Радиовещательная спутниковая служба реферат

Обновлено: 30.06.2024

СЛУЖБЫ СВЯЗИ СПУТНИКОВЫЕ:

ФИКСИРОВАННАЯ, РАДИОВЕЩАТЕЛЬНАЯ И ПОДВИЖНАЯ

Термины и определения

Дата введения 2001-07-01

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием научно-исследовательским институтом радио (НИИР)

ВНЕСЕН Научно-техническим управлением Министерства Российской Федерации по связи и информатизации

2 УТВЕРЖДЕН Министерством Российской Федерации по связи и информатизации

4 ВВЕДЕН впервые

5 Стандарт разработан с учетом Регламента радиосвязи, том 1, 2000 г; Стандарта МЭК-50(725); Рекомендаций МСЭ-Р, Справочника "Спутниковая связь (ФСС)" МСЭ-Р

Введение

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области спутниковой связи (фиксированной, радиовещательной и подвижной).

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин с соответствующим определением.

Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в круглых скобках после стандартизованного термина и обозначены пометой "Ндп.".

Термины-синонимы без пометы "Ндп." приведены в качестве справочных и не являются стандартизованными.

Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.

Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, без нарушения объема и содержания понятий.

В стандарте приведены иноязычные эквиваленты терминов на английском языке.

В алфавитном указателе термины приведены отдельно с указанием номера статьи.

Термины и определения общетехнических понятий, необходимых для понимания текста стандарта, приведены в Приложении А.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы, представленные аббревиатурой, - светлым, синонимы - курсивом.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий, относящихся к фиксированной, подвижной и радиовещательной спутниковым службам связи.

Термины, устанавливаемые настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы по связи, входящих в сферу работ по стандартизации и сертификации и (или) использующих результаты этих работ.

Спутниковая связь — вид радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников Земли (ИСЗ) в качестве ретрансляторов.

p, blockquote 1,0,0,0,0 -->

p, blockquote 2,0,0,0,0 -->

В 1957 году запустили первый спутник. Там стояли два передатчика на разных частотах, который передавал сигнал “БИП, БИП, БИП”. Это был первый, официальный, известный спутник, который преодолел первую космическую скорость ( 7 844 м/с на высоте 100 км ) и вышел на орбиту сделав несколько витков. Это был шар в котором был аккумулятор, два передатчика и антенна.

p, blockquote 3,0,0,0,0 -->

p, blockquote 4,0,0,0,0 -->

Потом оказалось, что с помощью спутника можно осуществлять связь, причем связь практически не ограниченная по расстоянию в пределах Земного шара. Низкочастотные радиоволны не проходят за ионосферу, они отражаются либо огибают Земной шар.

p, blockquote 5,0,0,0,0 -->

Когда переходим в УКВ диапазон часть энергии начинает проходить через ионосферу и уходить в космическое пространство. Это ограничивает связь по дальности на Земном шаре, но позволяет связываться с космическими аппаратами, а космический аппарат может связаться с наземными станциями, которые могут передавать ему сигнал и принимать сигнал со спутника. В зависимости от системы связи, земная станция может быть стационарной и подвижной, что не ограничивает использование спутниковой связи никаким образом.

p, blockquote 6,0,0,0,0 -->

p, blockquote 7,0,0,0,0 -->

Спутники используются, как ретрансляторы. Использование ИСЗ позволяет резко увеличить дальность радиосвязи, так как ретранслятор располагается высоко над Землей, от сотен до десятков тысяч км.

p, blockquote 8,0,0,0,0 -->

Спутники связи эта та часть космической программы человечества от которой есть польза для всех людей. Вот Гагарин слетал в космос и этим было доказано, что человека можно запустить в космос и он вернется живым и с непомутненным рассудком. Хотя, когда отправили второго космонавта Титова, это на уровне слухов, у него с головой было не все в порядке, Гагарин сделал один виток, может быть испугаться не успел, а Титов 17 витков. Но теперь люди сидят год на космической станции и все нормально.

p, blockquote 9,0,0,0,0 -->

Преимущества спутниковой связи

Большая пропускная способность, по сравнению с радиорелейной линией примерно тоже самое. Можно использовать широкий частотный диапазон.
Существуют спутники связи, которые обладают глобальным действием.
Высокое качество связи.

История развития спутниковой связи

23 апреля 1965 года в СССР был успешно запущен на высокую эллиптическую орбиту спутник Молния-1. На марке виден Земной шар, Советский Союз, а спутник находится на эллиптической орбите.

p, blockquote 10,0,0,0,0 -->

p, blockquote 11,0,0,0,0 -->

В одном из фокусов орбиты стоит Земной шар, спутники вращаются по орбите, спутник выходит, устанавливает связь с антенной и пока он находится в зоне видимости, связь спутник поддерживает, потом спутник уходит из зоны видимости и в это время в зону видимости должен войти второй спутник. На высокой эллиптической орбите должны быть минимум 3 аппарата, чтобы связь была непрерывной.

p, blockquote 12,0,0,0,0 -->

В рамках международной программы Intelsat первый коммерческий спутник связи Early Bird (Ранняя Пташка), произведенный корпорацией COMSAT был запущен 6 апреля 1965 года.

p, blockquote 13,0,1,0,0 -->

Основные разновидности ИСЗ

Конфигурация системы спутниковой связи зависит от типа ИСЗ, вида связи и параметров земной станции. Три основных разновидности ИСЗ в зависимости от орбиты спутника:

ИСЗ на высокой эллиптической орбите (ВЭО)
ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО)
ИСЗ на низковысотной орбите (НВО)

p, blockquote 15,0,0,0,0 -->

ИСЗ на высокой эллиптической орбите (ВЭО)

