Принцип работы спутника

Спутниковые системы: обзор, характеристики и применение

Для того чтобы обеспечить безопасность человечества, сейчас используют даже космическое пространство. Именно для этого были созданы спутниковые системы. Впервые использована такая технология была в 1957 году. Именно тогда был запущен первый искусственный спутник. Уже в семидесятых годах была создана радионавигационная система. Благодаря ей можно было определить координаты любых сигналов, которые были отправлены со спутника. На данный момент такая система безопасности используется для различных работ, а также для того, чтобы обеспечивать защиту как государству, так и отдельным гражданам.

Что же собой представляют обычные спутниковые технологии? Это комплекс связей электронно-технического типа. Причем нужно заметить, что работать такие системы могут только при наземном и космическом оборудовании. Более того, системы могут с легкостью определить географические данные и высоту, дату и скорость движения водных, а также наземных и воздушных предметов.

Классификация

Спутниковые навигационные системы делятся на несколько типов. Укажем на какие.

Поисковые навигационные, которые более известны как GPS, охранные для работы сайтов и телефонов. Помимо этого, имеются навигационные, которые позволяют защищать квартиры и другие территории, а также поисковые, которые необходимы для функционирования автомобилей.

Основные элементы

Следует рассмотреть, какие элементы включают в себя спутниковые системы. Они имеют наземные системы контроля. Помимо этого, ими можно управлять с самой планеты, устанавливая координаты каждого спутника. Также довольно быстро получается информация с них. Имеется приемное оборудование, которое необходимо для максимального обеспечения получения данных. Установлены радиомаяки. Они обеспечивают работу системы, которая увеличивает точность, с которой определяются координаты. Есть радиосистема, которая позволяет передавать какие-либо поправки к ранее указанным координатам. Также создаются орбитальные группировки, которые могут включать в себя от 2 до 30 спутников, они необходимы для излучения особенных сигналов.

Принципы работы

Не лишним будет рассмотреть принципы работы спутниковых систем. Они имеют специальные антенны, которые находятся на объекте. Они способны при помощи своих функций и определенных технологий вычислять расстояние от этой антенны до спутника, который находится на орбите. При этом делается это с максимальной точностью. Для того, чтобы обеспечить расшифровку данных, следует использовать таблицу, которая называется альманах. При этом ее нужно сохранить в памяти самого устройства, которое получает сигналы, и указать расположение спутников. Если таблица не устарела, то вычислить, где находится прибор, будет довольно легко путем небольших геометрических расчетов. Для того чтобы их совершить, необходимо получить сигналы с, как минимум, трех спутников.

Однако что делать, если нужно получить местонахождение объекта, который расположен над поверхностью? Для этого необходима информация с четвертого спутника. Все данные обрабатываются наземными блоками, которые обеспечивают вывод нужных координат. Надо заметить, что данные обязательно требуют корректировки. Это связано с тем, что на них может влиять атмосферное давление, температура окружающей среды и так далее. К сожалению, эти факторы имеют свойство добавлять погрешности, которая может быть минимальной (30 м) или максимальной (100 метров).

Для того чтобы уменьшить неточность, можно также использовать специальный режим GPS. Он называется дифференциальным. Благодаря этому можно передать поправки, которые будут определять местонахождение объекта до 1 см. При этом любая спутниковая система сможет накапливать и обрабатывать данные, которые были получены не за один период. Именно поэтому любой ученый и работающий со спутниковыми системами может с легкостью даже через время узнать скорость объекта, а также его траекторию пути и так далее.

На данный момент спутниковые технологии являются довольно популярными системами. При этом работает сразу несколько навигационных технологий. Речь идет об американской GPS, русской ГЛОНАСС и европейской Galileo. Благодаря им можно с легкостью определить местонахождение любого объекта, а также скорость его движения, траекторию пути, причем неважно, где он находится: в воздухе, в воде или же на земле. Рассмотрим далее системы навигации подробнее. Начнем с американской GPS.

История этой разработки началась еще в 1973 году. В начале ее назвали DNSS, потом переименовали, а спустя время разработка получила современное название – GPS. Первый спутник навигационной системы был выведен на орбиту в далеком 1974 году. В 1993 году их количество уже превысило 20 штук. За счет этого сеть глобальной спутниковой системы смогла полностью покрыть земную поверхность.

Первоначально эта система, как и многие другие, работала в военных комплексах. Она была разработана для Соединенных Штатов Америки. И только в 2000 году была снята секретность с этой системы. После этого GPS распространилась у гражданских жителей и стала максимально популярной. В настоящее время Пентагон может с легкостью отключать ее над определенными территориями, где идет война, работают службы, либо же создавать помехи или загружать сигналы. Спецслужбы США могут и имеют право делать это.

ГЛОНАСС

Спутниковая система ГЛОНАСС начала функционировать с девяностых годов XX века. Сейчас она имеет более 20 спутников, которые находятся на орбите. Сейчас их планируют увеличить до 30. В 2007 году эта система была открыта для всей территории Российской Федерации. При этом она охватывает полностью все государство, и ее можно использовать во многих направлениях.

Благодаря ей можно осуществлять грузовые и пассажирские перевозки. Следует отметить, что данная система мониторинга является средством, которое может с легкостью определить траекторию движения. Сейчас эту навигацию используют МЧС, полиция и также кареты скорой помощи.

Нужно заметить, что, благодаря развитию спутниковых систем, ГЛОНАСС теперь работает с маячком слежения. Все данные поступают на удаленный сервис. Здесь она сохраняется и передается самому пользователю. При этом сбор информации может занимать от 15 до 250 секунд. Далее программа обрабатывает данные и передает человеку местонахождение определенного объекта.

Сейчас в Российской Федерации разрабатывается новый проект, который был назван “Эра-ГЛОНАСС”. Его разрабатывают для того, чтобы во время каких-либо экстренных ситуаций, спецслужбы могли экстренно реагировать и выезжать на аварии. Сейчас планируется, что система спутникового мониторинга транспорта будет запущена в 2020 году. Она будет рассчитана на то, что данные будут передаваться автоматически службе в случае каких-либо серьезных ДТП. Речь идет о тех, при которых срабатывают подушки безопасности. Далее оператор свяжется с водителем и постарается уточнить все детали. Если будет отсутствовать ответ или же информация будет подтверждена, сразу будут выезжать медики, сотрудники полиции и МЧС.

“Галилео”

Данная спутниковая система разработана для всех стран, которые входят в Евросоюз. Сейчас данная система безопасности работает, и разработка ее стоила 2 млрд долларов. Была названа в честь ученого Галилео Галилея. Он является итальянским астрономом.

Данная система полностью не зависит от других спутниковых систем, а также не контролируется российской ГЛОНАСС и американской GPS. Нужно заметить, что это устройство позволяет узнать местоположение объекта с точностью до одного метра. Подобного проекта сейчас нет. Также она имеет опции поиска и спасения человека. В России это система только разрабатывается, а в других странах этого просто нет.

