Система спутниковой связи «Гонец»
В настоящее время в России разработано несколько проектов низкоорбитальньгх систем связи: «Гонец», «Глобсат», «Курьер», «Коскон», «Сигнал».
Учитывая потребности в телекоммуникационных системах, вопросы финансирования и степень проработки проектов, можно предположить, что останутся лишь 2—3 наиболее жизнеспособные, ориентированные на потребности российского рынка и имеющие статус международных, интегрированные в глобальную мировую систему связи.
Низкоорбитальная система спутниковой связи «Гонец» прошла все стадии разработки и находится на этапе развертывания. Эта система предназначена для обеспечения подвижных и стационарных абонентов персональной связью в глобальном масштабе с использованием малогабаритных пользовательских терминалов.
Проведенный анализ различных структур баллистического построения орбитальной группировки показал, что близкой к оптимальной, с точки зрения непрерывного покрытия территории России, является группировка из 45 спутников-ретрансляторов, расположенных на 5 квазиполярных орбитах (наклонение = 83°) по 9 спутников на каждой. Плоскости орбит разнесены друг относительно друга на 36° по долготе восходящего узла. Высота орбит 1400 км.
Такое построение орбитальной группировки обеспечивает обслуживание абонентов на территории России через пользовательские терминалы (минимальный угол места 15— 20°). Эти терминалы обеспечивают прием и передачу любой цифровой информации, включая телефонную, факсимильную, телексную и графические изображения.
Система «Гонец» предоставляет пользователям следующие виды услуг:
Радиотелефонный обмен между абонентами
Передача любых цифровых данных в пакетном режиме (факсы, телексы, графические изображения)
Глобальный персональный радиовызов абонентов
Сбор информации с любых датчиков технологического и экологического контроля
Определение местоположения (координат) подвижных объектов и передача этой информации в центр управления группировкой.
Разработка системы «Гонец» сначала 90-х годов осуществляется НПО Прикладной механики (г. Красноярск) и НИИ Точных приборов (г. Москва). Для отработки принципов использования системы "Гонец" и проведения рекламных и маркетинговых мероприятий в 1992 г. был осуществлен запуск двух спутников демонстрационного варианта системы «Гонец», эксплуатировавшихся до марта 1994 года. Успешно проведенные демонстрационные сеансы связи между пользователями, в том числе и с территории других государств, подтвердили правильность основных принципов, заложенных в систему. Для скорейшей реализации первоочередных потребностей рынка услуг подвижной спутниковой связи в 1995 г. началось развертывание 1-го этапа системы «Гонец-Д».
Абонентские терминалы системы «Гонец» обеспечивают прямой доступ к спутниковым каналам связи без использования наземных линий связи.
Простота конструкции терминала обеспечивает быстрое развертывание и обеспечивает отсутствие жестких требований к уровню квалификации обслуживающего персонала, поскольку сеансы связи проводятся в автоматическом режиме. Пользователь осуществляет только включение терминала и ввод передаваемой информации, что обеспечивает простоту и удобство эксплуатации.
Использование ненаправленных антенн исключает необходимость наведения антенны и позволяет использовать терминалы, установленные на подвижных объектах, включая летательные аппараты. Наземные терминалы пользователей имеют несколько модификации:
Стационарный терминал для установки в помещениях
Переносной (малогабаритный) терминал
Мобильный терминал для установки на транспортных средствах
Специальный терминал для приема циркулярных сообщений
Терминал для передачи информации с датчиков экологического или технологического контроля
Терминал персонального радиовызова (пейджер)
В зависимости от модификации в состав терминала может входить ПК или встроенная клавиатура с устройством отображения, а также устройство определения местоположения абонента. Вес абонентского терминала любой модификации не превышает 3 кг.
Принципы построения радиоканалов
В 31 ой системе используются дне радиолинии: "Земля— КА» в диапазоне 312 — 315 МГц и «КЛ— Земля» в диапазоне 387-390 МГц. Выбранный разнос частот в радиолиниях позволяет обеспечить дуплексный режим работы КА и абонентских терминалов. Передача сообщений между абонентами системы может производиться по низкоскоростным (2,4; 4,8; 9,6 и 19,2 Кбит/с) и высокоскоростным (64 и 128 Кбит/с) информационным каналам.
В системе применяется частотно-временное разделение каналов. На любом из КА используется несколько частот и на каждой из них передается несколько сигналов. Для
организации устойчивой связи в радиолиниях передаются преамбулы и синхросигналы, а также ответно-запросная информация.
Работа бортовой аппаратуры КА при приеме и передаче осуществляется через антенны, имеющие широкую диаграмму направленности. Ширина диаграммы направленности антенны обеспечивает зону покрытия земной поверхности диаметром до 5 тыс. км.
Для обеспечения рационального режима использования энергетических ресурсов КА предусмотрено регулирование мощности бортовых передатчиков. Изменение мощности производится дискретно в пределах от 5 до 30 Вт (в зависимости от условий распространения радиоволн, типа абонентского терминала, а также региона обслуживания). Команда на установку требуемой Мощности бортового передатчика поступает от шлюзовых станций, что позволяет упростить решение вопросов электромагнитной совместимости различных средств в отдельных регионах земного шара.
К основным характеристикам системы «Гонец» можно отнести следующие:
Время ожидания сеанса связи:
При глобальном обслуживании — не более 5 мин
При обслуживании территории РФ — не более 1 мин
Время доставки сообщений в режиме запоминания ("электронной почты"):
При глобальном обслуживании — не более 3 ч
В зоне 4000 км — в реальном масштабе времени
Пропускную способность системы:
При обслуживании территории РФ—до 30 Мбайт в сутки
При глобальном обслуживании — до 100 Мбайт в сутки
Этапы создания системы
На 1-м этапе создается система Гонец-Д1М, которая включает 12 спутников по 6 КА на каждой из двух орбит, расположенных в разных плоскостях. Срок активного существования КА не менее 2 лет. На каждом КА размещается 128 независимых запоминающих устройств емкостью 100 Кбит каждое и один приемопередатчик, работающий в диапазоне 260 МГц.
На 2-м этапе разворачивается штатная система «Гонец», которая содержит 45 спутников по 9 КА на каждой из пяти орбит, расположенных в разных плоскостях Основные характеристики систем "Гонец" приведены в таблице:
|
Характеристика системы |
«Гонец-ДГ» |
Гонец-Д1М |
«Гонец» |
|
Число спутников и орбит |
6(2x3) |
12 (2x6) |
45 (5x9) |
|
Высота орбиты, км |
1400 |
|
1400 |
|
Наклонение орбиты, град. |
82,5 |
|
82,5 |
|
Время ожиданий сеанса связи не более, ч |
1,5 |
0,8 |
0 |
|
Скорость передачи информации Кбит/с |
2,7 |
2,4; 4,8; 9,6; 19,2 |
2,4-19,2; 64; 128 |
|
Диапазон частот. МГц |
259,5-265,2 |
300/400 |
300/400 |
|
Вероятность ошибки на символ |
0,0001 |
0,00001 |
0,000001 |
|
ПРОТОКОЛ доступа |
МДВР |
Алоха |
Алоха |
|
Количество пользователей, тыс. чел. |
4—10 |
100-200 |
До 1500 |
|
Точность определения координат абонента, м |
|
1000 |
1000 |