КЛА ЭКЗик / 27лек

Определение зоны связи.

Определим максимальную зону, которую может обслуживать спутник связи, находящийся на высоте Н. Рассмотрим треугольник АОВ, по теореме синусов можно записать или , обозначим и раскроем скобки, получим , разделим левую и правую часть выражения на получим , но , подставив получим возведем в квадрат ,или ,

Решая, квадратное уравнение, относительно получим

= 4-1

Проанализируем полученное решение.

Допустим, что , тогда , но всегда , тогда после преобразований имеем отсюда

4-2

Угол - максимальный угол связи для спутника, работающего на высоте Н км.

Два пункта на Земле, расположенные внутри телесного угла равного могут поддерживать связь друг с другом с помощью (даже пассивного ретранслятора) спутника.

Допустим, что отношение мало, что справедливо для стационарных спутников, работающих на высоте порядка 36000 км. Рассмотрим подкоренное выражение формулы (4-1).

. Величина А² бесконечно мала по сравнению с 1, также как и , поскольку угол места близок к нулю, тогда =А² т. к. скобка равна 1. Решая при этом условии уравнение (4-1) получим , но для фиксированной высоты и угла, ограниченного неравенством имеем

4-3

Из проведенного анализа следует, что три спутника на геостационарных орбитах могут обеспечить глобальную связь. Рассмотрим рис. Если принять угол места ИСЗ равным _, то для геостационарного спутника угол центральный угол обзора будет равен . Для максимально возможного угла места _, угол обзора равен , или максимально возможная широта, на которой возможна связь будет равна .

Определим необходимое количество геостационарных спутников для обеспечения непрерывной связи в зоне . Из треугольника O₁ LK имеем

где - угловое расстояние между двумя соседними спутниками. Тогда необходимое количество спутников связи равно

Для создания глобальной системы связи необходимо обеспечить покрытие зонами связи полярных областей. Для этого необходимо иметь три спутника на полярных орбитах .Следовательно глобальная непрерывная система связи состоит из шести спутников: три на геостационарной орбите и три на полярной. Связь между двумя наземными пунктами через один спутник возможна только в том случае, если справедливо неравенство

где - долгота пункта связи, - широта пункта связи, - долгота подспутниковой точки.

Если это условие не выполняется, то необходима ретрансляция сигнала через соседний спутник.

Преимущества и недостатки геостационарных спутников связи.

Преимущества

1 Поскольку 1 ИСЗ , работающий на геостационарной орбите, охватывает более трети поверхности земного шара, то для построения глобальной связи в заданном поясе достаточно 3-х аппаратов. Для построения системы связи по всей поверхности земного шара необходимо шесть аппаратов.

2 На наземной приемно-передающей станции достаточно иметь одну неподвижную антенну.

3. Отсутствует искажение сигнала, в следствие эффекта Доплера.

4. Сравнительно низкая стоимость.

Недостатки.

1. Не перекрытие зонами связи полярных областей, что требует дополнительных аппаратов на полярных орбитах.

2. В следствие больших высот полета, требуются сравнительно более мощные приемо-передающие комплексы.

3. Для выведения требуются носители большой мощности.