Методические указания к решению задачи № 27

В последние годы на железнодорожном транспорте и других видах транспорта (морском, речном, автомобильном, трубопроводном) стали достаточно широко применяться спутниковые системы навигации, контроля и управления. В состав спутниковой радионавигационной системы СРНС входят три сегмента: космический сегмент, наземный сегмент управления и сегмент пользователей[28,52,53,54]. Космический сегмент включает в себя спутник или систему спутников связи, обращающихся по определенной орбите вокруг Земли. Наземный сегмент управления выполняет определение параметров орбит и поправку часов спутников, закладку навигационной информации на спутники и контроль функционирования технических средств системы. В состав наземного сегмента входят главная контрольная станция и наземные станции слежения. Сегмент пользователей представляет собой множество различных средств, выполняющих прием информации со спутников.

В настоящее время в мире функционируют две системы СРНС: Navstar GPS – (Navigation Satellite Timing & Ranging GPS) – Система спутникового временного и ранжированного глобального определения местоположения (США) и ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система (Россия).

Основные параметры этих СРНС приведены в таблице 66.

Таблица 66 – Параметры систем ГЛОНАСС и GPS

№ п/п	Тип системы	ГЛОНАСС	GPS
1	2	3	4
1	Число искусственных спутников связи в системе	24	24
2	Число орбит спутников связи	3(через 1200)	6(через 600)
3	Число спутников связи на орбите	8(через 450)	4(через 900)
4	Тип орбиты	круговая	круговая
5	Высота орбиты	19100 км	20145 км
6	Наклонение орбиты	64,50	550
7	Период обращения	11ч 15мин 44 с	11ч 57мин 58с

Пример организации каналов в спутниковой связи для региональной сети Республики Беларусь приведен на рисунке 68.

Как видно из рисунка, основными элементами тракта спутниковой связи являются: наземные станции слежения; транспондер спутника связи, находящегося на орбите вокруг Земли; линии вверх и вниз (абонентский канал dama-scps и общий канал сигнализации csc).

Различают геостационарные, геоцентрические и высокоэллиптические орбиты[5,63].

Решение данной задачи начинаем с определения сквозного усиление транспондера спутника связи, находящегося на околоземной орбите

дБ (137)

где G_srx – коэффициент усиления приемной антенны, дБ (табл. 65 п.1);

K_s – коэффициент усиления транспондера, дБ (табл. 65 п.2);

n_s – потери в передающем фидере, дБ (табл. 65 п.3);

G_stx – коэффициент усиления передающей антенны, дБ (табл.65 п.4).

Затем рассчитаем специфический параметр линии при насыщении транспондера

дБ (138)

где L_d – потери в пространстве на линии вниз, дБ (табл. 65 п.8);

(G/T)_es (G/T)_sat – соответственно, добротности земной станции и транспондера, дБ/К (табл. 65 пп.5 и 6);

dG_d – уменьшение коэффициента усиления передающей антенны спутника, дБ (табл. 65 п.9).

Определяем отношение несущая/шум на линии вверх

(139)

где c/n – заданное значение отношения несущая/шум

Необходимая ЭИИМ земной станции, дБВт

(140)

где L_up – потери в пространстве на линии вверх, дБ (табл. 65 п.7);

dG_up – уменьшение коэффициента усиления приемной антенны на спутнике, дБ (табл. 65 п.10);

K – постоянный Больцмана (K=-228,6 дБ);

df – шумовая полоса, дБ (табл. 65 п.11).

Необходимая ЭИММ спутника, дБВт

(141)

где – усиление одного квадратного метра антенны, дБ.

дБ (142)

где f_up – частота в направлении вверх, ГГц (табл. 65 п.13).

Пример программы расчета ЭИИМ земной станции и транспондера спутника связи на ПЭВМ приведен в Приложении А.