Двухуровневая система спутниковой связи

 

Полезная модель относится к системам спутниковой связи. Задачей, решаемой предложенной полезной моделью, является упрощение системы спутниковой связи, а именно снижение количества спутников (космических аппаратов - КА), с обеспечением при этом передачи и приема сигналов из (в) любой точки земного шара практически в режиме реального времени с высоким качеством и достоверностью в широком спектре областей деятельности. Это обеспечено тем, что двухуровневая система спутниковой связи, для обеспечения телефонной связи на территории СНГ и глобального обмена данными на всей территории Земли, включающая космический и наземный сегменты, содержащих, соответственно, группировки спутников расположенных на низковысотных и средневысотных орбитах для обеспечения связи, мобильные и стационарные абонентские станции, координирующие станции связи, размещенные в расчетных точках Земли и соединенные с наземными ретрансляторами, согласно полезной модели, космический сегмент состоит из низкоорбитальной спутниковой группировки, содержащей низкоорбитальные космические аппараты, расположенные на круговых орбитах в трех равномерно разнесенных плоскостях и средневысотной спутниковой группировки, состоящей из космических аппаратов, расположенных на средневысотных эллиптических орбитах в двух орбитальных плоскостях, при этом обе космические группировки оснащены межспутниковой связью, причем в состав наземного сегмента входит управляющий комплекс, потребительский комплекс и наземные каналы связи с сетью общего пользования. В предпочтительных вариантах осуществления, низкоорбитальная спутниковая группировка состоит из двенадцати низкоорбитальных космических аппаратов по четыре космических аппарата в каждой орбитальной плоскости; средневысотная спутниковая группировка состоит из шести космических аппаратов по три космических аппарата в каждой орбитальной плоскости; в состав управляющего комплекса системы входят центр управления системой; центр управления полетом; центр управления связным комплексом; центральные станции (ЦС1, ЦС2,); региональные станции (PC-1, PC-2); абонентские терминалы потребителей; наземный пункт управления связью (НПУС-1, НПУС-2); комплекс средств измерений, сбора и обработки информации космодрома - КСИСОИ (функционально); в состав потребительского комплекса входят подвижные абоненты, включая транспорт, а также региональные и центральные диспетчерские пункты. Предложенная система спутниковой связи имеет конкурентные преимущества и позволяет обеспечить (при минимальных издержках) глобальную спутниковую связь.

Полезная модель относится к системам спутниковой связи, имеющей космический и наземный сегменты и, в частности, к двухуровневой спутниковой системе с использованием низкоорбитальных спутников-ретрансляторов (СР) и спутников на средневысотных эллиптических орбитах.

Из предшествующего уровня техники известна многофункциональная телекоммуникационная космическая система, включающая подсистему связи и подсистему мониторинга. Подсистема связи выстроена на базе спутников-ретрансляторов и обеспечивает телефонную связь, видеоконференцсвязь, передачу изображений, межмашинный обмен, доступ в "Internet" в глобальных масштабах со скоростями от 1,2 кбит/с до 2948 кбит/с. Управление работой группировок спутников осуществляется с помощью наземных ретрансляторов, включаемых в состав станций управления, расположенных в расчетных точках земной поверхности в местах пересечения зон радиовидимости соседних космических аппаратов.

Космический сегмент системы включает три группировки космических аппаратов для системы высоко- и низкоскоростной связи и мониторинга. Первые две группировки включают по 24 спутника на орбитах с высотой 10360 км; группировка мониторинга включает 8-12 космических аппаратов на высоте 600 км.

Земной сегмент системы состоит из 12-14 координирующих станций, совмещенных со станциями управления подсистемы мониторинга и выполняющих роль региональных станций, а также парка подвижных и стационарных абонентских станций.

Служебные сигналы (вызов, запрос, ответ и др.) передаются через ближайший космический аппарат по фидерным линиям на координирующую станцию, которая, имея информацию обо всех абонентах системы и их координатах, а также данные о свободных каналах всех космических аппаратов, осуществляет прокладку маршрутов прохождения сигналов от одного абонента к другому.

Космическая система мониторинга включает космические аппараты оптического и радиолокационного наблюдения. Для проведения мониторинга объекта информация о необходимости проведения мониторинга передается на координирующую станцию, в зоне которой находится требуемый космический аппарат, а после получения мониторинговой информации она сбрасывается на ближайшую станцию управления и далее - пользователю (см. патент 2169433, кл. Н04В 7/185, 1999 г.).