Спутники типа “Молния” с периодом обращения 12 часов, наклоном орбиты 63 градуса, высотой апогея над северным полушарием 40 тыс. км.

p, blockquote 16,0,0,0,0 -->

У спутника переменная скорость. В области апогея скорость движения ИСЗ замедляется и обеспечивает радиовидимость 6…8 часов. 6…8 часов это то время, когда один спутник находится в рабочей зоне. Для обеспечения непрерывной связи на одной орбите необходимо расположить не менее трех спутников, а лучше 4.

p, blockquote 17,0,0,0,0 -->

Преимущества ИСЗ с ВСО большой размер зоны обслуживания.

p, blockquote 18,0,0,0,0 -->

Недостатки: необходимость слежения земных антенн за спутниками и переориентация этих антенн с заходящего спутника на восходящий.

p, blockquote 19,0,0,0,0 -->

ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО)

ГСО это орбита, на которую если поставить спутник, он будет вращаться вместе с Землей с одинаковой скоростью. Он находится неподвижно относительно земной точки.

p, blockquote 20,0,0,0,0 -->

ГСО — круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, расположенная в плоскости экватора на высоте 35 875 км с поверхности Земли. Орбита синхронно вращается с вращением Земли, поэтому спутник находится неподвижно относительно земной поверхности.

p, blockquote 21,0,0,0,0 -->

Зона обслуживания одного спутника достигает треть поверхности Земли, т.е. 3-х спутников достаточно для глобальной сети.
Антенны земных станций не требуют систем слежения. Антенна неподвижна.
Не требуют сложной наземной аппаратуры, могут обеспечивать большое покрытие, но в зонах не сильно приближенных к полюсам Земли.

В северных широтах спутник виден под малыми углами к горизонту и совсем не виден в приполярных областях.

Но если в южном полушарии это не так страшно, то в северном Скандинавские страны, Россия, Канада находятся достаточно близко к полюсу и там геостационарные спутники связь не обеспечивают.

Ограничение на количество спутников на ГСО.
Достаточно высокая цена самого аппарата ИСЗ и его запуска.

ИСЗ на низковысотной орбите (НВО)

В настоящее время развиваются спутники связи на низковысотной орбите.Спутники запускаются на круговые орбиты, бывает полярная орбита, которая проходит через нулевой меридиан, плоскость которых наклонена к плоскости экватора. Наличие большого количества спутников на разных орбитах, позволяет добиться высокого покрытия поверхности Земли этими системами связи.

p, blockquote 25,0,0,0,0 -->

Высота орбиты 200…2000 км над поверхностью Земли. Спутники относятся к легкому классу и для их запуска можно использовать недорогой носитель, либо дорогой носитель, который сразу забросит на орбиту два десятка аппаратов, которые потом выводятся в нужной точке. Покрытие может быть глобальное.

p, blockquote 26,1,0,0,0 -->

Главный недостаток ИСЗ на НВО, спутники вращаются по круговым низким орбитам на достаточно высокой линейной скорости и от момента, когда спутник выходит в ту зону, где находится абонент, до того момента, когда он из этой зоны выходит, может проходить 20-40 минут. Для того, чтобы обеспечить хорошее покрытие, нужно много спутников.

p, blockquote 27,0,0,0,0 -->

Проблема космического мусора

Еще одна проблема, так называемая проблема космического мусора или засорения околоземного пространства остатками различных летательных аппаратов. Когда, какой-либо космический аппарат выводится из эксплуатации, в доброе старое время его просто отключали, на спутниках “Молния” с помощью пиропатронов отстреливали солнечные панели и спутник терял питание, превращался в кусок железа, который вращается на орбите, а потом с этой орбиты сходит. Когда спутников было 1, 2, 3 это было не страшно для человечества, хотя были печальные случаи, когда довольно массивные космические аппараты, не целиком сгорали при сходе с орбиты и падали туда, куда не надо.

p, blockquote 28,0,0,0,0 -->

Спутники, как правило имеют систему питания основанную на солнечных батареях. Но в свое время проводили эксперименты над спутниками у которых в качестве источника питания использовался генератор, который работает на основе ядерной реакции, т.е. распад какого-нибудь урана или плутония, при этом выделяется энергия, которая преобразуется в электричество, грубо говоря спутник с ядерным реактором. И такой советский спутник, содержащий радиоактивные материалы, приземлился на территорию Канады и был грандиозный скандал международный.

p, blockquote 29,0,0,0,0 -->

Сейчас в космосе вращается несколько десятков тысяч старых спутников и их остатков. Поэтому построение систем в которых используется большое количество спутников, оно чревато плачевными последствиями.

p, blockquote 30,0,0,0,0 -->

Также, наличие большого количества спутников на орбите приводит к тому, что эти спутники, создают световой экран, который мешает наблюдению ученым, через астрономические телескопы с Земли. Эти спутники создают яркие точки, которые все время находятся перед объективами телескопов.

p, blockquote 31,0,0,0,0 -->

Диапазоны частот спутниковой связи

Диапазоны частот, которые отведены в соответствии с Международным Союзом Электросвязи ITU, которые регламентировали использование частот. Частоты, как правило высокие СВЧ, потому что более низкие частоты хуже себя ведут, отражаются от ионосферы, а ВЧ хорошо затухают в этой атмосфере.

p, blockquote 32,0,0,0,0 -->

p, blockquote 33,0,0,0,0 -->

Чем выше подниматься по диапазону частот, тем хуже работает электроника.

p, blockquote 34,0,0,0,0 -->

Спутниковые службы

В зависимости от назначения систем спутниковой связи и типа земной станции различают следующие службы:

Фиксированная спутниковая служба для связи между станциями, расположенными в определенных фиксированных пунктах и для распределения телевизионных программ.
Подвижная спутниковая служба для связи между подвижными станциями,размещенными на транспортных средствах или у абонентов.
Радиовещательная спутниковая служба для передачи радио и телевизионных программ непосредственно на терминалы абонентов.