Охрана транспортных средств

На данный момент многих автолюбителей может привлечь информация о спутниковой противоугонной системе. Она довольно удобна и надежна. Работает по принципу, устанавливая связь между антеннами автомобиля и несколькими спутниковыми технологиями. Таким образом, на определенное устройство приходит местоположение всех интересующих машин, соответственно, пользователь может определить нахождение транспортного средства до одного метра.

Нужно заметить, что данная спутниковая система для автомобилей немножечко отличается от многих других подобных разработок. Чем же? Она не только может принимать сигналы с орбиты, но также передает их автомобилю, владельцу или же диспетчеру. Если в салон проникнет злоумышленник, а также попробует взломать установленную систему, то такая спутниковая разработка сразу же отправит по сети оператору (или же по специальным приложениям – водителю или диспетчеру) предупреждение. После этого будут подключены необходимые службы, которые определяют передвижение автомобиля и вычисляют местонахождение.

Нужно заметить, что такая охранная система, по мнению многих пользователей, является довольно надежной. Нейтрализовать ее довольно проблематично, если сравнивать с обычной сигнализацией. Некоторые модели разработки способны работать таким образом, что они блокируют движение машины. Из-за этого человек не сможет проехать даже одного метра. Иногда злоумышленники используют джаммеры. Это глушители, которые не пускают сигнал. Разработчики системы сделали так, что она не подвластна подобным устройствами. Она либо не воспринимает излучение, либо, наоборот, блокирует их работу.

“Эшелон”

Спутниковая охранная система “Эшелон” стала работать с сентября 2003 года на территории Российской Федерации. Она представляет собой сигнализацию GPS-типа, которая имеет программируемый блок. При этом настраивать его придется особым образом. Если пытается кто-то угнать машину, то сразу же сработает сигнализация, а также заблокируется двигатель, если нет связи с диспетчером. Если преступник будет использовать джаммер, то он попросту будет отключен. Именно так работает охранная система «Эшелон». Также нужно заметить, что имеются определенные преимущества данной разработки. Она способна предотвратить угон, даже если с владельцем нет никакой связи. Пользователи пишут, что есть также ряд других дополнительных функций, например, можно заблокировать двигатель при увеличении скорости, выезда за определенные границы или же ускорении транспортного средства. Тогда машина просто не будет ехать. Даный алгоритм также изменяется дистанционно. Нужно всего лишь отправить необходимую команду в систему по GSM-каналу.

“Аркан”

Еще одна хорошая спутниковая навигационная система – это “Аркан”. Она также работает с системами автомобиля. Нужно заметить, что она будет неэффективной, если имеются средства, которые давят GPS-канал. Стандартная функция – это доставка сообщений на диспетчерский пульт. Она работает со специальной сетью навигации, благодаря чему злоумышленник не сможет вывести данную систему из рабочего состояния. Дело в том, что она изменяет частоту. Соответственно, данное решение считается максимальная технологическим, а также без труда система может установить местонахождение любой машины. Более того, нужно отметить, что “Аркан” является такой спутниковой системой слежения, которая может максимально быстро передать координаты любого автомобиля, в котором установлена система, только при нажатии тревожной кнопки. Также это происходит при несанкционированном доступе к автомобилю. Если разряжается аккумулятор, то система переходит в режим экономии. Можно также контролировать работу канала при помощи подачи тестовых сигналов.

Спутниковая связь

Следует также и сказать о спутниковой системе связи. Существует несколько видов. Рассмотрим некоторые из них.

Спутниковый интернет. Данная система получила свои особенности. Речь идет о наличии входящего и исходящего трафика, а также использовании современных технологий, которые позволяют их совмещать. За счет этого подобные спутниковые системы связи называются асимметричными. Особенность интернета также заключается в том, что один канал может использоваться одновременно несколькими пользователями. Это связано с тем, что космическая орбита способна передавать для всех каналов и клиентов сигнал одновременно.

Магистральная связь. Данная система была разработана для того, чтобы облегчить передачу большой информации. Первая из них была «Интерсат», далее появились несколько других организаций, которые были закреплены за определенными регионами. На данный момент системы связи вытесняют волоконно-оптические сети.

Подвижная спутниковая связь. Среди особенностей такой системы можно отметить то, что используются небольшие антенны, из-за чего и прием сигнала немного затрудненный. Для того чтобы увеличивать дальность приема, можно использовать специальные передатчики, которые следует разместить на спутниках. Последние также нужно отправить на дистанционную орбиту. Благодаря таким системам обеспечивается связь среди морских суден, а также между некоторыми региональными операторами. Для того чтобы увеличить радиосигнал и усилить его, необходимо увеличить количество спутников. Их также располагают на некоторых орбитах, которые позволяют передавать информацию операторам сотовой сети.

Система VSAD. Также интересная система, которая имеет небольшой объем аппаратуры. Представляет собой обычный терминал. Данная система нужна для того, чтобы обеспечить связь на спутниковом уровне для небольших организаций, которые не нуждаются в высокой пропускной способности любого канала. Помимо этого, данная система может работать с некоторыми каналами по требованию.

Спутниковое телевидение

Уже давно использование спутниковых систем привело к телевидению, которое работает также на определенных технологиях. С середины прошлого века все активнее используется космическое пространство, при этом сейчас оно не только служит для передачи информации на определение местонахождения некоторых объектов, но и позволяет смотреть телевизор. Как это происходит?

Для этого необходимо установить специальную мощную антенну, которая будет принимать сигнал от спутника. Благодаря ей можно ловить сигналы практически со всего мира. При этом те территории, которые способны ловить подобные волны, считаются зоной покрытия. Антенна, которая принимает сигналы, имеет вид тарелки. Так она является многим уже знакомой, так как сейчас является популярной. Благодаря таким поверхностям радиоволны отражаются, фокусируется в месте, где имеется конвектор. Он принимает сигнал, однако потом его конвертирует и отправляет на ресивер. Последний является приемником, который преобразует все полученные сигналы в радиоволны, и соответственно человек может смотреть телевизор.

Следует отметить, что применение спутниковых систем позволяет получать высококачественную картинку, а также звук. Такое свойство передачи сигнала называется цифровым. Более того, спутниковое телевидение позволяет смотреть человеку передачи со всего мира. Особенно такое будет полезно людям, которые работают на специфических работах, а также занимаются изучением языков. Это также позволяет найти огромное количество тематических телеканалов, что дает возможность смотреть мультики либо же круглосуточно искать какие-либо передачи о природе или музыке.

Благодаря спутниковому телевидению у себя дома можно расширить кругозор, также получить большое количество положительных эмоций от просмотра передач. Также это позволяет сэкономить деньги. Ведь человеку необходимо лишь заплатить за приобретение тарелки и ее настройку, далее не стоит платить за кабельного оператора. Потому что спутниковое оборудование работает только благодаря приему сигнала со спутника, а это бесплатно. Надо отметить, что подобное чаще всего выручают жителей в больших районах или, наоборот, в маленьких населенных пунктах. Во втором случае нередко аналоговая связь оставляет желать лучшего, а картинка довольно плохая. Именно поэтому многие заинтересованы в установке тарелок. Нужно заметить, что иногда также бывают проблемы с приемом сигнала, поэтому использование такой спутниковой системы действительно выручает и позволяет просматривать телевизор в любой момент.