Недостатком этой системы является ее сложность и громоздкость вследствие необходимости в значительном количестве космических аппаратов (минимум 56) и в значительном количестве наземных станций управления. При этом связь в системе осуществляется через несколько космических аппаратов и наземных станций, что увеличивает срок прохождения сигналов связи и/или мониторинга и ухудшает их качество.

Наиболее близким аналогом, выбранным за прототип заявленной полезной модели, является спутниковая система связи между абонентами, в которой используются две группы космических аппаратов, одна из которых выведена на низкие круговые орбиты, а другая - на геостационарные круговые орбиты. В общем случае эта космическая группировка спутников включает 36 спутников, расположенных в шести орбитальных плоскостях по шесть спутников в каждой плоскости. Спутники снабжены радиотехническими комплексами-ретрансляторами. Заданная орбита каждого спутника поддерживается ее периодической коррекцией. На Земле расположены диспетчерские станции и станции абонентов. В процессе функционирования системы сигналы абонента, например при осуществлении телефонной связи, ретранслируют через спутник, находящийся в зоне доступа абонента и расположенный на низкой орбите на наземную диспетчерскую станцию, находящуюся в зоне видимости данного спутника, а с диспетчерской станции - на спутник, находящийся на геостационарной орбите, а с данного спутника - на диспетчерскую станцию принимающего абонента, с которой сигналы через спутник на низкой орбите ретранслируются на станцию принимающего сигнал абонента (см. патент 2107990, кл. Н04В 7/185, 1998 г.).

Недостатком этой системы является то, что для ее эффективного функционирования необходимо наличие значительного количества спутников, что существенно повышает стоимость системы и усложняет ее управление. Кроме того, принцип связи в этой системе чрезмерно сложен. Так, сигналы связи от абонента поступают на находящийся на низкой орбите спутник, откуда на наземную диспетчерскую станцию, далее на спутник, находящийся на геостационарной орбите, откуда на диспетчерскую станцию принимающего абонента и через спутник, находящийся на низкой орбите, - на станцию принимающего сигнал абонента. С учетом динамики системы, а именно постоянного относительного изменения положения спутников на низкой и геостационарной орбитах, диспетчерских и абонентских станций, необходимо осуществлять изменение положения передающих и принимающих устройств (антенн) спутников и наземных станций, что весьма сложно, а кроме того, такая организация связи приводит к снижению качества передаваемых сигналов. Необходимо также отметить, что осуществление данной системой наблюдения за передвижением объектов, наблюдение за функционированием стационарных объектов, контроль экологии в заданных регионах, контроль метеорологической обстановки, которые осуществляются со спутников, находящихся на низких орбитах, и передача данной информации потребителям через диспетчерские станции приводит к необходимости создания сети диспетчерских станций, что повышает и без того весьма высокую стоимость системы и еще более усложняет ее управление. Попытка улучшить эксплуатационные параметры системы путем введения в ее состав группировки спутников, выведенных на средневысотную орбиту (см. патент РФ 2118056, кл. Н04В 7/185, 1998 г.), еще более усложнило систему и ухудшило качество передаваемых сигналов.

Задачей, на решение которой направлена предложенная полезная модель, является упрощение системы спутниковой связи, а именно снижение количества спутников (космических аппаратов - КА), с обеспечением при этом передачи и приема сигналов из (в) любой точки земного шара практически в режиме реального времени с высоким качеством и достоверностью в широком спектре областей деятельности.

Решение указанной задачи обеспечено тем, что двухуровневая система спутниковой связи, для обеспечения телефонной связи на территории СНГ и глобального обмена данными на всей территории Земли, включающая космический и наземный сегменты, содержащих, соответственно, группировки спутников расположенных на низковысотных и средневысотных орбитах для обеспечения связи, мобильные и стационарные абонентские станции, координирующие станции связи, размещенные в расчетных точках Земли и соединенные с наземными ретрансляторами, согласно полезной модели, космический сегмент состоит из низкоорбитальной спутниковой группировки, содержащей низкоорбитальные космические аппараты, расположенные на круговых орбитах в трех равномерно разнесенных плоскостях и средневысотной спутниковой группировки, состоящей из космических аппаратов, расположенных на средневысотных эллиптических орбитах в двух орбитальных плоскостях, при этом обе космические группировки оснащены межспутниковой связью, причем в состав наземного сегмента входит управляющий комплекс, потребительский комплекс и наземные каналы связи с сетью общего пользования.

