхронна для всех НКА системы. И во всех навигационных приёмниках, это означает полное совпадение шкал времени.

;

с этой целью на всех НКА размещаются атомные эталоны времени (рубидиевые, цезиевые). .

Кроме СНС используются диффенциальные подсистемы. Их основное назначение уточнение координат потребителя измеряемых с помощью СНС.