Фиксированные спутниковые службы

Начиналось всё с фиксированных спутниковых служб. Это связь с использованием космического ретранслятора между наземными станциями. И основное назначение это обеспечение связи в первую очередь для государственных нужд.

p, blockquote 36,0,0,0,0 -->

Фиксированные спутниковые службы начали использоваться государством для центральных телевизионных программ на удаленную территорию советского союза. Первоначально ФСС развивалась в направлении создания систем магистральной связи с применением наземных станций с диаметром антенн порядка 12…30 метров.

p, blockquote 37,0,0,0,0 -->

Фиксированная антенна с приемной станцией “Орбита”, диаметр антенны 12 метров. Система “Орбита” использовала спутники на высокоэллиптической орбите, это были первоначально спутники серии “Молния”. На эллипсе надо иметь 3 аппарата, как правило 4, чтобы обеспечить постоянную связь.

p, blockquote 38,0,0,0,0 -->

p, blockquote 39,0,0,1,0 -->

В настоящее время для фиксированных служб функционирует около 50 систем ФСС. Например, “Молния 3”.

p, blockquote 40,0,0,0,0 -->

p, blockquote 41,0,0,0,0 -->

На высокоэллиптической орбите используются аппараты, которые называются “Меридиан”. Спутники “Радуга” и “Горизонт” это геостационарные аппараты, которые обеспечивают фиксированную спутниковую связь. Intelsat это международная система.

p, blockquote 42,0,0,0,0 -->

Подвижные спутниковые службы

Особенностью большинства систем ПСС является маленький размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. Востребованы на морском транспорте. Для того, чтобы мощность сигнала достигающего приемника была достаточной, применяют одно из двух решений:

Спутники располагаются на геостационарной орбите поскольку эта орбита удалена от Земли на расстояние 35 786 км, на спутник требуется установить мощный передатчик. Этот подход используется системой Inmarsat. Подвижная спутниковая связь начала свое существование с международного договора по созданию системы Inmarsat, которая была первоначально ориентирована на обеспечение связи с морскими судами.
Множество спутников располагается на наклонных или полярных НВО. Inmarsat и прочие системы основанные на спутниках, как правило предназначены для оказания коллективных услуг. А когда создается система на низковысотных спутниках, то можно за счет более низкой стоимость аппарата и низкой стоимости запуска, построить глобальную сеть, которая позволит Вам связываться из любой точки земного шара, через спутниковую сеть. Первой такой системой, была система Iridium.

Спутниковая система Iridium

Система базируется на 66 лёгких (масса 689 кг) ИСЗ, равномерно размещенных на 6 НВО. Орбиты через 60 градусов охватывают всю Землю. И на каждой орбите находится по 11 спутников, которые по очереди выходят в зону в которой находится абонент. Высота основной орбиты 780 км.

p, blockquote 44,0,0,0,0 -->

p, blockquote 45,0,0,0,0 -->

Орбиты разнесены на 30 или 60 градусов и каждый спутник поддерживает связь с тем спутником, который идет впереди и с тем, который идет сзади по его орбите. И с двумя спутниками, которые находятся на двух соседних орбитах. Такая связь позволяет передать сигнал с любого спутника на любой. Одновременно обеспечивается до 11 000 телефонных соединений.

p, blockquote 46,0,0,0,0 -->

p, blockquote 47,0,0,0,0 -->

Если у Вас есть терминал Iridium, где бы вы не находились, вы можете установить связь. Если вы находитесь в обычной зоне, где мобильная связь работает, то ваш терминал перейдет в режим работы мобильной связи и не нужно будет нагружать спутник. Кроме основных спутников, есть 4 резервных, которые находятся на резервной орбите.

p, blockquote 48,0,0,0,0 -->

Радиовещательная спутниковая служба

РСС реализует персонализацию, передачу радио и телепрограмм непосредственно на индивидуальные приемники абонентам.

p, blockquote 49,0,0,0,0 -->

Прохождение радиосигналов в спутниковых линиях связи имеют особенности. Запаздывание сигнала в спутниковой связи с искусственных определена временем прохождения сигнала Земля — спутник — Земля. tз=2Н/С₀

где Н — расстояние от спутника до поверхности Земли;
С₀ — скорость распространения электромагнитной энергии.

Для геостационарной орбиты tз =238 мс.

p, blockquote 51,0,0,0,0 --> p, blockquote 52,0,0,0,1 -->

Также имеется эффект Доплера это изменение частоты сигнала, который мы принимаем от движущегося источника или изменение частоты при движении. Для скоростей много меньше скорости света Vr/с˂˂1 изменение частоты составляет Δf=±f₀(Vr/с) для спутников “Молния” не более 6 кГц. Это нужно учитывать при настройке. В принципе для широкополосной системы 6 кГц может ничего не значит, а для стандартного телефонного канала в декаметровом диапазоне, если будет смещение 6 кГц, то вы вывалились бы из него, потому что там вся полоса пропускания может быть 3 кГц.