В предпочтительных вариантах осуществления, низкоорбитальная спутниковая группировка состоит из двенадцати низкоорбитальных космических аппаратов по четыре космических аппарата в каждой орбитальной плоскости; средневысотная спутниковая группировка состоит из шести космических аппаратов по три космических аппарата в каждой орбитальной плоскости; в состав управляющего комплекса системы входят центр управления системой; центр управления полетом; центр управления связным комплексом; центральные станции (ЦС1, ЦС2,); региональные станции (PC-1, PC-2); абонентские терминалы потребителей; наземный пункт управления связью (НПУС-1, НПУС-2); комплекс средств измерений, сбора и обработки информации космодрома - КСИСОИ (функционально); в состав потребительского комплекса входят подвижные абоненты, включая транспорт, а также региональные и центральные диспетчерские пункты.

Такое решение поставленной задачи, за счет минимизации издержек на изготовление, запуск и эксплуатацию предложенной системы спутниковой связи обеспечивает ей значительные конкурентные преимущества по сравнению с другими системами глобальной спутниковой связи.

Полезная модель иллюстрируется рисунками, где:

на рис.1 показана структура и состав ДССС «Гонец-НЭ»; на рис.2 и 3 показаны структура орбитальной группировки подсистем, соответственно, «Гонец-Н» и «Гонец-Э»; на рис.4 показаны зоны радиотехнической видимости НПУС при углах места 15° и 30°; на рис.5 схематично показан условный внешний вид применяющихся КА.

Двухуровневая система спутниковой связи "Гонец-НЭ", состоит из взаимосвязанных наземного и космического сегментов. Космический сегмент состоит из орбитальной группировки подсистемы «Гонец-Н», включающей 12 космических аппаратов (КА-1), являющихся низкоорбитальными КА-1 (НКА), расположенных в трех равномерно разнесенных орбитальных плоскостях по 4 КА-1 в каждой, а также подсистемы «Гонец-Э», содержащей 6 КА-2 на двух средневысотных эллиптических орбитах по три КА-2 в каждой орбитальной плоскости. Таким образом система "Гонец-НЭ" состоит из двух подсистем:

- Подсистемы «Гонец-Н» с 12 КА-1 (3×4) на круговых орбитах высотой 1500 км;

- Подсистемы «Гонец-Э» с 6 КА-2 (2×3) на средневысотных эллиптических орбитах высотой в апогее 12000 км.

Наземный сегмент (см. рис.1) включает в себя управляющий комплекс, потребительский комплекс и наземные каналы связи с сетью общего пользования.

На рисунках и далее по тексту приняты следующие условные обозначения: АТ1 - переносной абонентский терминал (телефон); АТ2 - переносной абонентский терминал для приема и передачи цифровой фото- и видеоинформации; AT - абонентский терминал; БС - батарея солнечная; БКУ - бортовой комплекс управления; БРТК - бортовой радиотехнический комплекс; БВК - бортовой вычислительный комплекс; ГМСПСС - глобальная многофункциональная система персональной спутниковой связи; ДССС - двухуровневая система спутниковой связи («Гонец-НЭ»); ЗРВ - зона радиовидимости; НИС - наземная инфраструктура системы; ОГ - орбитальная группировка; КА - космический аппарат; НКА - низкоорбитальный КА; КА-1 - низкоорбитальный КА; КА-2 - средневысотный КА; PC - региональная станция; РДП - региональный диспетчерский пункт; PC - региональная станция; ЦУС - центр управления системой; ЦС - центральная станция; НПУС - наземный пункт управления связью; КСИСОИ - комплекс средств измерений, сбора и обработки информации космодрома; ЛВС - локальная вычислительная сеть; МЛС - межспутниковая линия связи; ПН - полезная нагрузка; РН - ракетный носитель; СЭО - средневысотная эллиптическая орбита.

Подсистема «Гонец-Н» предназначена для обеспечения передачи данных и персональной связи для потребителей с малогабаритными абонентскими средствами с ненаправленными антенными системами со следующими характеристиками:

- Время ожидания связи (при угле места более 15°), мин20;
- Число потребителей, тыс. трубок 500;
- Количество каналов в подспутниковой зоне одного КА 50.