Итоги

В заключение следует сказать, что поисковые спутниковые системы сейчас действительно очень популярны. И этому есть примеры. Спутниковая система GPS является одной из наиболее известных, и ею пользуется большое количество людей. Но и это не все. Читая отзывы от автомобилистов, можно сказать, что многие угоны или же попытки вскрыть машину и угнать ее у преступников оставались несовершенными, так как спутниковые системы позволяли максимально быстро установить, что в машину было совершено проникновение.

Также следует сказать о телевизионной системе, которая позволяет принимать сотни каналов со всего мира. На самом деле применение таких систем сейчас является еще не до конца улучшенными, поэтому идет активная их разработка, что позволяет максимально обеспечить удобную жизнь человеку. Следует обратить внимание на такие системы при работе с сигнализациями для автомобилей, а также выбирая между аналоговым сигналом и цифровым.

Принцип работы спутникового телевидения и спутникового интернета.

19 Фев 2012г | Раздел: Спутник

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Сегодня мы все чаще можем видеть спутниковые тарелки. Этот вид телевидения и интернета в последнее время набирает большие обороты из-за простоты установки, своей доступности и качества изображения. Благодаря спутниковому телевидению (СТВ) теперь даже отдаленные населенные пункты могут принимать телевидение хорошего качества и приличное количество каналов. В свое время и я увлекся спутниками, но тогда приходилось туго, так как информацию приходилось собирать по крупинкам, а научный метод «тыка», проб и ошибок, был самым прогрессивным.

Этим циклом статей я решил поделиться с Вами тем опытом, который приобрел по настройке спутникового оборудования. Для начала давайте разберемся, каков принцип работы спутникового телевидения и интернета.

Представим, на земле стоит передатчик, который в космос передает высокочастотный (телевидение, интернет) сигнал в направлении спутника, расположенного на геостационарной орбите находящейся над экватором на высоте 35786 км. Особенностью этой орбиты является то, что спутники, находящиеся на ней, перемещаются со скоростью равной скорости самой Земли, т.е. один оборот за 24 часа, и для человека, находящегося на Земле, они кажутся неподвижными относительно поверхности земли. Поэтому неподвижными являются и антенны, нацеленные на эти спутники.

Принятый спутником сигнал усиливается и своими передатчиками (транспондерами) передается на определенную территорию Земли, называемую зоной покрытия. Благодаря тому, что спутник находится на большой высоте над поверхностью планеты, передаваемый им сигнал принимается на территории достигающей нескольких тысяч квадратных километров. Но его сила сигнала (мощность) одинакова не везде, в центре она будет максимальна, а ближе к краю постепенно ослабевать, так как по своей форме и свойствам он напоминает луч света. Обычно транспондеры направлены на определенную часть суши. Вот пример карты зоны покрытия спутника EutelsatW4 передающего телевизионные каналы « ТриколорТВ » и « НТВ-ПЛЮС » на европейскую часть России.

На рисунке разовым цветом показан максимальный сигнал, или зона уверенного приема. Линии указывают границы зон приема, а цифры (52 dBW, 48 dBW, 42 dBW) означают мощность сигнала. Поэтому, чем дальше от зоны уверенного приема, тем он слабее, значит, большего диаметра необходима спутниковая антенна. В таблице даны примерные соотношения уровня мощности принимаемого сигнала и необходимый для этого диаметр антенны, в любом случае тарелку желательно брать с запасом, чтобы ухудшение сигнала, вызванное, например, атмосферными осадками, не привело к ухудшению картинки. Особенно это касается спутникового интернета.

Частоты, на которых передаются спутниковые программы, гораздо выше частот наземного телевидения, поэтому для их приёма используются специальные антенны, напоминающие форму «тарелки». На ней установлена приемная головка (конвертер), которая при помощи кабеля соединяется с ресивером, а он, в свою очередь, с телевизором. Т.е. сигнал со спутника, попадая на поверхность тарелки, отражается и фокусируется на головке (облучателе) конвертера, который дополнительно облучает поверхность антенны (зеркало) для более полного снятия и усиления принятого сигнала. На выходе конвертера, усиленный и преобразованный в более низкую частоту сигнал, по кабелю подается на вход ресивера, а с его выхода, уже обработанный в обычный телевизионный формат, подается на вход телевизора.

Читайте также:  Как подключить двухклавишный выключатель к двум лампочкам

Для интернета все-то же самое, только вместо ресивера используется DVB-карта, устанавливаемая в слот PCI компьютера. Она выполняет те же самые функции, что и ресивер, только полученные данные со спутника передает компьютеру, который уже на программном уровне ведет их обработку. Так же на DVB-карту принимают спутниковые телевизионные каналы.

Надо сказать, что со спутников ведется передача сигнала как в открытом доступе, так и в кодированном. Телевизионные каналы, идущие в открытом доступе, называют «открытыми» (Free To Air — FTA) или бесплатными. Они есть практически на любом спутнике, но среди них русскоязычных мало, и они, как правило, не постоянны и не несут полезной информации. Эти каналы возможно принимать на любой спутниковый ресивер.

Каналы, идущие в кодированном доступе, являются коммерческими и имеют защиту от несанкционированного просмотра, то есть «кодировку». Для их просмотра нужны ресиверы со встроенными декодерами совместимые с выбранной системой кодирования, так как каждый спутниковый провайдер использует свою систему кодирования сигнала. Например, «НТВ-ПЛЮС» вещает в кодировке Viaccess, «ТриколорТВ» в DRE-Crypt, а пакет « РадугаТВ » вещает со спутника АВС-1 в кодировке Irdeto. Поэтому, для просмотра этих пакетов оформляется подписка у провайдера платного телевидения.

Вообще на данный момент кодировок достаточно много, вот самые распространенные: Conax, Nagravision, Seca, Alphacrypt.

Что касается интернета, здесь Вы также выбираете спутникового провайдера и заключаете с ним договор, предварительно определившись, какие провайдеры доступны в Вашем регионе, и насколько уверенно принимается сигнал с выбранного спутника. Так как на одном спутнике могут быть несколько провайдеров интернета, то для получения более полной информации обратитесь на сайт самого провайдера, или к форумам, посвященным спутниковому интернету.

Как подключить и настроить спутниковый интернет, читайте в одном из ближайших постов.

В настоящее время широкое применение получили спутниковые антенны двух видов, это прямофокусные и офсетные, но наибольшее распространение для индивидуального приёма спутникового телевидения и интернета получили офсетные антенны.

Офсетная антенна является как бы вырезанным сегментом параболы, и имеет овальную форму. Благодаря такой форме сигнал фокусируется ниже центра антенны, а установленный конвертер не закрывает своей тенью часть зеркала, как у прямофокусных, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия антенны. Опять же, за счет своей формы и приема сигнала они устанавливаются практически вертикально, что позволяет их крепить на любую вертикальную поверхность, а так же имеют возможность установить несколько конвертеров в зависимости от диаметра тарелки, для приема нескольких спутников расположенных рядом.