Радиовещательная спутниковая служба (broadcasting satellite service) - спутниковая служба, в которой сигналы, передаваемые или ретранслируемые космическими станциями, предназначены для непосредственного приема населением. При этом непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием, при котором программы вещания доставляются абонентам с помощью той или иной наземной системы распределения. [1]

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Радиовещательная спутниковая служба" в других словарях:

радиовещательная спутниковая служба — РСС Спутниковая служба, в которой сигналы, передаваемые или ретранслируемые космическими станциями, предназначены для непосредственного приема населением. [ОСТ 45.124 2000 ] Тематики службы связи Обобщающие термины спутниковые службы и системы… … Справочник технического переводчика

радиовещательная спутниковая служба — palydovinė transliavimo tarnyba statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. broadcasting satellite service vok. Satellitenrundfunkdienst, m rus. радиовещательная спутниковая служба, f pranc. service de radiodiffusion par satellite, m … Automatikos terminų žodynas

Радиовещательная спутниковая служба — 1. Служба радиосвязи, в которой сигналы, передаваемые или ретранслируемые космическими станциями, предназначены для непосредственного приема населением Употребляется в документе: МСЭ, 2007 год … Телекоммуникационный словарь

Радиовещательная спутниковая служба радиосвязи — радиовещательная спутниковая служба радиосвязи, в которой сигналы, передаваемые или ретранслируемые космическими станциями, предназначены для непосредственного приема населением (в радиовещательной спутниковой службе понятие непосредственный… … Официальная терминология

радиовещательная спутниковая служба; РСС — 13 радиовещательная спутниковая служба; РСС Источник: ОСТ 45.124 2000: Службы связи спутниковые: фиксированная, радиовещательная и подвижная. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Спутниковая служба (связи) — Cпутниковая служба (связи) (satellite service of communication) служба радиосвязи, обеспечивающая предоставление услуг связи и вещания различного назначения с помощью спутниковой связи. Данный термин определяется стандартом отрасли. [1]… … Википедия

спутниковая служба (связи) — 11 спутниковая служба (связи) Источник: ОСТ 45.124 2000: Службы связи спутниковые: фиксированная, радиовещательная и подвижная. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Фиксированная спутниковая служба — (англ. fixed satellite service) спутниковая служба, которая использует земные станции с заданным местоположением и один или несколько спутников. [1] Заданное местоположение может представлять собой определенный фиксированный пункт или… … Википедия

Подвижная спутниковая служба — (mobile satellite service) спутниковая служба, обеспечивающая радиосвязь между подвижными земными станциями и одной или несколькими космическими станциями; или между космическими станциями, используемыми этой службой; или между подвижными земными … Википедия

Задачи увеличения дальности и пропускной способности систем связи всегда были основополагающими проблемами данной области техники. К сожалению, соответствующие характеристики, как правило, оказываются альтернативными: мероприятия по увеличению пропускной способности приводят к сокращению дальности, и наоборот. В частности, повышение пропускной способности требует перехода на все более высокочастотные диапазоны волн, сигналы которых могут быть непосредственно переданы практически лишь на расстояния прямой видимости- Как средство разрешения этого противоречия, могут быть использованы ретрансляторы, поднятые достаточно высоко нал поверхностью Земли.

Успехи развития космонавтики позволили использовать в качестве таких ретрансляторов ИСЗ. Поскольку они могут располагаться практически сколь угодно высоко над Землей, их область обслуживания может охватывать не только отдельные страны или моря, но и целые континенты и океаны. В общем случае спутники движутся по эллиптическим орбитам, в од-ном из фокусов которых располагается центр Земли. Спутник перемещается относительно наземного наблюдателя, а вместе с ним и область обслуживания перемещается по темной поверхности. В результате следует либо увеличивать число спутников в системе, либо согласиться с тем, что круглосуточная связь обеспечиваться не будет.

Улучшение ситуации может быть достигнуто, если орбиту спутника выбрать так, чтобы период обращения спутника вокруг Земли находился в простом соотношении с периодом ее обращения вокруг своей оси (синхронные орбиты). Использование таких орбит приводит к постоянному расписанию возможных сеансов связи, поскольку для любого наземного наблюдателя спутник-ретранслятор (СР) появляется в данной точке небесной сферы периодически, постоянно в одно и то же время.

Дальнейшие упрощения спутниковых систем связи наступают если:

-орбита спутника является круговой и лежит в плоскости экватора;

-период обращения спутника по орбите составляет ровно одни сутки. Такой спутник вообще остается неподвижным относительно любого наземного наблюдателя. Соответствующая орбита именуется геостационарной (ГСО), а движущийся по ней спутник — стационарным. ГСО имеет радиус приблизительно 42,3 тыс. км. Она уникальная и единственная, поэтому размещение спутников на ней жестко контролируется между народными организациями во главе с действующим пол эгидой ООН Международным союзом электросвязи (МСЭ). Той же организации поручена международная координация и других спутниковых систем связи с целью рационального ограничения взаимного влияния между ними.

Хотя в настоящее время подавляющая часть используемых СР являются стационарным и, они не лишены существенных недостатков. Именно такие спутники лучше всего приспособлены для обслуживания тропических и субтропических регионов. По мере продвижения наблюдателя на поверхности Земли от подспутниковой точки вдоль меридиана к полюсам Земли, угол места направления на стационарный космический аппарат (КА) уменьшается, достигая нулевого значения для широты 82 й (северной или южной). Для более близких к полюсам точек подспутникового меридиана видимость спутника вообще отсутствует. Легко понять, что граница геометрической видимости стационарного КА при отклонении наблюдателя от подспутникового меридиана опускается в направлении к экватору. Кроме того, работа радиолиний в направлениях с малыми углами места вообще резко затрудняется как за счет приема отраженных от Земли сигналов, так и за счет экранирующего действия различных возвышений, леса, строений или других препятствии. Поэтому стационарные КА практически неспособны обслуживать территории, лежащие севернее северного и южнее южного полярных кругов. Между тем эти территории часто представляют значительный интерес, например для России. Даже территория Северного полюса представляет значительный интерес, прежде всего в связи с тем, что через нее пролегают наиболее выгодные трассы ряда важнейших авиалиний.