Скорость передачи информации в спутниковых каналах с использованием НКА-1:

а) «Земля» (AT) - КА-1 64 кбит/с;
б) «Земля» (PC) - KA-1 1024 кбит/с;
в) КА-1 - «Земля» (AT) 256 кбит/с;
г) КА-1 - «Земля» (PC) 1024 кбит/с;
д) КА-1 «Гонец-Н» - КА-2 «Гонец-Э» (МЛС)256 кбит/с.

Подсистема «Гонец-Э» предназначена для обеспечения высокоскоростной передачи данных и персональной связи потребителей с малогабаритными абонентскими средствами с ненаправленными антенными системами, при этом она имеет следующие характеристики:

Время ожидания связи (при угле места более 15°), мин0;
- Число потребителей, тыс. трубок 300;
- Количество каналов в подспутниковой зоне одного КА 10000;

Скорость передачи информации в спутниковых каналах с использованием КА-2 подсистемы «Гонец-Э»:

а) «Земля» (АТ1) - КА-2 64 Кбит/с;
б) «Земля» (АТ2) - КА-2 10 Мбит/с;
в) «Земля» (ЦС) - КА-2 300 Мбит/с;
г) КА-2 - «Земля» (АТ1) 256 Кбит/с;
д) КА-2 - «Земля» (АТ2) 10 Мбит/с;
е) КА-2 - «Земля» (ЦС) 300 Мбит/с;
ж) КА-2 «Гонец-Э» - КА-1 «Гонец-Н» (МЛС)256 Кбит/с.

Следует отметить, что для КА-2 подсистемы «Гонец-Э» предусмотрена возможность работы с абонентскими терминалами системы «Гонец-Н».

В состав управляющего комплекса подсистемы "Гонец-Н" входят:

1. Центр управления полетом;

3. Центральные станции (ЦС1, ЦС2);

5. Региональные станции (РС1, РС2);

6. Абонентские терминалы потребителей;

7. КСИСОИ - комплекс средств измерений, сбора и обработки информации космодрома (функционально) в части организации управления НКА при выведении на орбиту.

Подсистема «Гонец-Н» имеет следующую баллистическую структуру:

- Тип орбитыкруговая;
- высота, км1500;
- наклонение, град 82;
- количество плоскостей3;
- долгота орбит, град30, 90, 150;
- количество КА в одной плоскости 4.

В подсистеме «Гонец-Э» используются средневысотные эллиптические орбиты, что является перспективным направлением в развитии персональной спутниковой связи. Преимущество таких орбит в том, что когда КА-2 находится в верхней части орбиты над северным полушарием, то в зону обслуживания попадает вся территория России, включая высокоширотные районы. К тому же, по сравнению с КА на высокоэлептической орбите и геостационарной орбите, затухания в радиолинии значительно меньше.

Баллистическое построение орбитальной группировки на средневысотном эллипсе имеет следующие преимущества:

Однократное непрерывное покрытие территории РФ от 40° до 80° с.ш. и от 20° до 170° в.д. зонами радиотехнической видимости КА при угле места работы абонентов не менее 30° и угле места работы наземных пунктов управления связью НПУС не менее 15° и минимальное количество КА в орбитальной группировке.

В состав управляющего комплекса подсистемы "Гонец-Э" входят:

1 Наземные пункты управления связью (Западный НПУС-1, Восточный НПУС-2);

2. Центральные станции (ЦС-1, ЦС-2);

3. Абонентские терминалы потребителей;

4. КСИСОИ - комплекс средств измерений, сбора и обработки информации космодрома (функционально) в части организации управления КА-2 при выведении на средневысотную эллиптическую орбиту.

Подсистема "Гонец-Э" имеет орбитальную структуру 2х3 с параметрами орбит, приведенными в таблице 1. Орбитальные плоскости разнесены в абсолютном пространстве на 180°.

Таблица 1
Основные элементы Значение
Большая полуось орбиты 12793 км
Эксцентриситет0,46
Наклонение63,4°
Аргумент широты перигея270°
Драконический период обращения 3h 58m 55,5s
Угол места работы абонента 25÷30°
Угол места работы наземного пункта управления связью (НПУС)10÷15°
Обслуживаемая территория30÷80°

Такое баллистическое построение орбитальной группировки основано на использовании четырехчасовых средневысотных эллиптических орбит. Орбитальная группировка расположена в 2 орбитальных плоскостях, в каждой из которых находится по три КА-2. Период обращения КА-2 на такой орбите составляет около 4 часов, при этом в зоне обслуживания (территория СНГ) аппарат находиться не менее 2 часов. Зона обслуживания, создаваемая на поверхности Земли, позволяет обеспечить непрерывное покрытие территории СНГ.