У прямофокусной антенны конвертер расположен в центре, затеняя собой некоторую часть зеркала, и поэтому их изготавливают изначально большего диаметра, что позволяет не брать в расчет площадь зеркала, закрываемую конвертером. Из-за большого угла наклона к горизонту, при настройке на один и тот же спутник, она будет стоять более «горизонтально», чем офсетная. Такую антенну неудобно крепить на стенке здания, для чего придётся делать длинный выносной кронштейн. Но, так как, она абсолютно круглая, то позволяет наиболее эффективно использовать площадь своего зеркала, а у офсетной тарелки примерно 10% площади не используется из-за её формы. В силу этих причин прямофокусные антенны изготавливаются больших размеров и используются при профессиональном приёме, где важнее всего качество.

Изготавливаются антенны чаще всего из тонкого металлического листа или алюминия диаметром 0,6-3.0м. Наиболее широко используется алюминий, обладающий хорошими отражающими свойствами, не ржавеет, лёгкий, относительно прочный. У него лишь один недостаток — он мягкий. При покупке обратите внимание, чтобы на ней не было механических повреждений, вмятин, изгибов типа «пропеллер», потому что настроить ее будет очень нелегко, и возможно вообще не получится.

Об этом тоже надо сказать, что передача сигнала со спутников ведется в разных поляризациях (линейная — вертикальная, горизонтальная и круговая — левая, правая), поэтому для его приема необходимо использовать конвертер для нужного диапазона и нужной поляризации.

Всего существует два диапазона частот, в которых идет вещание со спутников, это С-диапазон занимающий область от 3.5 — 4.2 ГГц, и Ku-диапазон от 10.7 до 12.75 ГГц. Причем Ku-диапазон разбит еще на три поддиапазона:

FFS (Fixed Satellite Services)-10.7 — 11.7 GHz;
DBS (Direct Broadcast Services)-11.7 — 12.5 GHz;
BSS (Broadcast Satellite Services)-12.5 — 12.75 GHz.

Например, для приема каналов «ТриколорТВ» используется конвертер работающий только в верхней части Ku-диапазона «DBS» в круговой поляризации. Такой конвертер принимает каналы только «ТриколорТВ», и не принимает каналы со спутников, вещающих в линейной поляризации.

Поэтому при выборе комплекта оборудования, обязательно нужно знать в каком диапазоне, и в какой поляризации ведется вещание с выбранного спутника. Если мы приобретаем готовый комплект «ТриколорТВ», «НТВ-ПЛЮС», «РадугаТВ»,то провайдер за нас уже обо всем позаботился. А вот для самостоятельного выбора поставщиков телевидения или интернета, эти параметры придется искать самому на сайте спутникового провайдера, чтобы правильно подобрать тарелку и конвертер.

Как правильно подобрать тарелку и конвертер читайте в последующих постах.

Более полную информацию о том, какие телевизионные каналы и провайдеры интернета находятся на конкретном спутнике, а также, на каких частотах транспондеров они передаются, можно получить на сайте www.lyngsat.com .

Если Вы разобрались с принципом работы спутникового приема, смело переходите к следующей статье как самостоятельно настроить спутниковую антенну. В ней я подробно рассказываю как это сделать самому без помощи специалистов.
Удачи!

Система спутниковой навигации GPS – принцип, схема, применение

Спутниковая навигация GPS давно уже является стандартом для создания систем позиционирования и активно применяется в различных трекерах и навигаторах. В проектах Arduino GPS интегрируется с помощью различных модулей, не требующих знания теоретических основ. Но настоящему инженеру должно быть интересно разобраться со принципом и схемой работы GPS, чтобы лучше понимать возможности и ограничения этой технологии.

Схема работы GPS

GPS – это спутниковая навигационная система, разработанная Министерством обороны США, которая определяет точные координаты и время. Работает в любой точке Земли в любых погодных условиях. GPS состоит из трех частей – спутников, станций на Земле и приемников сигнала.

История GPS

Идея создания спутниковой навигационной системы зародилась еще в 50-е годы прошлого столетия. Американская группа ученых, наблюдающая за запуском советских спутников, заметила, что при приближении спутника частота сигнала увеличивается и уменьшается при его отдалении. Это позволило понять, что возможно измерить положение и скорость спутника, зная свои координаты на Земле, и наоборот. Огромную роль в развитии навигационной системы сыграл запуск спутников на низкую околоземную орбиту. А в 1973 году была создана программа «DNSS» («NavStar»), по этой программе спутники запускались на среднюю околоземную орбиту. Название GPS программа получила в том же 1973 году.

Система GPS на данный момент используется не только в военной области, но и в гражданских целях. Сфер применения GPS много:

  • Мобильная связь;
  • Тектоника плит – происходит слежение за колебаниями плит;
  • Определение сейсмической активности;
  • Спутниковое отслеживание транспорта – можно проводить мониторинг за положением, скоростью транспорта и контролировать их движение;
  • Геодезия – определение точных границ земельных участков;
  • Картография;
  • Навигация;
  • Игры, геотегинт и прочие развлекательные области.

Важнейшим недостатком системы можно считать невозможность получения сигнала при определенных условиях. Рабочие частоты GPS лежат в дециметровом диапазоне волн. Это приводит к тому, что уровень сигнала может снизиться из-за высокой облачности, плотной листвы деревьев. Радиоисточники, глушилки, а в редких случаях даже магнитные бури также могут мешать нормальной передаче сигнала. Точность определения данных будет ухудшаться в приполярных районах, так как спутники невысоко поднимаются над Землей.

Навигация без GPS

Основным конкурентом GPS является российская система ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система). Свою полноценную работу система начала с 2010 года, попытки активно использовать ее предпринимались с 1995 года. Существует несколько отличий между двумя системами:

  • Разные кодировки – американцы используют CDMA, для российской системы используется FDMA;
  • Разные габариты устройств – ГЛОНАСС использует более сложную модель, поэтому повышается энергопотребление и размеры устройств;
  • Расстановка и движение спутников на орбите – российская система обеспечивает более широкий охват территории и более точное определение координат и времени.
  • Срок службы спутников – американские спутники делаются более качественными, поэтому они служат дольше.

Помимо ГЛОНАСС и GPS существуют и другие менее популярные навигационные системы – европейский Galileo и китайский Beidou.

Описание GPS

Принцип работы GPS

Работает система GPS следующим образом – приемник сигнала измеряет задержку распространения сигнала от спутника до приемника. Из полученного сигнала приемник получает данные о местонахождении спутника. Для определения расстояния от спутника до приемника задержка сигнала умножается на скорость света.