Спутник-ретранслятор (СР) должен принимать сигналы от земных станций (ЗС) системы связи, усиливать их и вновь передавать на те ЗС, которым очи предназначены. Таким образом, СР содержит приемное и передающее оборудование для ретрансляции сигналов.

Поскольку сквозное усиление приемопередающего тракта СР должно быть достаточно большим, необходимо вести прием и передачу на разных частотах (в противном случае не удастся избежать самовозбуждения тракта). Таким образом, обязательным элементом тракта ретрансляции являются также преобразователи частоты.

Особенность ретрансляторов вещательной службы в том, что для них основным является передающий тракт, через который собственно и осуществляется вешание. На вещательных СР устанавливается и приемное оборудование, используемое для приема подаваемых на борт вещательных программ. Радиолиния подачи программ на борт именуется фидерной.

Спутник-ретранслятор, как всякий активный КА, кроме собственно тракта ретрансляции, именуемого по отношению к этому аппарату, полезной нагрузкой (ПН), содержит также и целый ряд вспомогательных систем, таких как система электропитания, система ориентации и стабилизации, система терморегулирования и управления. Последняя включает системы формирования и передачи телеметрической информации. КА за вычетом полезной нагрузки именуется космической платформой (КП). Такая платформа может использоваться в сочетании с различными ПН для создания ряда различных КА.

В настоящее время в интересах фиксированной и вещательной служб чаще всего используются стационарные СР. Типовые параметры платформ таких спутников:

энерговооруженность до 5-7 кВт, причем для питания полезной нагрузки выделяется 1,5-2 кВт;

масса порядка 2-3 т. в том числе полезной нагрузки 0,5-0,8 г;

точность ориентации и стабилизации порядка 0,1 ;

срок активного существования 12-15 лет.

В зависимости от состава пользователей СР делятся на международные и национальные. Наиболее известные международные СР фиксированной службы Intelsat и Eutelsat. Существенными ресурсами владеет также международная компания Интерспутник. СР Eutelsat содержат также стволы, чаще всего используемые европейскими странами для телевизионного вещания. Специально для этих целей используется спутниковая система Astra.

2. Принципы построения и особенности ССС.

Виды орбит. Спутник связи может находиться на круговой или на эллиптической орбите. Соответственно центр Земли совпадает с центром круговой орбиты либо с одним из фокусов эллиптической орбиты (рис. 1).

Угол i между плоскостью орбиты и плоскостью экватора называют наклонением. При i =0 орбита называется экваториальной, при i =90° – полярной, остальные – наклонными. Круговые орбиты различаются наклонением и высотой Н 3 над поверхностью Земли. Эллиптические орбиты – наклонением и высотами апогея А и перигея П над поверхностью Земли. Линия, соединяющая апогей и перигей, называется линией апсид. Поля тяготения Луны, Солнца, планет, магнитное поле Земли, несферичность Земли и другие возмущающие факторы вызывают изменение параметров орбиты во времени. Для наклонных эллиптических орбит эти изменения минимальны, если выбрать i =63,4°.

Геостационарные спутники позволяют построить более дешевую и удобную в эксплуатации в сравнении с другими ИСЗ систему связи (достаточно одного ИСЗ, нужна неподвижная антенна ЗС и другие причины). Поэтому ГО очень часто отдают предпочтение. Такая орбита у Земли всего одна, и орбитальные позиции для ИСЗ на ней предоставляются по решению Всемирной административной конференции по радио (ВАКР). Занято более 100 позиций. Если точность поддержания по долготе геостационарного спутника не хуже ±1°, то на ГО можно разместить до 180 ИСЗ. По мере развития спутниковых систем связи требования к точности поддержания по долготе ужесточаются. У существующих ИСЗ она составляет от ±1° до ±0,1°.

Через геостационарный спутник не могут работать ЗС, расположенные в высокоширотных районах, так как они не видны с ИСЗ (рис. 2).

Для ЗС, расположенных на экваторе, геостационарный спутник находится в зените. Другими словами, угол места β (угол между направлениями на горизонт и на ИСЗ) составляет 90°. В этом случае путь сигнала в атмосфере Земли самый короткий. Если же расположить ЗС на широте 81°, то ее антенна должна быть направлена на горизонт, т. е. β –0. С уменьшением β путь сигнала в атмосфере становится длиннее. При этом увеличивается ослабление сигнала при распространении в свободном пространстве. Возрастает также ослабление сигнала в атмосферной влаге и шумовая температура антенны за счет шумового излучения атмосферы. Если же β зоной видимости. Для геостационарного ИСЗ при β = 5° она располагается между 76° с.ш. и 76° ю.ш, а по долготе занимает примерно третью часть экватора (заштрихованная область на рис.2). Предположим, что на ИСЗ установлена общая приемопередающая антенна. Если ее максимум излучения ориентирован на центр Земли, т. е. антенна создает прямой луч, а ширина главного лепестка ДН около 173° (под таким углом видна Земля с геостационарного ИСЗ), то все станции, расположенные в зоне видимости, могут поддерживать связь через ИСЗ. Если же на ИСЗ установлена узконаправленная антенна, то она освещает на Земле только часть зоны видимости, так называемую зону покрытия (рис.3). Теперь связь через спутник может быть установлена только между ЗС, находящимися в зоне покрытия.

