Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2024

105 2024 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ Х арактерной осо- бенностью функ- ционирования ра- диолиний в системах спутниковой связи (ССС) на негеостационарных орбитах является возникающий в них эффект Доплера, приводящий к смещению несущих частот и дефор- мациям спектров передаваемых сиг- налов [1]. Влияние этого эффекта должно учитываться при проектиро- вании ССС и, при необходимости, компенсироваться. Особый интерес в этом плане пред- ставляет высокоэллиптическая ор- бита (ВЭО) “Молния”, на базе ко- торой планируется создание регио- нальной российской ССС “Экс- пресс-РВ” [2, 3] и других ССС и дистанционного зондирования Земли, таких как “Арктика-М” [4]. В связи с этим представляется целе- сообразным предложить численный метод, позволяющий достаточно точно оценить эффект Доплера для орбитальных группировок на базе ВЭО “Молния” с различными пара- метрами. О рбита “Молния” Орбита “Молния” [5] представляет собой траекторию в виде эллипса (рис. 1), один из фокусов кото- рого – F 1 совпадает с центром Земли. Период обращения каждого КА во- круг Земли на такой орбите состав- ляет около 12 часов, то есть за звездные сутки (23,933 часа) каж- дый КА делает по два витка с апо- геем h a ≈ 40 тыс. км при высоте пе- ригея в h п = 500–1000 км. Период обращения КА вокруг зем- ного шара с радиусом R з = 6371 км по эллиптической орбите не зависит от ее эксцентриситета и равен T = 2 π (a 3 / μ ) 1/2 , где: a = (h a + 2R з + h п ) / 2 – раз- мер большой полуоси эллипса, км, μ = 398 600,44 км 3 /с 2 – гравита- ционный параметр Земли. Чтобы орбита была синхронной, между высотами апогея h a и перигея h п должно соблюдаться следующее соотношение: h a = R з [(T / 0,497) 2/3 –2] – h п , где T = 11,967 часа – половина звездных суток. Так, для высоты перигея 500 км вы- сота апогея должна быть 39 768 км, а для высоты перигея 1000 км – 39 268 км. Если не учитывать вращение Земли вокруг своей оси, то траектория подспутниковой точки КА на ее по- верхности описывала бы сложную эллипсовидную фигуру. Но по- скольку направление движения КА Э ффект Доплера и его компенсация в радиолиниях космической системы, реали- зуемой на орбите "Молния" Рассматривается влияние эффекта Доплера, возникающего в радиолиниях с телекоммуникационными космическими аппаратами на высокоэллиптической орбите “Молния”. Пред- ложен метод количественной оценки этого эффекта, основан- ный на использовании второго закона Кеплера. Предлагаются меры по компенсации эффекта Доплера как в земных станциях, так и на борту космического аппарата. Ключевые слова: спутниковая связь, высокоэллиптическая орбита “Молния”, спутниковая радиолиния, эффект Доплера Виктор Алешин Начальник лаборатории моделирования телекоммуникационных спутниковых систем ФГБУ НИИР, к.т.н., с.н.с. Ирина Филатова Студент МТУСИ УДК 621.396.4 ПРАКТИКУМ