С точки зрения геометрии работу навигационной системы можно проиллюстрировать так: несколько сфер, в середине которых находятся спутники, пересекаются и в них находится пользователь. Радиус каждой из сфер соответственно равен расстоянию до этого видимого спутника. Сигналы от трех спутников позволяют получить данные о широте и долготе, четвертый спутник дает информацию о высоте объекта над поверхностью. Полученные значения можно свести в систему уравнений, из которых можно найти координату пользователя. Таким образом, для получения точного местоположения необходимо провести 4 измерения дальностей до спутника (если исключить неправдоподобные результаты, достаточно трех измерений).

Поправки в полученные уравнения вносит расхождение между расчетным и фактическим положением спутника. Погрешность, которая возникает в результате этого, называется эфемеридной и составляет от 1 до 5 метров. Также свой вклад вносят интерференция, атмосферное давление, влажность, температура, влияние ионосферы и атмосферы. Суммарно совокупность всех ошибок может довести погрешность до 100 метров. Некоторые ошибки можно устранить математически.

Чтобы уменьшить все погрешности, используют дифференциальный режим GPS. В нем приемник получает по радиоканалу все необходимые поправки к координатам от базовой станции. Итоговая точность измерения достигает 1-5 метров. При дифференциальном режиме существует 2 метода корректировки полученных данных – это коррекция самих координат и коррекция навигационных параметров. Первый метод использовать неудобно, так как все пользователи должны работать по одним и тем же спутникам. Во втором случае значительно увеличивается сложность самой аппаратуры для определения местоположения.

Существует новый класс систем, который увеличивает точность измерения до 1 см. Огромное влияние на точность оказывает угол между направлениями на спутники. При большом угле местоположение будет определяться с большей точностью.

Точность измерения может быть искусственно снижена Министерством обороны США. Для этого на устройствах навигации устанавливается специальный режим S/A – ограниченный доступ. Режим разработан в военных целях, чтобы не дать противнику преимущества в определении точных координат. С мая 2000 года режим ограниченного доступа был отменен.

Все источники ошибок можно разделить на несколько групп:

  • Погрешность в вычислении орбит;
  • Ошибки, связанные с приемником;
  • Ошибки, связанные с многократным отражением сигнала от препятствий;
  • Ионосфера, тропосферные задержки сигнала;
  • Геометрия расположения спутников.

Основные характеристики

В систему GPS входит 24 искусственных спутника Земли, сеть наземных станций слежения и навигационные приемники. Станции наблюдения требуются для определения и контроля параметров орбит, вычисления баллистических характеристик, регулировка отклонения от траекторий движения, контроль аппаратуры на бору космических аппаратов.

Характеристики навигационных систем GPS:

  • Количество спутников – 26, 21 основной, 5 запасных;
  • Количество орбитальных плоскостей – 6;
  • Высота орбиты – 20000 км;
  • Срок эксплуатации спутников – 7,5 лет;
  • Рабочие частоты – L1=1575,42 МГц; L2=12275,6МГц, мощность 50 Вт и 8 Вт соответственно;
  • Надежность навигационного определения – 95%.

Навигационные приемники бывают нескольких типов – портативные, стационарные и авиационные. Приемники также характеризуются рядом параметров:

  • Количество каналов – в современных приемников используется от 12 до 20 каналов;
  • Тип антенны;
  • Наличие картографической поддержки;
  • Тип дисплея;
  • Дополнительные функции;
  • Различные технические характеристики – материалы, прочность, защита от влаги, чувствительность, объем памяти и другие.

Принцип действия самого навигатора – в первую очередь устройство пытается связаться с навигационным спутником. Как только связь будет установлена, происходит передача альманаха, то есть информации об орбитах спутников, находящихся в рамках одной навигационной системы. Связи с одним только спутником недостаточно для получения точного местоположения, поэтому оставшиеся спутники передают навигатору свои эфемериды, необходимые для определения отклонений, коэффициентов возмущения и других параметров.

Холодный, теплый и горячий старт GPS навигатора

Включив навигатор впервые или после долгого перерыва, начинается долгое ожидание для получения данных. Долгое время ожидания связано с тем, что в памяти навигатора отсутствуют либо устарели альманах и эфемериды, поэтому устройство должно выполнить ряд действий по получению или обновлению данных. Время ожидания, или так называемое время холодного старта, зависит от различных показателей – качество приемника, состояние атмосферы, шумы, количество спутников в зоне видимости.

Чтобы начать свою работу, навигатор должен:

  • Найти спутник и установить с ним связь;
  • Получить альманах и сохранить его в памяти;
  • Получить эфемериды от спутника и сохранить их;
  • Найти еще три спутника и установить с ними связь, получить от них эфемериды;
  • Вычислить координаты при помощи эфемерид и местоположения спутников.

Только пройдя весь этот цикл, устройство начнет работать. Такой запуск и называется холодным стартом.

Горячий старт значительно отличается от холодного. В памяти навигатора уже имеется актуальный на данный момент альманах и эфемериды. Данные для альманаха действительны в течение 30 дней, эфемерид – в течение 30 минут. Из этого следует, что устройство выключалось на непродолжительное время. При горячем старте алгоритм будет проще – устройство устанавливает связь со спутником, при необходимости обновляет эфемериды и вычисляет местоположение.

Существует теплый старт – в этом случае альманах является актуальным, а эфемериды нужно обновить. Времени на это затрачивается немного больше, чем на горячий старт, но значительно меньше, чем на холодный.

Ограничения на покупку и использование самодельных модулей GPS

Российское законодательство требует от производителей уменьшать точность определения приемников. Работать с незагрубленной точностью может производиться только при наличии у пользователя специализированной лицензии.

Под запретом в Российской Федерации находятся специальные технические средства, предназначенные для негласного получения информации (СТС НПИ). К таковым относятся GPS трекеры, которые используются для негласного контроля над перемещением транспорта и прочих объектов. Основной признак незаконного технического средства – его скрытность. Поэтому перед приобретением устройства нужно внимательно изучить его характеристики, внешний вид, на наличие скрытых функций, а также просмотреть необходимые сертификаты соответствия.

Также важно, в каком виде продается устройство. В разобранном виде прибор может не относиться к СТС НПИ. Но при сборе готовое устройство уже может относиться к запрещенным.

ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР
координатно-временного и навигационного обеспечения

ПРИКЛАДНОЙ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ГЛОНАСС

О навигации
Поддержка потребителей

Принципы навигации

Основные элементы спутниковой системы навигации

НАВИГАЦИОННЫЕ РАДИОСИГНАЛЫ

Принцип работы системы
навигации

НАВИГАЦИОННОЕ СООБЩЕНИЕ

CИСТЕМЫ КООРДИНАТ

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СНИЖЕНИЕ ТОЧНОСТИ

СИСТЕМЫ ВРЕМЕНИ

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ НАВИГАЦИИ

Основные элементы спутниковой системы навигации

Космический сегмент

Наземный сегмент

В состав наземного сегмента входят космодром, командно-измерительный комплекс и центр управления. Космодром обеспечивает вывод спутников на требуемые орбиты при первоначальном развертывании навигационной системы, а также периодическое восполнение спутников по мере их выхода из строя или выработки ресурса. Главными объектами космодрома являются техническая позиция и стартовый комплекс. Техническая позиция обеспечивает прием, хранение и сборку ракет-носителей и спутников, их испытания, заправку и состыковку. В число задач стартового комплекса входят: доставка носителя с навигационным спутником на стартовую площадку, установка на пусковую систему, предполетные испытания, заправка носителя, наведение и пуск.