На рис. 12.2 была рассмотрена КС, у которой зоны видимости и зона покрытия совпадают. Такая КС имеет глобальную зону покрытия и глобальную антенну. Глобальные антенны предпочтительны в случаях, когда надо охватить связью большие территории, например в международных ССС, узконаправленные – при создании национальных ССС. Во втором случае антенна ИСЗ прицелена в определенную точку на земной поверхности, а не на центр Земли, т. е. она дает наклонный луч. Зона покрытия имеет форму, максимально приближенную к границам государства, района и т. п. На современных многофункциональных ИСЗ устанавливают вместе и те, и другие антенны, причем узконаправленные антенны могут иметь несколько лучей, образующих на Земле свои зоны покрытия. Они получили название многолучевых антенн (МЛА). Если зоны покрытия МЛА не перекрываются, то передачу во всех лучах можно вести на одной и той же частоте. Таким образом, МЛА допускают многократное применение одной полосы частот и позволяют за счет этого повысить эффективность использования ГО.

Часть зоны покрытия, на которой действительно предусмотрена установка ЗС, называют зоной обслуживания. Наиболее эффективны ССС, в которых зоны покрытия и обслуживания совпадают.

3.Тенденции технологии

Последние достижения технологии в области спутниковой связи говорят о больших потенциальных возможностях ССС в расширении пропускной способности каналов передачи, разработке и внедрении новых служб связи. Будущее ССС за широкополосными широковещательными приложениями и спутниковыми системами подвижной связи.

В заключение отметим, что ССС постоянно и ревниво сравниваются с волоконно–оптическими сетями связи. Внедрение этих сетей ускоряется в связи с быстрым технологическим развитием соответствующих областей волоконной оптики, что заставляет задаться вопросом о судьбе ССС. Например, разработка и, главное, внедрение конкатенирующего (составного) кодирования резко уменьшает вероятность возникновения неисправленной побитовой ошибки, что, в свою очередь, позволяет преодолеть главную проблему ССС– туман и дождь.

4. КОСМИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

Космическая станция содержит ретранслятор и системы обеспечения: источники энергоснабжения, системы ориентации антенн (на Землю) и солнечных батарей (на Солнце), системы коррекции положения ИСЗ на орбите и др.

Современные многоствольные ретрансляторы выполняют так, чтобы получить максимальную пропускную способность. В полосе 500 МГц, отводимой на один ИСЗ, можно разместить спектры сигналов 12 стволов. Обычно полоса ствола –36 МГц, а ЗЧИ между стволами – 4 МГц. Чтобы увеличить вдвое емкость ретрансляторов, вдвое уменьшают разнос между несущими соседних стволов, а необходимую развязку между перекрывающимися по спектру сигналами получают за счет поляризации. Для всех нечетных стволов (рис 5,а) берут, например, вертикальную поляризацию (ВП), а для четных – горизонтальную (ГП). Напомним, что применение линейной поляризации возможно в ИСЗ с жесткой стабилизацией на орбите. В той же полосе частот передают сигналы телеметрии (ТМ). Ретранслятор (рис. 5,6) имеет шесть антенн, причем WA1, WA2 и WA6 работают с волнами вертикальной поляризации, WA3, WA4 и WA5 – горизонтальной, где антенны WA1, WA3, WA5, WA6 –глобальные; WA2, WA4 –узконаправленные. Устройства совмещения (УС) служат для разделения волн приема и передачи. Итак, на ПФ Z1 приходят сигналы нечетных стволов. Оттуда они поступают в приемник Пр1, а затем через разветвитель A3 в передающие комплекты Ш и П2 и в антенны. Сигналы четных стволов проходят через ПФ Z2, приемник Пр2, передающие комплекты ПЗ и П4 и поступают в антенны. Минимальный частотный разнос между сигналами передатчиков, подключенных к одной антенне, составляет 80 МГц. Приемник содержит МШУ А1, смеситель UZ, ГТ и УСВЧ А2. В ретрансляторе применено однократное преобразование частоты. Переключатели К1 и К2 позволяют выбрать в качестве рабочих любые два приемника. Такое резервирование надежнее поблочного, показанного на рис. 4. Передающий комплект (рис. 5,е) содержит фильтр разделения стволов ФРС, коммутаторы входной Км 1 и выходной Км 2, усилители мощности рабочие (по одному на каждый ствол) и резервные, фильтры объединения стволов ФОС и фильтр гармоник ФГ. Кроме того, на рис. 5,в показано устройство 2, предназначенное для введения сигналов телеметрии.

Первые ИСЗ с полностью полупроводниковой электронной аппаратурой появились в начале 80-х годов. Применение транзисторных УМ позволяет существенно улучшить электрические характеристики и надежность передающего тракта ствола, уменьшить массу и энергопотребление. Напомним, что во многих существующих ретрансляторах с выходной мощностью до нескольких десятков ватт УМ выполнены на ЛБВ, а число стволов в таких ретрансляторах составляет 6–12.

На рис. 5,6 показано шесть антенн. Практически их можно реализовать в виде двух МЛА, каждая из которых имеет три (или более) разные диаграммы направленности. Для волн ВП и ГП применяют отдельные антенны. На рис. 5,6 антенны закреплены за передатчиками и приемниками. В усовершенствованном варианте КС между антеннами и приемопередающей аппаратурой устанавливают антенные коммутаторы, которые позволяют по команде с Земли выбирать любую антенну (в МЛА – любую ДН) для приема и передачи, конечно, с учетом поляризации.

5. ЗЕМНЫЕ СТАНЦИИ

Земные станции подразделяют на передающие, приемные систем спутникового вещания, а также приемопередающие, предназначенные для организации дуплексной телефонной связи и для работы в сети обмена ТВ программами. Приемопередающие ЗС обычно являются многоствольными.

