Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2015

люстрировать с помощью графика на рис. 4. На графике дана зависи- мость среднестатистического вре- мени радиоконтакта одиночного КА с земными станциями от ши- роты их расположения. О перативная готовность Для оценки качества взаимодей- ствия космического и земного сег- ментов будем использовать коэф- фициент оперативной готовности. В соответствии с ГОСТ 27.002– 2009 [9], коэффициент оператив- ной готовности (Operating instanta- neous availability) представляет собой вероятность того, что изде- лие в данный момент времени t 1 находится в работоспособном со- стоянии и, начиная с этого мо- мента, выполнит требуемую функ- цию при данных условиях в интер- вале времени (t 1 , t 2 ). Соответственно, для абонентов таким изделием является система связи. Необходимым условием того, что КА в состоянии оказать услугу, заключающуюся в приеме от абонента (передачи абоненту) короткого сообщения является то, что абонент будет иметь сеанс связи с КА длительностью не меньше чем интервал [t 1 , t 2 ]. В данном случае не предполагается разбивка сообщения на составные части. Именно по этому признаку будем называть сообщение корот- ким, то есть не требующим раз- бивки на части. Именно такая услуга заявлена в перечне услуг системы “Гонец”. В случае, когда отсутствует конкуренция абонентов за право доступа к ресурсам КА, можно считать, что условие радио- контакта будет достаточным для возможности оказания такой услуги абоненту. Учитывая, что максимально возможное время ра- диоконтакта с КА с высотой ор- биты 1500 км составляет около 17 мин., можно задать длительность короткого сообщения в пределах от 1 до 17 мин. Соответственно, веро- ятность контакта абонента со спут- ником, обеспечивающим сеанс связи длительностью хотя бы 1 мин, будет максимальна, а веро- ятность наличия над абонентом спутника, обеспечивающего дли- тельность сеанса связи 17 мин., ми- нимальна. На рис. 5 показано, как меняется размер общей области зон радиовидимости, гарантирующей абонентам, находящимся внутри нее, непрерывный радиоконтакт с КА (высота орбиты 1500 км, на- клонение 83,5 град.) на протяже- нии 1,5, 10 и 15 мин. Для множества мерных точек, по- крывающего поверхность Земли, можно получить оценку двумер- ного (по широте и долготе) распре- деления вероятности того, что або- ненты, находящиеся в узлах мер- ной сетки, попадут в область га- рантированной по времени радио- видимости одного и того же спут- ника. Статистика перекрытия таких зон при заданной кратности дает оценку двумерного распреде- ления коэффициента оперативной готовности орбитальной группи- ровки при условии, что ЗУСС видит как минимум один спутник. Проведенные расчеты для орби- тальной группировки показывают, что требование гарантированного времени радиоконтакта абонента со спутником в течение хотя бы 1 мин не сильно ограничивает размер зон видимости на поверхности Земли (рис. 6). Поэтому можно считать, что результаты, полученные в иных источниках с использованием мгновенных зон, будут справед- ливы в предположении, что для абонентов гарантируется радиокон- такт со спутником в течение хотя бы 1 мин. Распределение зон, гарантирую- щих длительную непрерывную ра- диовидимость в течение большего чем 1 мин времени принципиально изменяют ситуацию. Например, на рис. 7 и 8 приведены данные для интервалов 5 и 15 мин. Из рисунков видно, что повышение требований к оперативной готовно- сти космического сегмента до 5 мин заметно сокращает область по- крытия поверхности Земли. При требовании непрерывной радиови- димости в течении 15 мин. про- исходит почти полная деградация покрытия. Видимо, интервал времени 5 мин. можно принять за основу для по- лучения распределения коэффици- ента оперативной готовности как заведомо меньший максимального времени радиовидимости. Двумерное картографическое рас- пределение коэффициента опера- торской готовности характеризую- щее способность КА в ОГ поддер- живать непрерывный радиоконтакт с земными станциями в течении не менее 5 мин. показано на рис. 9. Полученные результаты позволяют заключить, что при полностью раз- вернутой орбитальной группировке из 24 спутников абоненты системы могут с высокой степенью веро- ятности рассчитывать на 5-минут- ные сеансы связи. Следует отме- тить, что полученные данные прак- тически полностью повторяют за- висимости для доступности созвез- дия спутников (рис. 1), что есте- ственно, поскольку интервал вре- мени 5 мин. более чем в три раза меньше потенциально возможного времени радиоконтакта. З оны ответственности ЗУСС при работе системы связи в режиме "Оn-line" Анализ доступности КА системы связи, учитывающий не только структуру орбитальной группи- ровки, но и схему организации связи, и конкретное место располо- жения ЗУСС необходимо провести отдельно. Для этого рассмотрим области на поверхности Земли во- круг ЗУСС, где могут находиться абоненты при работе системы в ре- жиме “On-line". Полученные выше результаты говорят о том, что для орбитальной группировки из 24 КА на широте расположения ЗУСС (55 град. с.ш.) мгновенная доступ- ность примерно равна 97–98%, а частота случаев отсутствия КА около 2–3%. Поэтому процесс ра- боты абонентов будет характеризо- ваться периодическим отсутствием над абонентами КА находящихся в состоянии радиоконтакта с ЗУСС. Зададим максимально приемлемое время ожидания таких КА, напри- мер величиной 15 мин. Тогда про- водя процесс имитационного моде- лирования и учитывая логическое правило, ограничивающее доступ- ность для абонентов только теми КА, которые находятся в состоя- нии радиоконтакта с ЗУСС, распо- ложенными в Москве, Железно- горске и Комсомольске на Амуре получим соответствующие зоны от- ветственности показанные на рис. 10. При этом внутри зон будет раран- тировано в 100% случаев доступ- ность КА находящихся в состоя- нии радиоконтакта с ЗУСС, учи- тывая что время ожидания подлета таких КА к абонентам никогда не превысит 15 мин. Необходимо отметить, что при вы- бранном расположении ЗУСС в Москве, Железногорске и Комсо- мольске на Амуре, как правило один КА будет одновременно до- ступен двум ЗУСС, одна из кото- 80