Командно-измерительный комплекс служит для снабжения навигационных спутников служебной информацией, необходимой для проведения навигационных сеансов, а также для контроля и управления ими как космическими аппаратами.

Центр управления, связанный информационными и управляющими радиолиниями с космодромом и командно-измерительным комплексом, координирует функционирование всех элементов спутниковой навигационной системы.

Пользовательский сегмент

Принцип работы системы навигации

Современная спутниковая навигация основывается на использовании принципа беззапросных дальномерных измерений между навигационными спутниками и потребителем. Это означает, что потребителю передается в составе навигационного сигнала информация о координатах спутников. Одновременно (синхронно) производятся измерения дальностей до навигационных спутников. Способ измерений дальностей основывается на вычислении временных задержек принимаемого сигнала от спутника по сравнению с сигналом, генерируемым аппаратурой потребителя.

На рисунке приведена схема определений местоположения потребителя с координатами x, y, z на основе измерений дальности до четырех навигационных спутников. Цветными яркими линиями показаны окружности, в центре которых расположены спутники. Радиусы окружностей соответствуют истинным дальностям, т.е. истинным расстояниям между спутниками и потребителем. Цветные неяркие линии – это окружности с радиусами, соответствующими измеренным дальностям, которые отличаются от истинных и поэтому называются псевдодальностями. Истинная дальность отличается от псевдодальности на величину, равную произведению скорости света на уход часов b, т.е. величину смещения часов потребителя по отношению к системному времени. На рисунке показан случай, когда уход часов потребителя больше нуля – то есть часы потребителя опережают системное время, поэтому измеренные псевдодальности меньше истинных дальностей.

В идеальном варианте, когда измерения производятся точно и показания часов спутников и потребителя совпадают для определения положения потребителя в пространстве достаточно произвести измерения до трех навигационных спутников.

Читайте также:  Оптимальный вариант для соединения штанг между собой — резьбовая муфта

В действительности показания часов, которые входят в состав навигационной аппаратуры потребителя, отличаются от показаний часов на борту навигационных спутников. Тогда для решения навигационной задачи к неизвестным ранее параметрам (три координаты потребителя) следует добавить еще один – смещение между часами потребителя и системным временем. Отсюда следует, что в общем случае для решения навигационной задачи потребитель должен «видеть», как минимум, четыре навигационных спутника.

Системы координат

Для функционирования навигационных спутниковых систем необходимы данные о параметрах вращения Земли, фундаментальные эфемериды Луны и планет, данные о гравитационном поле Земли, о моделях атмосферы, а также высокоточные данные об используемых системах координат и времени.

Геоцентрические системы координат – системы координат, начало которых совпадает с центром масс Земли. Их также называют общеземными или глобальными.

Для построения и поддержания общеземных систем координат используются четыре основных метода космической геодезии:

  • радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ),
  • лазерная локация космических аппаратов (SLR),
  • доплеровские измерительные системы (DORIS),
  • навигационные измерения космических аппаратов ГЛОНАСС и других ГНСС.

Международная земная система координат ITRF является эталоном земной системы координат.

В современных навигационных спутниковых системах используются различные, как правило национальные, системы координат.

Навигационная системаСистема координат
Система координат ГЛОНАССПЗ-90 (Параметры Земли 1990 года)
Система координат GPSWGS-84 (World Geodetic System)
Система координат ГАЛИЛЕОGTRF (Galileo Terrestrial Referenfce Frame)
Система координат БЕЙДОУCGCS2000 (China Geodetic Coordinate System 2000)
Система координат QZSSJGS (Japanese geodetic system)
Система координат NavICWGS-84 (World Geodetic System)

Системы времени

В соответствии с решаемыми задачами применяются два типа систем времени: астрономические и атомные.

Системы астрономического времени основаны на суточном вращении Земли. Эталоном для построения шкал астрономического времени служат солнечные или звездные сутки, в зависимости от точки небесной сферы, по которой производится измерение времени.

Всемирное время UT (Universal Time) – это среднее солнечное время на гринвическом меридиане.

Всемирное координированное время UTC синхронизировано с атомным временем и является международным стандартом, на котором базируется гражданское время.

Атомное время (TAI) — время, в основу измерения которого положены электромагнитные колебания, излучаемые атомами или молекулами при переходе из одного энергетического состояния в другое. В 1967 году на Генеральной конференции мер и весов атомная секунда представляет собой переход между сверхтонкими уровнями F=4, M=0 и F=3, M=0 основного состояния 2S1/2 атома цезия-133, не возмущённого внешними полями, и что частоте этого перехода приписывается значение 9 192 631 770 Герц.

Спутниковая радионавигационная система является пространственно-временной системой с зоной действия, охватывающей всё околоземное пространство, и функционирует в собственном системном времени. Важное место в ГНСС отводится проблеме временной синхронизации подсистем. Временная синхронизация важна и для обеспечения заданной последовательности излучения сигналов всех навигационных спутников. Она обусловливает возможность применения пассивных дальномерных (псевдодальномерных) методов измерений. Наземный командно-измерительный комплекс обеспечивает синхронизацию шкал времени всех навигационных КА путем их сверки и коррекции (непосредственной и алгоритмической).

Навигационная системаСистема времениСистема координат ГЛОНАССНациональная шкала времени РФ UTC(SU)Система координат GPSВсемирное время UTCСистема координат ГАЛИЛЕОШкала времени системы ГАЛИЛЕО (GST)Система координат БЕЙДОУШкала времени системы БЕЙДОУ (BDT)Система координат QZSSШкала времени системы QZSSСистема координат NAVICШкала времени системы NAVIC

Навигационные радиосигналы

Навигационных радиосигналы

При выборе типов и параметров сигналов, используемых в спутниковых радионавигационных системах, учитывается целый комплекс требований и условий. Сигналы должны обеспечивать высокую точность измерения времени прихода (задержки) сигнала и его доплеровской частоты и высокую вероятность правильного декодирования навигационного сообщения. Также сигналы должны иметь низкий уровень взаимной корреляции для того, чтобы сигналы разных навигационных космических аппаратов надежно различались навигационной аппаратурой потребителей. Кроме того, сигналы ГНСС должны максимально эффективно использовать отведенную полосу частот при малом уровне внеполосного излучения, обладать высокой помехоустойчивостью.

Почти все существующие навигационные спутниковые системы, за исключением индийской системы NAVIC, используют для передачи сигналов диапазон L. Система NAVIC будет излучать сигналы дополнительно и в S диапазоне.