Выбор рабочего комплекта МШУ выполняет К1, а рабочей стойки В–К2. Переключение с одного комплекта на другой происходит автоматически при получении АС от стойки контроля приемника (на схеме не показана).

В блоке Зв (рис. 7,6) и Рв применены порогопонижающие демодуляторы. Они содержат частотный демодулятор СЗС UR2, вспомогательный преобразователь частоты, состоящий из смесителя UZ2, генератора G2, ФБП Z4, и цепь обратной связи по частоте ОСЧ. В составе цепи ОСЧ – частотный модулятор UB и фазовый корректор А7. Кроме того, в составе блока – выходной усилитель А5 и ВК А6. Частота ЧМ сигнала на входе блока звука

f 1 = f ЗВ +Δ f m ЗВ u ЗВ ( t )

где f 3 B =7 МГц; Δf m ЗВ – максимальная девиация, развиваемая СЗС; u 3 B ( t ) –напряжение СЗС, причем | u 3 B ( t ) |≤1.

f 2 = f г + A Δ f m ЗВ u ЗВ ( t ) .

где f г –частота колебаний G 2; А – коэффициент передачи цепи ОСЧ. Частота колебаний на выходе Z4

f пр2 = f 1 - f 2 = f * пр2 +(1- A ) Δ f m ЗВ u ЗВ ( t )

где f Пр *= f зв – f г . С помощью корректора А7 подбирают фазу СЗС на входе UB так, чтобы при возрастании частоты сигнала на входе / смесителя возрастала бы частота колебаний на входе 2. В этом случае А>0 и (1–A) Δf m ЗВ Δf m ЗВ , т. е. девиация частоты на выходе смесителя меньше, чем на его входе. Поэтому ПФ Z4 может иметь более узкую полосу пропускания, чем ПФ Z3. В таком случае Z4 будет определять шумовую полосу приемника звука и пороговую мощность входного сигнала. Видим, что применение ОСЧ снижает порог ЧМ приемника. Поэтому последний может принимать более слабые сигналы. Это позволяет снизить уровень колебаний поднесущих частот на передаче, т. е. уменьшить загрузку общего тракта.

Блок AM преобразует выходной сигнал ЧД UR (рис. 9,а) в радиосигнал вещательного телевидения с несущей f i (рис. 9,6), состоящей из AM радиосигнала изображения f и ЧМ радиосигнала звукового сопровождения 2.

На входе БАМ (рис. 9,в) установлен каскад с разделенной нагрузкой А1. Фильтр Z1 выделяет ПТВС, который после дополнительной обработки поступает на вход 1 амплитудного модулятора UZ1. В схему включены ВК А2 и режекторный фильтр Z2, настроенный на частоту 6,5 МГц и предназначенный для более эффективного подавления СЗС, передаваемого на поднесущей частоте. Чтобы уменьшить нелинейные искажения сигнала на выходе БАМ, на UZ1 подают ПТВС с восстановленной постоянной составляющей. Восстановление выполняет типовая управляемая схема фиксации уровня (СФУ). Управляющие импульсы для нее амплитудный селектор (АС) вырабатывает из синхроимпульсов входного ПТВС. На второй вход UZ1 поступает несущая от автогенератора G, создающего колебания частоты f,. Выполнен AM по балансной схеме, так что на его выходе получают AM сигнал с подавленной несущей и частично подавленной нижней боковой полосой (сигнал / на рис. 9,6).

Фильтр Z3, настроенный на частоту 6,5 МГц, выделяет ЧМ сигнал звукового сопровождения. Этот сигнал поступает на преобразователь частоты СЗС, состоящий из смесителя UZ2, ФБП и автогенератора G. Фильтр Z4 выделяет ЧМ СЗС со средней частотой f= f i +6,5 МГц (сигнал 2 на рис. 12.19,в). В выходном каскаде A3 оба сигнала объединяются.

1. Бурлянд В.А., Володарская В.Е., Яроцкий А.В. Советская радиотехника и электросвязь в датах.- М.:Связь, 1975.- 191с.

2. Справочник "Спутниковая связь и вещание" Изд. "Радио и связь", Москва, 1988.

3. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи.- М.: Экотрендз, 2005.- 393с.

4. Network World №9 1997, Ст. "Спутниковая связь в России: "Памир", Iridium, Globalstar . ". Авт:Галина Большова.

Термины и определения

Радиослужбы

Служба радиосвязи: служба, определенная в настоящем Разделе, включающая передачу, излучение и/или прием радиоволн для определенных целей электросвязи,

Фиксированная служба: служба радиосвязи между определенными фиксированными пунктами.

Фиксированная спутниковая служба: служба радиосвязи между земными станциями с заданным местоположением, когда используется один или несколько спутников, ; заданное местоположение может представлять собой определенный фиксированный пункт или любой фиксированный пункт, расположенный в определенных зонах; в некоторых случаях эта служба включает линии спутник — спутник, которые могут также использоваться в межслутниковой службе; фиксированная спутниковая служба может включать также фидерные линии для других служб космической радиосвязи.

Воздушная фиксированная служба: служба радиосвязи между определенными фиксированными пунктами, предназначенная в основном для обеспечения безопасности воздушной навигации и для регулярности, эффективности и экономичности работы воздушного транспорта.

Межспутниковая служба: служба радиосвязи, обеспечивающая связь между искусственными спутниками.

Служба космической эксплуатации: служба радиосвязи. предназначенная исключительно для эксплуатации космических кораблей, в частности, для целей космического слежения, космической телеметрии и космического телеуправления.

Эти функции обеспечиваются обычно в рамках службы, в которой работает космическая станция.

