Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2023

углом места. В [3] показано, что для обеспечения глобальной зоны обслуживания потребное число спутников должно составлять не менее: где p – число орбитальных плоско- стей; q – число спутников в одной орбитальной плоскости; – геоцентрический угол между на- правлением на АС и КА; θ – минимальный рабочий угол места АС, град.; R e – радиус Земли, км; h – высота круговой ор- биты, км. Графики зависимости числа косми- ческих аппаратов (КА) в функции минимального рабочего угла места для трех табулированных значений высот: 780 км (орбита Iridium), 1200 км (орбита OneWeb) и 550 км (орбита Starlink) представлены на рис. 1. Как видно из рис. 1, с ростом значе- ния рабочего угла места АС, потреб- ное число КА увеличивается по экс- поненте. Следовательно, одной из серьезных проблем для систем на LEO является то, что для обеспече- ния высоких углов места необхо- димо развертывать ОГ большой мощности. Требование обеспечить работу при высоком УМ в первую очередь обусловлено необходи- мостью минимизировать стоимость АФАР АС за счет уменьшения тре- буемого угла сканирования [4]. Не- маловажным фактором является и обеспечение ЭМС (внутри- и меж- системной) [5]. П риполярные орбиты и конструкция Уолкера – Можаева Представленная выше оценка мощ- ности ОГ соответствует использова- нию приполярных орбит, а струк- тура ОГ соответствует конструкции Уолкера – Можаева [6, 7, 8], кото- рая предполагает, что плоскости орбит равномерно распределены по долготе восходящего узла на дуге 180 град. На рис. 2 применительно к систе- мам Iridium и OneWeb представ- лены графики минимального и мак- симального числа наблюдаемых на временном интервале 24 ч КА на УМ выше 8 град. (система Iridium) и выше 56 град. (система OneWeb) в функции географической широты положения наблюдателя (располо- жения АС). Из рис. 2 следует, что при таком по- строении ОГ над приполярными областями Земли одномоментно может находиться более 70 спутни- ков системы OneWeb и до 18 спут- ников системы Iridium. Если зона обслуживания спутника Iridium достаточно велика (радиус более 2,2 тыс. км), то радиус зоны обслуживания спутника OneWeb составляет всего 650 км. Поэтому вероятность полноценной загрузки спутников системы OneWeb в Арк- тической зоне крайне мала. Следо- вательно, эта часть группировки спутников OneWeb – а она состав- ляет около 15% от всей ОГ – не будет использована по целевому на- значению. Таким образом, развертывание ОГ большой мощности на полярных и околополярных орбитах спутнико- вых систем, рассчитанных на ра- боту с большим значением УМ (примерно более 25 град.), нецеле- сообразно (в том числе и по эконо- мическим соображениям, но это тема отдельной статьи). Н аклонные орбиты и “Delta-конфигурация” Одним из решений для таких систем может являться использование на- клонных орбит (i > 0 град., но i ≠ 90 град. и i < 180 град.). Это свя- зано с тем, что на широте, численно равной наклонению орбиты, наблю- дается концентрация спутников в пространстве. В качестве примера на рис. 3 показаны графики макси- мального числа наблюдаемых КА в функции географической широты положения наблюдателя при табули- рованных значениях наклонения ор- биты. В данном случае при модели- 49 2023 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ З ависимость потребного числа КА от минимального рабочего угла места (град.) и табулированных значений высоты LEO-орбиты: а) в диапазоне углов места 1...80 град. б) в диапазоне углов места 10...35 град. Рис. 1 ч исло спутников в функции широты a) cистема Iridium (УМ = 8 град.) б) cистема OneWeb (УМ = 56 град.) Рис. 2