Диапазоны, занимаемые различными навигационными спутниковыми системами

Виды модуляции

По мере развития спутниковых навигационных систем изменялись используемые виды модуляции радиосигналов.
В большинстве навигационных систем изначально использовались исключительно сигналы с бинарной (двухпозиционной) фазовой модуляцией – ФМ-2 (BPSK). В настоящее время в спутниковой навигации начался переход к новому классу модулирующих функций, получивших название BOC (Binary Offset Carrier)-сигналов.

Принципиальное отличие BOC-сигналов от сигналов с ФМ-2 состоит в том, что символ модулирующей ПСП BOC-сигнала представляет собой не прямоугольный видеоимпульс, а отрезок меандрового колебания, включающий в себя некоторое постоянное число периодов k. Поэтому сигналы с BOC-модуляцией часто называют меандровыми шумоподобными сигналами.

Использование сигналов с BOC-модуляцией повышает потенциальную точность измерения и разрешающую способность по задержке. Одновременно с этим, уменьшается уровень взаимных помех при совместном функционировании навигационных систем, использующих традиционные и новые сигналы.

Навигационное сообщение

Каждый спутник принимает с наземных станций управления навигационную информацию, которая передается обратно пользователям в составе навигационного сообщения. Навигационное сообщение содержит разные типы информации, необходимые для того, чтобы определить местоположение пользователя и синхронизовать его шкалу времени с национальным эталоном.

Типы информации навигационного сообщения
  • Эфемеридная информация, необходимая для вычисления координат спутника с достаточной точностью
  • Погрешность расхождения бортовой шкалы времени относительно системной шкалы времени для учета смещения времени космического аппарата при навигационных измерениях
  • Расхождение между шкалой времени навигационной системы и национальной шкалой времени, для решения задачи синхронизации потребителей
  • Признаки пригодности с информацией о состоянии спутника для оперативного исключения спутников с выявленными отказами из навигационного решения
  • Альманах с информацией об орбитах и состоянии всех аппаратов в группировке для долгосрочного грубого прогноза движения спутников и планирования измерений
  • Параметры модели ионосферы, необходимые одночастотным приемникам для компенсации погрешностей навигационных измерений, связанных с задержкой распространения сигналов в ионосфере
  • Параметры вращения Земли для точного пересчета координат потребителя в разных системах координат

Признаки пригодности обновляются в течение нескольких секунд при обнаружении отказа. Параметры эфемерид и времени, как правило, обновляются не чаще, чем раз в полчаса. При этом период обновления для разных систем сильно отличается и может достигать четырех часов, в то время как альманах обновляется не чаще, чем раз в день.

По своему содержанию навигационное сообщение подразделяется на оперативную и неоперативную информацию и передается в виде потока цифровой информации (ЦИ). Изначально во всех навигационных спутниковых системах использовалась структура вида «суперкадр/кадр/строка/слово». При этой структуре поток ЦИ формируется в виде непрерывно повторяющихся суперкадров, суперкадр состоит из нескольких кадров, кадр состоит из нескольких строк.
В соответствии со структурой «суперкадр/кадр/строка/слово» формировались сигналы системы БЕЙДОУ, ГАЛИЛЕО (кроме E6), GPS (LNAV данные, L1), сигналы ГЛОНАСС с частотным разделением. В зависимости от системы, размеры суперкадров, кадров и строк могут отличаться, но принцип формирования остается похожим.

Сейчас в большинстве сигналов используется гибкая строковая структура. В этой структуре навигационное сообщение формируется в виде переменного потока строк различных типов. Каждый тип строки имеет свою уникальную структуру и содержит определённый тип информации (указаны выше). НАП выделяет из потока очередную строку, определяет её тип и в соответствии с типом выделяет информацию, содержащуюся в этой строке.

Факторы, влияющие на снижение точности

На точность определения потребителем своих координат, скорости движения и времени влияет множество факторов, которые можно разделить на категории:

    Системные погрешности, вносимые аппаратурой космического комплекса

Кроме того, на точность навигационно-временного определения существенно влияет взаимное расположение навигационных спутников и потребителя.
Количественной характеристикой погрешности определения местоположения и поправки показаний часов, связанной с особенностями пространственного положения спутника и потребителя, служит так называемый геометрический фактор ΓΣ или коэффициент геометрии. В англоязычной литературе используется обозначение GDOP – Geometrical delusion of precision.
Геометрический фактор ΓΣ показывает, во сколько раз происходит уменьшение точности измерений и зависит от следующих параметров:

  • Гп – геометрический фактор точности определения местоположения потребителя ГНСС в пространстве.
    Соответствует PDOP – Position delusion of precision.
  • Гг – геометрический фактор точности определения местоположения потребителя ГНСС по горизонтали.
    Соответствует HDOP – Horizontal delusion of precision.
  • Гв – геометрический фактор точности определения местоположения потребителя ГНСС по вертикали.
    Соответствует VDOP – Vertical delusion of precision.
  • Гт – геометрический фактор точности определения поправки показаний часов потребителя ГНСС.
    Соответствует TDOP – Time delusion of precision.

Повышение точности навигации

Существующие в настоящее время глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) GPS и ГЛОНАСС позволяют удовлетворить потребности в навигационном обслуживании обширный круг потребителей. Но существует ряд задач, которые требуют высоких точностей навигации. К этим задачам относятся: взлет, заход на посадку и посадка самолетов, судовождение в прибрежных водах, навигация вертолетов и автомобилей и другие.

Классическим методом повышения точности навигационных определений является использование дифференциального (относительного) режима определений.

Дифференциальный режим предполагает использование одного или более базовых приёмников, размещённых в точках с известными координатами, которые одновременно с приёмником потребителя (подвижным, или мобильным) осуществляют приём сигналов одних и тех же спутников.

Повышение точности навигационных определений достигается за счёт того, что ошибки измерения навигационных параметров потребительского и базовых приёмников являются коррелированными. При формировании разностей измеряемых параметров большая часть таких погрешностей компенсируется.

В основе дифференциального метода лежит знание координат опорной точки – контрольно-корректирующей станции (ККС) или системы опорных станций, относительно которых могут быть вычислены поправки к определению псевдодальностей до навигационных спутников. Если эти поправки учесть в аппаратуре потребителя, то точность расчета, в частности, координат может быть повышена в десятки раз.

Для обеспечения дифференциального режима для большого региона – например, для России, стран Европы, США – передача корректирующих дифференциальных поправок осуществляется при помощи геостационарных спутников. Системы, реализующие такой подход, получили название широкозонные дифференциальные системы.

Подробнее о системах функциональных дополнений ГНСС, которые предоставляют потребителям дополнительную корректирующую информацию, смотрите в разделе “Функциональные дополнения”.

Принцип работы спутника

Основные элементы спутниковой системы навигации:

  • Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы;
  • Наземная система управления и контроля (наземный сегмент), включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах;
  • Приёмное клиентское оборудование («спутниковые навигаторы»), используемое для определения координат;
  • Опционально: наземная система радиомаяков, позволяющая значительно повысить точность определения координат.
  • Опционально: информационная радиосистема для передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность определения координат.

Принцип работы

Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя или более точками с определёнными координатами.

