Системы низкоорбитальной спутниковой связи

Общие сведения. В последнее время активно развиваются системы связи на базе низкоорбитальных космических аппаратов. Подобные системы спутниковой связи строятся с помощью спутников, размещаемых на круговых орбитах с наклоном 0... 90° относительно экваториальной плоскости с высотой орбиты (расстояние от спутника до проекции его на поверхность Земли) от 500...700 км до 2000 км. На орбитах высотой менее 500 км плотность атмосферы относительно высока, из-за чего происходит постепенное снижение высоты, а следовательно, для сохранения заданной орбиты необходимо увеличивать частоту маневров, что повышает расход топлива. К тому же снижение высоты орбиты уменьшает зону радиовидимости на Земле, что требует увеличения количества спутников для глобального охвата. Для обеспечения глобальной связи с непрерывным обслуживанием, число спутников в орбитальной группировке должно быть не менее 48. Период обращения спутника на этих орбитах составляет от 90 мин до 2 ч, максимальное время его пребывания в зоне радиовидимости не превышает 10... 15 мин.

Наибольшее применение получили системы низкоорбитальной спутниковой связи с круговыми квазиполярными орбитами с наклоном 80... 90°. В интересах передачи информации для широкого круга пользователей подобные системы стали осваивать с середины 90-х годов.

Системы низкоорбитальной спутниковой связи обладают значительными преимуществами по энергетическим характеристикам, но проигрывают в продолжительности сеансов связи и времени активного сосуществования космического аппарата. При периоде обращения спутника 100 мин, в среднем 30% времени он находится на теневой стороне Земли. Поэтому аккумуляторные батареи на его борту требуют приблизительно 5000 циклов зарядки/разрядки в год. Вследствие этого срок их службы, как правило, не превышает 5-8 лет.

Низкоорбитальные системы обеспечивают персональную связь, включая радиотелефонный обмен и связь с подвижными объектами, с использованием сравнительно дешевых, малогабаритных земных терминалов, уровень сложности которых соизмерим с уровнем станций наземных сотовых систем связи. Поскольку дальность радиолинии "низкоорбитальный спутник - земная станция" в 20-50 раз меньше радиолинии "геостационарный спутник земная станция", упрощается создание многолучевых направленных антенн; излучаемая мощность снижается на 26... 30 дБ. Однако при этом усложняется управление группировкой таких спутников и поддержание непрерывности связи. Низкоорбитальные системы на приполярных (квазиполярных) орбитах обеспечивают глобальную связь в полярных широтах и особенно в регионах со слаборазвитой инфраструктурой связи и низкой плотностью населения.

Системы низкоорбитальной спутниковой связи можно разделить на три группы, отличающиеся набором предоставляемых услуг и сложностью технической реализации: системы пакетной передачи данных, системы радиотелефонной связи и системы высокоскоростной передачи данных.

Организация связи в системе. Отличительной особенностью систем низкоорбитальной спутниковой связи является наличие двух типов каналов: информационных, по которым передается коммерческая (оплачиваемая) информация и маркерных, по которым передастся адресная информация о времени работы абонента, о частоте связи и т.д. В общем случае система низкоорбитальной спутниковой связи состоит из наземного и космического сегментов. Космический сегмент, как правило, включает в себя несколько десятков спутников (космических аппаратов), запускаемых в нескольких плоскостях по несколько спутников на наклонные орбиты. Число спутников и углы наклона зависят от типа космической системы связи. Земной сегмент включает в себя, как правило, абонентские терминалы; шлюзовые станции; сегменты управления системой и управления связью, сегмент запуска. Земные сегменты различных систем низкоорбитальной спутниковой связи имеют свою специфику.

Регламент радиосвязи

Регламентом радиосвязи называется комплект документов, определяю­щих порядок организации и обеспечения радиосвязи в различных видах дея­тельности.

