Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2023

Аналогичная схема рассчитана и для ССС “Гонец”. Орбитальная группи- ровка (ОГ) ССС “Гонец” располага- ется на высоте около 1500 км. Ис- пользование более высоких орбит (с существенно меньшим числом КА в ОГ), таких как средние круговые орбиты высотой 8 и 20 тыс. км, гео- стационарная (36 тыс. км) или высо- коэллиптическая, практически невоз- можно, поскольку при этом необхо- димо обеспечить многолучевое фор- мирование зон обслуживания на Земле, а для столь низкого частот- ного диапазона сделать компактную многолучевую бортовую антенну практически невозможно. Рассчитанные соответствующим обра- зом основные параметры спутникового сегмента системы АЗН-В для указан- ных высот ОГ КА, обеспечивающие функционирование сетевых протоко- лов А-сети, приведены в табл. 1. В качестве бортовых антенн могут быть применены, например, самовы- двигающиеся на орбите обычные штыревые антенны транспондеров АЗН-В, предназначенные для ЛА. Размер транспондера 150x100x10 мм, масса не более 200 г. Основным мешающим фактором в спутниковых радиолиниях, по сравнению с радиолиниями между ЛА, является возникающий в ионо- сфере Земли эффект Фарадея, при- водящий к непрогнозируемому вра- щению плоскости поляризации ра- диосигналов и соответствующим по- ляризационным потерям, которые были учтены при расчете. Расчеты энергетического баланса со- ответствующих спутниковых радио- линий показали, что для скорости пе- редачи сигналов 19,2 кбит/с с при- меняемой в данной системе частотной модуляцией с минимальным разно- сом частот GMSK необходимая мощ- ность передатчика не превысит 1 Вт. При этом обеспечивается вероятность ошибки BER < 10 -6 на бит. Как показали расчеты, для глобаль- ного охвата всего земного шара ОГ на высоте 750 км должна состоять не менее чем из девяти ОП по 16 КА в каждой из них, то есть из 144 КА, что даже меньше, чем в проектируе- мой ССС “Марафон IoT” (126 КА для целей АЗН-В без учета резерва). В то же время ОГ на высоте 1500 км должна состоять не менее чем из восьми ОП по 13 КА в каждой из них, то есть из 104 КА. Разница, как видим, не слишком велика, но в про- грамме развития ССС “Гонец” (“Гонец-М1”) такого наращивания ОГ не предусматривается. На рис. 4 приведена возможная схема организации обмена данными АЗН-В с использованием низкоорби- тальной спутниковой группировки. Общая схема разделена на три части: l воздушно-транспортная сеть; l космическая сеть; l наземная сеть. Воздушно-транспортная сеть – сег- мент, связанный с определенной на- земной станцией (НС АЗН-В) или группой НС. Участниками воздушно-транспорт- ной сети могут являться различные ЛА (гражданские авиасуда, верто- леты, беспилотные летательные аппа- раты), а также наземные транспорт- ные средства, имеющие на борту транспондеры АЗН-В. Радиоканалы воздушно-транспортной сети органи- зуются в диапазоне УКВ методом ча- стотно-временного разделения выде- ленных для этих целей полос частот- ного спектра по протоколу VDL-4. Космическая сеть должна быть ор- ганизована на базе низкоорбиталь- ной группировки КА. Радиоканалы между ЛА и КА, как и в предыду- щем случае, организуются в диапа- зоне УКВ по протоколу VDL-4, но в одной специально выделенной для этой цели полосе частот шири- ной 25 кГц с временным разделе- нием. Каждый КА периодически, например ежеминутно, должен в свободном вре- менном слоте передавать передавать короткое сообщение, содержащее идентификатор данного КА. Эти со- общения могут приниматься всеми ЛА и наземными транспортными сред- ствами (ТС), оснащенными транспон- дерами АЗН-В и находящимися в зоне обслуживания данного КА. Таким об- разом, обеспечивается возможность оперативной организации канала спут- никовой связи и передачи сообщения от ЛА или другого ТС. В случае если КА находится в зоне видимости наземной шлюзовой стан- ции (ШС) ССС (спутникового тер- минала, показанного на рис. 4), со- общение немедленно ретранслиру- ется на Землю по фидерной линии, работающей, например, в С-диапа- зоне частот спутниковой связи, и далее по сети фиксированной авиа- ционной электросвязи AFIN переда- ется в автоматизированную систему управления воздушным движением АС УВД. С противном случае – при отсут- ствии связи КА с наземной ШС – сообщение сохраняется в памяти КА и будет передано на Землю на сле- дующем витке при очередном про- хождении КА в зоне видимости ШС, то есть, как следует из табл. 1, в среднем через 50 мин для орбиталь- ной группировки на высоте 750 км и примерно через час для ОГ на вы- соте 1500 км. Кроме того, КА, находящиеся в одной орбитальной плоскости, могут быть соединены линиями межспутни- 72 С хема организации ССС “Марафон IoT” Рис. 3