В состав управляющего комплекса системы "Гонец-НЭ" входят:

1. Центр управления системой (ЦУС);

2. Центр управления полетом (ЦУП);

3. Центр управления связным комплексом (ЦУСК);

4. Центральные станции (ЦС1, ЦС2);

5. Региональные станции (PC-1, PC-2);

6. Абонентские терминалы потребителей (АТП);

7. Наземный пункт управления связью (НПУС-1, НПУС-2);

8. КСИСОИ - комплекс средств измерений, сбора и обработки информации космодрома (функционально).

Каждый КА-1, входящий в состав подсистемы «Гонец-Н» работает в пределах своей зоны радиовидимости. Для передачи данных в места вне зоны радиовидимости данного КА-1, могут использоваться наземные линии передачи данных и межспутниковые линии связи.

В подсистеме «Гонец-Н» используются следующие диапазоны частот:

- 0,3/0,4 ГГц - для работы с персональными пользователями, оснащенными маломощными терминалами, в том числе уже существующей системы связи;

- 2,2/2,6 ГГц - для передачи данных между региональными станциями и пользователями, оснащенными высокоскоростными и достаточно мощными терминалами;

- 50/60 ГГц - для межспутниковой линии связи между КА "Гонец-Н" и КА "Гонец-Э".

В состав полезной нагрузки (ПН) каждого КА-1 входят:

- бортовой радиотехнический комплекс (БРТК) диапазона 0,3/0,4 ГГц;

- БРТК магистральной линии связи с PC;

- БРТК межспутниковой линии связи.

Для функционирования ДССС, БРТК для абонентов подсистем «Гонец-Н» и «Гонец-Э» на территории южнее 40° с.ш. в диапазоне частот 0,3/0,4 ГГц обеспечивает телефонную связь и передачу небольших объемов информации, а также реализацию самоопределения местоположения подвижных абонентов (самолетов, судов и др.);

БРТК в диапазоне частот 2,2/2,6 ГГц обеспечивает связь КА с региональными станциями.

БРТК в диапазоне 50/60 ГГц обеспечивает связь с КА-2 из подсистемы «Гонец-Э», находящимися в зоне видимости со скоростью 256 кбит/с.

Указанные БРТК построены по принципу полной обработки информации на борту, включая декодирование, демодуляцию и маршрутно-адресную ретрансляцию в заданные подспутниковые зоны, при этом обеспечиваются следующие режимы ретрансляции:

- в реальном масштабе времени в зоне радиовидимости одного КА-1,2 (5000 км) - до 85% абонентского трафика;

- по межспутниковым линиям связи (МЛС) либо через наземные региональные станции ретрансляции (PC) при передаче информации между разными зонами - до 10% трафика;

- в режиме "почтового ящика" с переносом на борту КА-1,2 - до 5% трафика.

Предпочтительно, чтобы в диапазонах частот 0,3/0,4 ГГц и 2,2/2,6 ГГц использовались 7-ми элементные антенные системы, что обусловлено требуемыми скоростями передачи и необходимыми характеристиками линий связи. Во всех диапазонах частот используются приемо-передающие антенны. Межспутниковый канал реализован на частотах V-диапазона.

В корпусе КА-1,2 (см. рис.5) установлен блок устройства поворота панелей солнечной батареи (БС) для ее ориентации на Солнце. Также в корпусе КА-1,2 размещена двигательная установка (условно не показана) для коррекции положения КА-1,2. В корпусе также размещены блоки БРТК и устройства служебных систем (условно не показано). В КА-1 использованы БС с фотопреобразователями на базе трехкаскадного арсенида галлия и аккумуляторные батареи (АБ) на литий-ионных элементах (условно не показано). Масса КА-1 составляет около 800 кг.

В состав полезной нагрузки (ПН) КА-2 подсистемы «Гонец-Э» входит следующее:

- БРТК диапазона 0,3/0,4 ГГц (ПН-АТ1);

- БРТК диапазона 11/14 ГГц (ПН-АТ2);

- БРТК диапазона 40 ГГц (ПН-ЦС);

- БРТК межспутниковой линии связи (МЛС) 50/60 ГГц (ПН МЛС);

- Аппаратура управления ресурсами связи ПН (АУРС).

ПН-АТ1 предназначена для обеспечения непрерывной телефонной связи и передачи небольших объемов информации для абонентов системы «Гонец-НЭ» на территории СНГ.

ПН-АТ2 предназначена для обеспечения на территории СНГ оперативной, защищенной, высокоскоростной передачи данных (до 10 Мбит/с), включая передачу фото и видео изображений в режиме времени близком к реальному.

ПН-ЦС предназначена для обеспечения связи с центральными станциями и передачи больших (до 300 Мбит/с) объемов информации.

ПН-МЛС предназначена для обеспечения связи между КА из подсистем «Гонец-Н» и «Гонец-Э», находящимися в зоне видимости со скоростью 256 кбит/с.

АУРС предназначена для обеспечения взаимодействия между БРТК различных диапазонов частот, а также направленной маршрутизации пакетов данных.

КА-2 подсистемы «Гонец-Э» выполнен с возможность работы с абонентскими терминалами системы «Гонец-НЭ».

Массоэнергетические характеристики ПН обуславливают вес КА-2 около 2000 кг и общее энергопотребление порядка 3 кВт.

Бортовые ретрансляционные комплексы построены по принципу полной обработки информации на борту, включая декодирование, демодуляцию и маршрутно-адресную ретрансляцию в заданные подспутниковые зоны.

Укрупнено КА «Гонец-Э» имеет следующие составные части (условно не показано):

- зеркало гибридной зеркальной антенны (ГЗА);

- центральный блок;

- панели БС на штангах.

Центральный блок (условно не показан) включает:

- основание, на котором размещены облучатели ГЗА;

- блоки ретрансляторов;

- антенны Кu-диапазона на приводах для их перенацеливания в необходимых углах - ±10°;

- антенны V-диапазона (для межспутниковой линии связи (МЛС)) на приводах, для их перенацеливания в необходимых углах - ±25°;

- антенны V-диапазона (для магистральных линии связи) на приводах, для их перенацеливания в необходимых углах - ±11°;

- датчики системы ориентации и стабилизации (СОС);

- в нижней части блока размещены служебные системы.

Для связи с наземным пунктом управления связью - НПУС КА-2 подсистемы "Гонец-Э" снабжен двумя антеннами (условно не показаны). Каждая такая антенна имеет свою систему наведения для обеспечения возможности одновременной работы КА-2 с двумя НПУС.

Работа предложенной ДССС осуществляется следующим образом.

Сеанс связи начинается с того момента, когда абонент и НПУС одновременно попадают в зону радиовидимости одного из КА-1,2. При этом угол места работы НПУС - 15°, а абонента - 30°. Это условие приводит к тому, что количество НПУС, вследствие большой протяженности РФ с востока на запад, должно быть не менее двух. Выбор положения НПУС по широте определяется интервалом 50÷60°. Вследствие этого, целесообразно, чтобы НПУС размещались в г.Москве и г.Хабаровске. Этим обеспечивается большая общая зона видимости, что обеспечивает удобство в организации связи. На рисунке 4 показаны зоны радиотехнической видимости НПУС, размещаемых в указанных городах, а также приведена их общая зона радиовидимости. В рамках предложенной баллистической структуры орбитальной группировки при двух НПУС: Западном НПУС-1 и Восточном НПУС-2, без привлечения региональных линий связи возможны следующие варианты организации связи:

абонент 1 - КА1 - НПУС - КА1 - абонент 2;

абонент 1 - КА1 - НПУС - КА2 - абонент 2;

абонент 1 - КА1 - НПУС1 - НПУС2 - КА2 - абонент 2.

Для непрерывности сеанса связи предусмотрен гибкий переход с одного варианта организации связи на другой. В частности, предусмотрена возможность смены КА и НПУС в течение сеанса связи двух абонентов.

Для каждой орбитальной структуры требование непрерывности связи в совокупности с другими параметрами системы определяет требования к количеству КА, с которыми должен одновременно работать НПУС. Например, для орбитальной структуры 2х3 НПУС должен иметь возможность одновременной работы с тремя КА.

Характеристика межспутниковых линий связи (МЛС) между КА-2 на среднеэллиптической орбите и НКА (КА-1), а также оценка максимальной протяженности радиолиний и диапазонов изменения угла склонения от момента установления связи на границе зоны видимости до подспутникового положения приведены в таблице 2.