Подвижная служба: служба радиосвязи между подвижной и сухопутной станциями или между подвижными станциями.

между подвижными земными станциями и одной или несколькими космическими станциями, илимежду космическими станциями, используемыми этой службой;
между подвижными земными станциями посредством одной или нескольких космические станций.

Эта служба может включать также фидерные линии, необходимые для ее работы.

Сухопутная подвижная служба: подвижная служба между базовыми станциями и сухопутными подвижными станциями или между сухопутными подвижными станциями.

Сухопутная подвижная спутниковая служба: подвижная спутниковая служба, в которой подвижные земные станции расположены на суше.

Морская подвижная служба: подвижная служба между береговыми станциями и судовыми станциями, или между судовыми станциями, или между взаимодействующими станциями внутрисудовой связи; станции спасательных средств и станции радиомаяков—указателей места бедствия также могут участвовать в этой службе.

Морская подвижная спутниковая служба: подвижная спутниковая служба, в которой подвижные земные станции устанавливаются на борту морских судов; станции спасательных средств и станции радиомаяков-указателей места бедствия также могут участвовать в этой службе.

Воздушная подвижная служба: подвижная служба между стационарными станциями воздушной подвижной службы и станциями воздушных судов или между станциями воздушных судов, в которой могут участвовать станции спасательных средств: станции радиомаяков-указателей места бедствия также могут участвовать в этой службе на определенных частотах бедствия и аварии.

Воздушная подвижная (R) * служба: воздушная подвижная служба, резервируемая для связи, касающейся безопасности и регулярности полетов, главным образом на национальных и международных гражданских воздушных трассах.

Воздушная подвижная (OR) ** служба: воздушная подвижная служба, предназначенная для связи, включая связь, касающуюся координации полетов, главным образом вненациональных или международных гражданских воздушных трасс.

Воздушная подвижная спутниковая служба: подвижная спутниковая служба, в которой подвижные земные станции устанавливаются на борту воздушного судна: станции спасательных средств и станции радиомаяков-указателей места бедствия также могут участвовать в этой службе.

Воздушная подвижная спутниковая (R) * служба: воздушная подвижная спутниковая служба, резервируемая для связи, касающейся безопасности и регулярности полетов, главным образом на национальных и международных гражданских воздушных трассах.

Воздушная подвижная спутниковая (OR) ** служба: воздушная подвижная спутниковая служба, предназначенная для связи, включая связь, касающуюся координации полетов, главным образом вне национальных или международных гражданских воздушных трасс.

Радиовещательная служба: служба радиосвязи, передачи которой предназначены для непосредственного приема населением. Эта служба может осуществлять передачи звуков, передачи телевидения или другие виды передач.

Радиовещательная спутниковая служба: служба радиосвязи, в которой сигналы, передаваемые или ретранслируемые космическими станциями, предназначены для непосредственного приема населением.

В радиовещательной спутниковой службе термин "непосредственный прием" включает как индивидуальный, так и коллективный прием.

Служба радиоопределения: служба радиосвязи для целей радиоопределения.

Радионавигационная служба: служба радиоопределения, используемая для целей радионавигации.

Радионавигационная спутниковая служба: спутниковая службарадиоопределения,используемая дляцелей радионавигации.

Эта служба может включать также фидерные линии, необходимые для ее работы.

Морская радионавигационная служба: радионавигационная служба, предназначенная для обслуживания морских судов и безопасности их эксплуатации.

Воздушная радионавигационная служба: радионавигационная служба, предназначенная для обслуживания воздушных судов и безопасности их эксплуатации.

Воздушная радионавигационная спутниковая служба: радионавигационная спутниковая служба, в которой земные станции установлены на борту воздушного судна

Радиолокационная служба: служба радиоопределения для целен радиолокации.

Вспомогательная служба метеорологии: служба радиосвязи, используемая для метеорологических, включая гидрологические, наблюдений и исследований.

информация, касающаяся характеристик Земли и ее природных явлений, включая данные по состоянию окружающей среды, получается при помощи активных или пассивных датчиков, устанавливаемых на спутниках Земли;
аналогичная информация собирается с платформ, находящихся на Земле или в воздухе;
такая информация может быть передана на земные станции, принадлежащие соответствующей системе;
может осуществляться запрос платформ.

Эта служба может включать также фидерные линии, необходимые для ее работы.

Метеорологическая спутниковая служба: спутниковая служба исследования Земли для нужд метеорологии.

Служба стандартных частот и сигналов времени: служба радиосвязи для научных, технических и других целей, обеспечивающая передачу определенных частот, сигналов времени или и тех и других, установленной высокой точности, предназначенных для всеобщего приема.

Спутниковая служба стандартных частот и сигналов времени: служба радиосвязи, использующая космические станции, установленные на спутниках Земли, для тех же целей, что и служба стандартных частот и сигналов времени.

Эта служба может включать также фидерные линии, необходимые для ее работы.

Служба космических исследований: служба радиосвязи, в которой космические корабли или другие объекты в космосе используются для целей научных или технических исследовании.

Любительская служба: служба радиосвязи для целей самосовершенствования, взаимной связи и технических исследований, осуществляемая любителями, т. е. лицами, имеющими на это должное разрешение и занимающимися радиотехникой исключительно из личного интереса и без извлечения материальной выгоды.

Любительская спутниковая служба: служба радиосвязи, использующая космические станции, установленные на спутниках Земли, для тех же целей, что и любительская служба.

Радиоастрономическая служба: служба, осуществляющая применение радиоастрономии.

Служба безопасности: любая служба радиосвязи, которая используется постоянно или временно в целях безопасности человеческой жизни и имущества.

Читайте также: