Реферат: Системы подвижной спутниковой связи на основе низкоорбитальных ИСЗ
6 ГГц - 1,5 ГГц (линия “Земля-КА-подвижный объект”);
Диаграмма направленности антенных систем, как правило, оптимизированна для облучения поверхности Земного шара.
Пропускная способность в каждом океанском регионе определяется параметрами конкретного КА, выполняющего роль эксплуатационного (от 75 до 200 эквивалентных телефонных каналов).
Для работы в рамках системы “Инмарсат” подвижные объекты оснащаются оконечным терминальным оборудованием. Такое оборудование должно удовлетворять определенным технико-эксплуатационным требованиям “Инмарсат”а, известным как Стандарты.
Станция Стандарта-А практически является терминальным устройством международной телефонной и телексной связи. Протоколы работы обеспечивают автоматическое соединение с любым абонентом этих сетей. Станции Стандарта-А имеют добротность -4 дБ/К, ЭИИМ в пределах 36 дБВт. Работа станции обеспечивается с помощью направленной и стабилизированной параболической антенны диаметром 80-120 см. Станция управляется микропроцессорами и являются полностью автоматизированной и обеспечивает связь в телефонном и телеграфном режимах.
Одобрение станций Стандарта-А “Инмарсат”ом уже прекращено вследствие неэффективности использованием этим оборудованием выделенного частотного диапазона и мощности ИСЗ.
В настоящее время в системе “Инмарсат” внедряются новые классы аппаратуры, получившие следующие названия:
Станции Стандарта-С представляют собой малогабаритные станции с ненаправленной антенной с добротностью -23 дБ/К, ЭИИМ - 12 дБВт. Антенные системы имеют либо ненаправленную либо слабонаправленную диаграммы направленности и обладают небольшими физическими габаритами. Передача информационных и сигнальных сообщений осуществляется в пакетной форме.
Спутниковая приемо-передающая станция Стандарта-С, оборудованная встроенным приемником GPS (Global Positioning System) для определения местоположения подвижного объекта, позволяет автоматически передавать навигационные данные объекта в диспетчерские центры. Погрешность в определении местоположения составляет десятки метров. Связь осуществляется при любых погодных условиях и атмосферных явлениях по запросу с диспетчерского центра, либо автоматически, в заданные диспетчером интервалы времени.
В настоящее время в данной системе эксплуатируются комплексы, базирующиеся на использовании типового персонального компьютера. Данный комплекс позволяет отображать движение транспортных средств по территории России на экране монитора с помощью электронных карт и осуществлять с объектами двустороннюю связь в режиме низкоскоростной передачи данных (600 бит/сек). На электронные карты пользователь может наносить необходимую ему информацию самостоятельно как в виде пометок на карте, так и при помощи прикладных баз данных.
Транспортное средство (например грузовик с особо опасным или дорогим грузом) оборудуется терминалом “Инмарсат” Стандарта-А, совмещенным с GPS. Диспетчер может получать всю необходимую ему информацию по конкретному транспортному средству (местоположение, аварийная ситуация, при необходимости технологические данные перевозимых грузов) по собственному запросу, или автоматически, по заданному интервалу времени. Он также имеет возможность передавать или принимать текстовые сообщения. Все переданные/принятые сообщения автоматически архивируются в электронных журналах. Помимо передачи в диспетчерский пункт технологической информации об объекте, система может быть интегрирована с датчиками аварийных ситуаций и несанкционированного доступа к оборудованию, либо к самой системе. Аварийные сигналы автоматически поступят на пульт диспетчера и он имеет возможность оперативно реагировать, связавшись с соответствующими технологическими службами или службами безопасности.
Стандарт-С использует систему идентификации, где каждому принятому в эксплуатацию терминалу присваивается его уникальный номер и используется кодирование сообщений, что позволяет обеспечить высокий уровень безопасности передачи. Также имеется возможность организовывать передачу информации с одного терминала на группу терминалов или запрограммировать терминал для получения специальных сообщений.
Электропитание терминалов осуществляется от сети переменного тока, или с использованием аккумуляторных батарей.
Особенностями системы “Инмарсат” Стандарт-С являются сравнительная низкая стоимость передаваемых сообщений и малые размеры поддерживаемых ею терминалов.
“Инмарсат” Стандарт-В представляет собой станцию спутниковой связи, обеспечивающую связь в режимах телефонии, телеграфии, факсимиле, передачу данных. При этом используется цифровая модуляция со скоростью 24 кбит/сек. Размеры антенны те же, что и для станций Стандарта-А. Планируется, что в ближайшие время станции данного типа полностью заменят парк станций Стандарта-А ввиду более низких тарифов на каналы связи.