В регламент радиосвязи входят: распоряжение начальника, организующе­го радиосвязь; инструкции по разработке радиоданных, по обеспечению радио­связи и другие документы, регламентирующие работу радиосвязи, а также ис­ходные данные, необходимые для разработки радиоданных сетей и направле­ний подчиненными.

Документы регламента определяют общие принципы организации и обеспечения радиосвязи и разрабатываются на несколько лет.

В распоряжении указываются:

- особенности организации и обеспечения радиосвязи;

- режимы работы радиосвязи в различных видах деятельности;

- порядок организации радиосвязи взаимодействия,

- порядок и сроки разработки регламента радиосвязи и радиоданных под­чиненными.

Документы регламента радиосвязи и все вносимые в них в последующем изменения высылаются в вышестоящий, контролирующий и подчиненные ор­ганы.

Вышестоящий орган обязан проверить соответствие своим указаниям до­кументов по радиосвязи, разработанных подчиненными.

Для обеспечения своевременности разработки регламента радиосвязи и радиоданных подчиненными старший орган высылает свой регламент заблаго­временно, с учетом количества ступеней подчиненности и времени, необходи­мого для работы каждой ступени.

На основе требований регламента радиосвязи вышестоящего органа, при­нятой системы управления и наличия сил и средств радиосвязи принимается решение на организацию радиосвязи, оформляемое в виде схемы или таблицы.

Схема (таблица) должна содержать:

номера, состав и вид работы (тип оконечной аппаратуры) радиосетей и радионаправлений с вышестоящим, взаи­модействующими и подчиненными органами;

расчет сил и средств радиосвязи.

Замена радиочастот

Замена радиочастот производится при изменении условий распростране­ния радиоволн, при воздействии радиопомех и в других случаях, определенных радиоданными.

Установление радиосвязи после замены частот, предусмотренной радиоданными, должно начаться в точно установленное время.

Замена частот в непредусмотренное радиоданными время во всех случа­ях производится:

в радионаправлениях - по инициативе той радиостанции, у которой ухудшается прием;

в радиосетях - по инициативе той радиостанции, у которой ухудшается прием после команды главной радиостанции (переход на новую частоту произ­водится после того, как главная радиостанция получила от всех корреспонден­тов сети согласие на замену частоты и проверила пригодность частоты для сво­ей передачи).

Переход на новые частоты осуществляется с разрешения дежурного по радиосвязи, который обязан убедиться в необходимости и целесообразности и замены частот, учитывая при этом обстановку по связи и наличие пригодных для связи резервных частот.

При переходе на запасную частоту до установления связи дежурство на основной частоте не прекращается. Если в установленное радиоданными время смены частот ведется радио­обмен с удовлетворяющим требованиям качеством, то замена частоты произво­дится после окончания радиообмена.

При передаче предложения о замене частоты применяются установлен­ные для этого кодовые сокращения (сигналы). Одновременно с передачей предложения о замене частоты корреспондент обязан предложить приемлемую для него частоту приема.

Если в радиоданных назначены запасные частоты, то при передаче пред­ложения о замене частоты передается кодовая фраза ЗДВ... ("Переходите на запасную частоту №...").

ПРИМЕР: РНБ91 РНБ91 РНБ91 ДЕ РХТ65 РХТ65 ЗДВЗ 3 К -предложение о переходе на запасную частоту № 3.

РХТ65 РХТ65 РХТ65 ДЕ РНБ91 РНБ91 ОК ЗДВ 3 К -согласие на переход.

Если необходимо сменить дневную или ночную частоту раньше указан­ного в радиоданных времени передаются кодовые сокращения ЗЛЫ1 или ЗЛЫ2.

Если после замены рабочей частоты корреспонденты на новой частоте не обнаруживают вызовов со стороны главной станции, они обязаны вызвать ее сами. При отсутствии связи более 10 минут радиооператор обязан доложить по команде об отсутствии связи и действовать в соответствии с полученными ука­заниями.