Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2022

спутников в составе ОГ суще- ственно растет. В результате число спутников достигает сотен, тысяч и даже десятков тысяч. Поведение систем (развертывание, управление, реконфигурация и захо- ронение), включающих небольшое число или сотни и тысячи КА, очень разнится. Поэтому удобно ввести классификацию орбитальных группи- ровок по числу спутников, или, дру- гими словами, “по мощности” ОГ. К лассификация орбитальных группировок по мощности (числу КА) Предлагаемая классификация ОГ по ее мощности представлена в таб- лице 1. Например, ОГ системы Iridium имеет среднюю мощность (MP). У системы OneWeb орбитальная груп- пировка большой мощности (HP). Система Starlink будет иметь ОГ ги- пербольшой мощности (GP). Проведенные исследования пока- зали, что оптимизация ОГ средней и меньшей мощности, как правило, заключается только в подборе пара- метров орбит. Однако, для систем большой и тем более очень большой мощности огромное значение начи- нают играть параметры, определяю- щие расстановку плоскостей и отно- сительное положение спутников в соседних плоскостях (фаза). Для однозначного описания и вос- становления структуры таких ОГ целесообразно использовать крат- кую запись с минимальным набором параметров. Рассмотрим кодирова- ние структуры ОГ. К одирование структуры орбитальных группировок Как правило, структуру ОГ задают двумя параметрами: числом плоско- стей и числом спутников в каждой плоскости. Если ОГ единичной или малой мощности, то ее орбитальная структура будет полностью опреде- лена. Однако, ситуация меняется, если мощность ОГ выше средней. Здесь для однозначного построения баллистической структуры необхо- димо дополнительно указать еще как минимум два параметра: угол между первой и второй плоскостями, а также фазовый угол между спутниками пер- вой и второй плоскости. Под фазовым углом в данном случае понимается уг- ловое рассогласование по параметру “средняя аномалия” (М) между пер- вым спутником первой плоскости в момент его прохождения долготы вос- ходящего узла и ближайшим спутни- ком второй плоскости. Пятым, но не- обязательным параметром является минимальное значение угла места, при котором гарантируется заданное качество обслуживания системой. Он имеет особое значение прежде всего для спутниковых телекоммуника- ционных систем, но и для систем ДЗЗ также может быть актуален. Таким образом, структура кинема- тически правильной ОГ может быть полностью определена следующим набором параметров: [N pl , N ka , d L , d M , U m ], где: N pl – число плоскостей; N ka – число КА в орбитальной плоскости; d L – угол между первой и второй плоскостью, град.; d M – фазовый угол (по параметру “средняя аномалия”) между смеж- ными КА первой и второй плоско- стей, град.; U m – минимальный угол места, при котором гарантируется обслужива- ние абонентов системы, град. Нужно отметить, что каждому на- бору таких параметров, определяю- щих структуру ОГ, должен быть со- поставлен набор параметров, опре- деляющих параметры орбиты этой ОГ. Параметры орбиты, как из- вестно, могут быть полностью опре- делены шестью кеплеровскими эле- ментами и эпохой: [A, i, e, L,w, M, e poh ], где: А – большая полуось, км; i – наклонение, град.; e – эксцентриситет; L – долгота восходящего узла, град.; w – аргумент перигея, град.; M – средняя аномалия, град.; e poh – эпоха данных параметров. Но так как, во-первых, использова- ние эллиптических орбит в классе больших LEO-систем – это экзо- тика, а во-вторых – в большинстве случаев важно не абсолютное поло- жение спутников в пространстве, а их положение относительно друг друга, то потребный набор парамет- ров может быть существенно сокра- щен, вплоть до двух: [A, i]. В этом случае описание структуры од- ного эшелона любой LEO-системы 45 2022 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ С истема на наклонных орбитах, конструкция Уолкера – Можаева,структура [12, 21, 15, 8.57, 30] а) мгновенные зоны радиопокрытия б) структура ОГ Рис. 1 Мощность ОГ Обозначение Число КА Единичная UP (Unit Power) 1 Малая LP (Low Power) 2...50 Средняя MP (Medium Power) 51...100 Большая HP (High Power) 100...1 000 Очень большая VP (Very High Power) 1 000...10 000 Гипербольшая GP (Hyper High Power) > 10 000 Таблица 1 К лассификация по мощности ОГ