Таблица 2
Время от апогея, мин Высота КА на СЭО, км Широта КА на СЭО, градусы Дальность КА-КА, км B-H Склонение, градусы Н-В Склонение, градусы
012370 63.422100 -70.0-35.4
30 1150057.5 20800-68.3-34.7
4010850 53.520100 -67.3-32.6

Диапазон изменения угла склонения, после установления связи по линии B-H (верх-низ) на границе зоны видимости от минус 68.3° до минус 90°.

Диапазон изменения угла склонения, после установления связи по линии Н-В (низ-верх) на границе зоны видимости, от минус 37° до плюс 90°.

Выведение КА-1,2 (предложенной системы) на орбиту осуществляется групповыми запусками.

Предложенная ДССС является глобальной многофункциональной системой персональной спутниковой связи «Гонец-НЭ» на базе двухуровневой орбитальной группировки с шестью КА-2 на средневысотной эллиптической орбите и двенадцатью НКА (КА-1), которая позволит обеспечить обмен большими объемами данных, телефонную связь до 300 тыс. абонентов, располагающихся на территории РФ от 41° до 80° с.ш. и от 20° до 170° в.д. (включая приполярные районы), а также обеспечить передачу данных в любой точке Земного шара.

Существующая в РФ технология позволяет изготовить и запустить до 8-ми КА в год для подсистемы «Гонец-Н», а также 2-3 КА в год для подсистемы «Гонец-Э». Летные испытания предложенной системы начинаются с запуска одного КА на СЭО и одного блока из 4-х НКА на низкокруговую орбиту в 2014 г.

1. Двухуровневая система спутниковой связи для обеспечения телефонной связи на территории СНГ и глобального обмена данными на всей территории Земли, включающая космический и наземный сегменты, содержащие соответственно группировки спутников, расположенных на низковысотных и средневысотных орбитах для обеспечения связи, мобильные и стационарные абонентские станции, координирующие станции связи, размещенные в расчетных точках Земли и соединенные с наземными ретрансляторами, отличающаяся тем, что космический сегмент состоит из низкоорбитальной спутниковой группировки, содержащей низкоорбитальные космические аппараты, расположенные на круговых орбитах в трех равномерно разнесенных плоскостях, и средневысотной спутниковой группировки, состоящей из космических аппаратов, расположенных на средневысотных эллиптических орбитах в двух орбитальных плоскостях, при этом обе космические группировки оснащены межспутниковой связью, причем в состав наземного сегмента входит управляющий комплекс, потребительский комплекс и наземные каналы связи с сетью общего пользования.

2. Двухуровневая система спутниковой связи по п.1, отличающаяся тем, что низкоорбитальная спутниковая группировка состоит из двенадцати низкоорбитальных космических аппаратов по четыре космических аппарата в каждой орбитальной плоскости.

3. Двухуровневая система спутниковой связи по п.1, отличающаяся тем, что средневысотная спутниковая группировка состоит из шести космических аппаратов по три космических аппарата в каждой орбитальной плоскости.

4. Двухуровневая система спутниковой связи по п.1, отличающаяся тем, что в состав управляющего комплекса системы входят центр управления системой; центр управления полетом; центр управления связным комплексом; центральные станции (ЦС1, ЦС2,); региональные станции (PC-1, PC-2); абонентские терминалы потребителей; наземный пункт управления связью (НПУС-1, НПУС-2); комплекс средств измерений, сбора и обработки информации космодрома - КСИСОИ (функционально).

5. Двухуровневая система спутниковой связи по п.1, отличающаяся тем, что в состав потребительского комплекса входят подвижные абоненты, включая транспорт, а также региональные и центральные диспетчерские пункты.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к электротехнике и предназначено для регулирования реактивной мощности резкопеременных нагрузок (РПН) промышленных предприятий, например, дуговых сталеплавильных печей, с помощью статических тиристорных компенсаторов (СТК), в которых датчик реактивной мощности является основным динамическим звеном регулятора системы управления СТК

Техническим результатом предлагаемого устройства является уменьшение коэффициента трения при воздействии на поверхность скольжения ультразвуковых волн

Полезная модель относится к области навигации и подвижной связи и может быть использована в задачах мониторинга рыбопромысловых и иных морских и речных судов

Полезная модель относится к области часовой техники, к часовым механизмам с индикацией времени, а, более конкретно, часовым механизмам усложненного типа с пульсирующей анимации изображений, циклично изменяющих свой цвет с частотой пульса
Наверх