24. Системы подвижной спутниковой связи. Геостационарные, средневысотные и низкообритальные системы спутниковой связи. Параметры орбит.

3 основных класса спутниковых систем связи (ССС)

Пакетная передача данных – применяется при автоматизированном сборе данных, данный класс работает в дискретном (прерывистом) режиме – особенность.

Речевой связи (радиотелефонной) – работает в непрерывном режиме, задержки сигналов не должны превышать 0,3 с и переговоры абонентов не должны прерываться во время сеанса связи.

Определение местоположения (координат) потребителей (по сигналам спутников переон.связи и/или шлюзовых станций возможно определение координаты, но с меньшей точностью, чем с использованием GPS) система определения как в мобильном, используя шлюзовые станции.

Орбиты космических аппаратов (КА) классифицируются по форме, переодичности прохождения над точками земной поверхности и по наклонению.

Рис.

α – угол наклона к плоскости экватора,

перигей и апогей.

Показатель	GEO станционная орбита	MEO- средневысотная	LEO - низкоорбитная
Высота орбиты, км	36000	5000-15000	500-2000
Кол-во КА в ОГ (необх для устойчивости)	3	8-12	48-66
Зона покрытия одного КА (угол радиовидимой 50), % от пов-ти Земли	34	25-28	3-7
Время пребывания КА в зоне радиовидимости (в сутки)	24ч	1,5-2ч	10-15мин
Задержка при передачи речи, мс
Региональная связь	500	80-130	20-70
Глобальная связь	600	250-400	170-300

Геостационарная

Архитектура геостационарных систем ограничивает возможность повторного использования деленных полос частот, а, следовательно, их сп6ектральную эффективность. Зона охвата геостационарных космических аппаратов не включает в себя высокоширотные районы (> 76,50 с.ш. и ю.ш.), т.е. глобальные обследования не гарантируются. Геостационарные космические аппараты могут обеспечивать услуги персональной связи лишь в том случае , если формированные ими на поверхности Земли зоны обслуживаются примерно одинакова с зонами, образующимися низкоорбитальными спутниками. Орбитальный разнос между геостационарными космическими аппаратами должен составлять не менее 10, т.е. можно разместить до 360 спутников.

Средневысотные

Данные тип обеспечивает качественные характеристики обслуживания абонентов из-за того, что в поле зрения находится больше космических аппаратов, вследствие чего возможно увеличение минимальных углов видимости космического аппарата до 25-30 градусов.

При выборе местоположения группировки следует учитывать пространственные пояса заряженных частиц - радиационные пояса Ван-Аллена.

Уровни радиации в зонах Ван-Аллена.

Первый устойчивый пояс начинается примерно на высоте 1,5 тысяч км и простирается на несколько тысяч км., его «размах» составляет при 30градусов по обе стороны от экватора.

Второй пояс располагается на высоте от 13 до 19 тысяч км, охватывая около 50 градусов по обе стороны от экватора.

Средневысотные спутники следует располагать между первым и вторым поясом Ван-Аллена, т.е. от 5 до 15 тысяч км.

Зона обслуживания каждого космического аппарата существенно меньше, чем геостационарных, следовательно, для глобального покрытия поверхности Земли необходима орбитальная группировка, состоящая из 8-12 аппаратов.

Сумма задержки сигнала при связи через средневысотные спутники составляет не более 130 мс, что позволяет использовать их для радиотелефонной связи. Т.о. средневысотные спутники выигрывают у геостационарных по энергетическим показателям, но проигрывают по времени пребывания в зоне видимости наземной станции(1,5-2 часа)

Низкие круговые

Данные системы используются в основном в научно-исследовательских целях, в системе связи е используются. Высота данных орбит от 700 км до 1500 км (полярность/наклонность). Если орбита экватор – 2000 км.

Эллиптические

Основной показатель данной орбиты – период обращения спутника вокруг Земли и эксцентриситет (вытянутость эллипса). Для спутников, которые обращаются по данным орбитам характерно то, что скорость в апогее меньше, чем в перигее, следовательно спутник будет находиться в зоне видимости определённого региона гораздо дольше, чем такой же спутник на круговой орбите.

Схема работы спутниковой связи:

Станция сопряжения предназначена для организации радиодоступа пользователя системы к центрам коммутации.