Использование космического пространства

 

В настоящее время (на момент написания методического пособия) картина использования околоземного космического пространства показана на рис. 1.2. Этот рисунок получен с использованием Java приложения Jtrack-3D с сайта космического агентства NASA [14]. Это приложение отслеживает в реальном времени положение зарегистрированных спутников. Крестиком выделен коммуникационный спутник Express AM22 на геостационарной орбите, черными точками обозначены искусственные спутники Земли, находящиеся на орбите. Рис. 1.2 показывает, что орбитальных позиций для размещения новых спутников становится все меньше.

Рис. 1.2. Расположение искусственных спутников Земли

 

Тенденции развития спутниковых телекоммуникаций

Спутниковые системы связи и вещания развивались очень бурно и достаточно быстро выявились три важные тенденции:

- на начальном этапе – переход с низких орбит на геостационарную орбиту (подробный расчет параметров геостационарной орбиты приведен в Приложении);

- в настоящее время – наоборот (так как нет новых орбитальных позиций для размещения геостационарных спутников);

- переход к более высокочастотным диапазонам при повышении мощности передатчиков, устанавливаемых на спутниках. Эти изменения преследовали определённую цель – максимально упростить наземные приёмные системы.

Именно на этом пути выяснилось, что наземные приёмные станции могут оказаться достаточно простыми и дешёвыми в серийном производстве, чтобы быть доступными для индивидуальных владельцев. Так появились подходы к непосредственному телевещанию и индивидуальной телефонии подобной сотовой.

В области спутниковой телефонии развитие идет по пути снижения высот орбит, уменьшения габаритов телефонов и их антенных систем.

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что такое пояс Кларка (см. Словарь)?

2. Когда был запущен первый искусственный спутник Земли?

3. Когда был запущен первый телекоммуникационный искусственный спутник Земли?

4. К какому типу телекоммуникационных спутников относится первый телекоммуникационный спутник?

5. Назовите основные преимущества использования спутниковых технологий телекоммуникаций перед традиционными.

6. К каким последствиям может привести неконтролируемый рост числа спутниковых систем?

7. В чем состоит основное преимущество индивидуальной спутниковой телефонии перед сотовой связью?

8. Какое преимущество дает использование нескольких навигационных систем при определении местоположения?

9. В чем состоит принцип работы и использования систем спутниковой навигации?

10. Какие типы спутниковой телефонии в основном используются и почему?

11. В чем состоит преимущество и недостатки спутниковой телефонии с использованием геостационарных спутников и спутников с низкой орбитой?

12. Что такое VSAT? Из каких частей он состоит и какие задачи может решать?

13. Назначение систем спутниковой навигации.

14. Чем отличаются системы GPS и ГЛОНАСС?

15. Какое минимальное число спутников необходимо для вычисления координат местоположения объектов?

16. Чем определяется точность вычисления координат в системе GPS?

17. Чем определяется точность вычисления координат в системе ГЛОНАСС?

18. Как расположены орбиты спутников GPS и ГЛОНАСС?

19. Какое количество спутников насчитывает система GPS?

20. Какое количество спутников насчитывает система ГЛОНАСС?

21. Назовите основные области применения систем глобальной навигации GPS и ГЛОНАСС.

22. В каких режимах может работать система GPS и ГЛОНАСС и их предельные характеристики?

23. Чем принципиально отличаются система коллективной спутниковой связи от системы персональной спутниковой связи?

24. Какие спутниковые навигационные системы имеют в своем составе геостационарные спутники?

25. Какие орбиты по форме и расстоянию от поверхности Земли наиболее предпочтительны для организации спутниковой навигации?

26. В чем преимущество и недостатки персональной спутниковой телефонии через геостационарные спутники от связи через негеостационарные спутники?

27. Какое преимущество в реализации приемных станций дает использование геостационарных спутниковых телекоммуникационных систем?

 

2. Классификация, способы организации и использования ресурсов систем спутниковых телекоммуникаций

 

Рассмотрен функциональный состав систем спутниковых телекоммуникаций, способы организации каналов связи. Приведена характеристика частотного ресурса и способы его рационального использования. Подробно рассматриваются преимущества и недостатки орбит ИСЗ.

 

Использование спутниковых технологий телекоммуникаций требует создания сложных систем управления, которые реализуются только в составах спутниковых группировок [8, 10]. Спутниковые группировки являются основной структурной и организационной единицей управления космическими аппаратами. Различают спутниковые группировки гражданского и военного назначения, хотя это деление носит условный характер.

Обычно спутниковая группировка создается для решения (рис. 2.1) определенного класса задач (приема и передачи данных, трансляции телевидения и радиовещания, спутниковой телефонии, навигации) и состоит из космического и наземного сегментов.

Рис. 2.1. Типовая структура спутниковых телекоммуникаций

 

Космический сегмент может использовать несколько космических аппаратов, наземный – один или несколько центров управления. Главным ресурсом спутниковых систем телекоммуникаций является частотный ресурс спутниковых каналов связи. От рационального использования этого ресурса зависит коммерческая сторона эксплуатации спутниковых группировок.