Связь подвижных объектов в системе “Инмарсат” осуществляется через земные станции. В настоящее время в системе “Инмарсат” функционируют 38 земных станций, расположенные в разных странах мира. Земная станция обеспечивает обмен информацией между наземными и подвижными объектами и стыковку с наземными линиями связи. Земные станции, как минимум, состыкованы с международными телефонной и телексной сетями связи. Также они могут быть состыкованы с другими международными и национальными сетями связи. Каждая земная станция имеет закрепленную за ней несущую, которая уплотняется 22 телеграфными каналами. Телефонные каналы не закреплены за конкретными станциями, а находятся в “общем пользовании”. Для более рационального использования телефонных каналов, в каждом океанском регионе имеется координационная станция, которая в автоматизированном режиме осуществляет распределение телефонных каналов по запросам земных станций. Через эту станцию также происходит ретрансляция определенных категорий сигнальных сообщений.
2.2 Международная спутниковая система КОСПАС-САРСАТ
Международная спутниковая система “КОСПАС-САРСАТ”, предназначенная для обнаружения и определения местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию, разработана и создана совместно СССР, США, Канадой и Францией.
Система “КОСПАС-САРСАТ” включает в себя следующие основные комплексы:
- космический сегмент;
- сеть Станций приема и обработки информации (СПОИ);
- сеть Координационных центров системы (КЦС);
- парк аварийных радиомаяков (радиобуев).
Для работы аварийных радиомаяков используются следующие фиксированные частоты и диапазоны:
- 121,5 МГц - частота , выделенная МСЭ в качестве аварийной для авиационной подвижной службы;
- диапазон 406,0 - 406,1 МГц, выделенный МСЭ исключительно для аварийных радиомаяков, работающих в спутниковых системах.
Географическое положение излучающих аварийных радиомаяков определяется системой автоматически с использованием эффекта Допплера с точностью не хуже 5 км. для радиобуев, работающих в диапазоне 406 МГц, и 20 км для радиобуев, работающих на частоте 121,5 МГц.
Допплеровское определение местоположения дает два решения для каждого радиомаяка: истинное и зеркальное относительно наземной проекции трассы спутника. Эта неоднозначность решается путем расчетов, принимая во внимание эффект вращения Земли. При достаточно высокой стабильности несущей частоты радиомаяка, что имеет место с радиомаяками 406 МГц , которые спроектированы специально с этой целью, истинное решение определяется за один проход ИСЗ. Для радиомаяков 121 МГц эта неоднозначность разрешается в результате второго прохода.
В соответствии с Межправительственным соглашением, космический сегмент системы “КОСПАС-САРСАТ” состоит как минимум из 4 КА, расположенных на полярной круговой орбите. Два спутника “Надежда”, изготавливаемых и поставляемых Россией, размещены на приполярной орбите с высотой 1000 км.; КА оснащены радиокомплексом, осуществляющим прием на частотах 121,5 МГц и 406 МГц. США обеспечивает два метеорологических спутника НОАА, размещенных на приполярных орбитах с высотой 850 км. Эти КА оснащены радиооборудованием, обеспечивающим прием на частотах 121,5 МГц и 406 МГц, изготавливаемым и поставляемым Канадой и Францией. В настоящее время в космическом комплексе системы эксплуатируется 6 КА (3 КА типа КОСПАС и 3 КА типа САРСАТ). Космический аппарат КОСПАС-САРСАТ совершает оборот вокруг Земного шара примерно за 100 минут, при этом с него обозревается участок Земли шириной свыше 4000 км. В зависимости от угла подъема и геометрии конкретного прохода КА время взаимной видимости КА-СПОИ составляет до 15 минут. Бортовая аппаратура КА обеспечивает работу в следующих режимах: в режиме реального времени и в глобальном режиме. На обоих частотах 121,5 МГц и 406 МГц система функционирует в режиме реального времени, в то время как на частоте 406 МГц она действует также и в глобальном режиме, обеспечивая таким образом обслуживание всей поверхности Земного шара.
Глобальное обслуживание обеспечивается посредством записи в бортовом запоминающем устройстве КА информации, получаемой в результате бортовой обработки сигналов радиомаяков. Информация, накопленная в памяти КА, постоянно излучается передатчиком. Прием на СПОИ осуществляется при появлении спутника в ее зоне видимости. Местоположение каждого радиомаяка таким образом может быть определено всеми СПОИ, чем обеспечивается многократная обработка сигналов наземном сегментом.