В реальности работа системы происходит значительно сложнее. Ниже перечислены некоторые проблемы, требующие специальных технических приёмов по их решению:

  • Отсутствие атомных часов в большинстве навигационных приёмников. Этот недостаток обычно устраняется требованием получения информации не менее чем с трёх (2-мерная навигация при известной высоте) или четырёх (3-мерная навигация) спутников; (При наличии сигнала хотя бы с одного спутника можно определить текущее время с хорошей точностью).
  • Неоднородность гравитационного поля Земли, влияющая на орбиты спутников;
  • Неоднородность атмосферы, из-за которой скорость и направление распространения радиоволн может меняться в некоторых пределах;
  • Отражения сигналов от наземных объектов, что особенно заметно в городе;
  • Невозможность разместить на спутниках передатчики большой мощности, из-за чего приём их сигналов возможен только в прямой видимости на открытом воздухе.

Применение систем навигации

Кроме навигации, координаты, получаемые благодаря спутниковым системам, используются в следующих отраслях:

  • Геодезия: с помощью систем навигации определяются точные координаты точек
  • Картография: системы навигации используется в гражданской и военной картографии
  • Навигация: с применением систем навигации осуществляется как морская, так и дорожная навигация
  • Спутниковый мониторинг транспорта: с помощью систем навигации ведётся мониторинг за положением, скоростью автомобилей, контроль за их движением
  • Сотовая связь: первые мобильные телефоны с GPS появились в 90-х годах. В некоторых странах (например, США) это используется для оперативного определения местонахождения человека, звонящего 911. В России в 2010 году начата реализация аналогичного проекта — Эра-ГЛОНАСС.
  • Тектоника, Тектоника плит: с помощью систем навигации ведутся наблюдения движений и колебаний плит
  • Активный отдых: существуют различные игры, где применяются системы навигации, например, Геокэшинг и др.
  • Геотегинг: информация, например фотографии «привязываются» к координатам благодаря встроенным или внешним GPS-приёмникам

Современное состояние

В настоящее время работают или готовятся к развёртыванию следующие системы спутниковой навигации:

Принадлежит министерству обороны США. Этот факт, по мнению некоторых государств, является её главным недостатком. Устройства поддерживающие навигацию по GPS являются самыми распространёнными в мире. Также известна под более ранним названием NAVSTAR.

ГЛОНАСС

Принадлежит министерству обороны России. Система, по заявлениям разработчиков наземного оборудования, будет обладать некоторыми техническими преимуществами по сравнению с GPS. После 1996 года спутниковая группировка сокращалась и к 2002 году практически полностью пришла в упадок. Была полностью восстановлена только в конце 2011 года. Отмечается малая распространенность клиентского оборудования. К 2025 году предполагается глубокая модернизация системы.

Бэйдоу

Развёртываемая Китаем подсистема GNSS предназначена для использования только в этой стране. Особенность — небольшое количество спутников, находящихся на геостационарной орбите. В настоящий момент выведено на орбиту Земли восемь навигационных спутников. Согласно планам, к 2012 году она сможет покрывать Азиатско-Тихоокеанский регион, а к 2020 году, когда количество спутников будет увеличено до 35, система «Бэйдоу» сможет работать как глобальная. Реализация данной программы началась в 2000 году. Первый спутник вышел на орбиту в 2007-ом.

Galileo

Европейская система, находящаяся на этапе создания спутниковой группировки. Планируется полностью развернуть спутниковую группировку к 2020 году.

IRNSS

Индийская навигационная спутниковая система, в состоянии разработки. Предполагается для использования только в этой стране. Первый спутник был запущен в 2008 году.

Первоначально японская QZSS была задумана в 2002 г. как коммерческая система с набором услуг для подвижной связи, вещания и широкого использования для навигации в Японии и соседних районах Юго-Восточной Азии. Первый запуск спутника для QZSS был запланирован на 2008 г. В марте 2006 японское правительство объявило, что первый спутник не будет предназначен для коммерческого использования и будет запущен целиком на бюджетные средства для отработки принятых решений в интересах обеспечения решения навигационных задач. Только после удачного завершения испытаний первого спутника начнётся второй этап и следующие спутники будут в полной мере обеспечивать запланированный ранее объём услуг.

Основные характеристики систем навигационных спутников

55 (63)

11ч 58 мин

параметр, способСРНС ГЛОНАССGPS NAVSTARTEN GALILEO
Число НС (резерв)24 (3)24 (3)27 (3)
Число орбитальных плоскостей363
Число НС в орбитальной плоскости849
Тип орбитКруговая (e=0±0.01)КруговаяКруговая
Высота орбиты, КМ191002018323224
Наклонение орбиты, градусы64.8±0.356
Номинальный период обращения по среднему солнечному времени11ч 15мин 44±5с14 ч 4 мин. и 42 с.
Способ разделения сигналов НСЧастотныйКодовыйКодово-частотный
Несущие частоты радиосигналов, МГцL1=1602.5625…1615.5 L2=1246.4375…1256.5L1=1575.42 L2=1227.60 L5=1176.45E1=1575.42 E5=1191.795 E5A=1176.46 E5B=1207.14 E6=12787.75
период повторения дальномерного кода (или его сегмента)1 мс1 мс (С/А-код)нет данных
тип дальномерного кодаМ-последовательность (СТ-код 511 зн.)Код Голда (С/А-код 1023 зн.)М-последовательность
тактовая частота дальномерного кода, МГц0.5111.023 (С/А-код) 10.23 (P,Y-код)Е1=1.023 E5=10.23 E6=5.115
Скорость передачи цифровой информации(соответственно СИ- и D- код)50 зн/с (50Гц)50 зн/с (50Гц)25, 50, 125, 500, 100ГЦ
Длительность суперкадра, Мин2,512,55
Число кадров в суперкадре525нет данных
Число строк в кадре155нет данных
Система отсчета времениUTS (SU)UTS (USNO)UTS (GST)
Система отсчета координатПЗ-90/ПЗ90.2WGS-84ETRF-00
Тип эфемиридГеоцентрические координаты и их производныеМодифицированные кеплеровы элементыМодифицированные кеплеровы элементы
Сектор излучения от направления на центр земли±19 в 0L1=±21 в 0 L2=±23.5 в 0нет данных
Сектор Земли±14.1 в 0±13.5 в 0нет данных

Технические детали работы систем

Рассмотрим некоторые особенности основных действующих систем спутниковой навигации (GPS и ГЛОНАСС):

    Обе системы имеют двойное назначение — военное и гражданское, поэтому излучают два вида сигналов: один с пониженной точностью определения координат (

100 м) для гражданского применения и другой высокой точности (

10-15 м и точнее) для военного применения. Для ограничения доступа к точной навигационной информации вводят специальные помехи, которые могут быть учтены после получения ключей от соответствующего военного ведомства (США для GPS и России для ГЛОНАСС). В настоящее время эти помехи отменены, и точный сигнал доступен гражданским приёмникам, однако в случае соответствующего решения государственных органов стран-владельцев военный код может быть снова заблокирован (в системе GPS это ограничение было отменено только в мае 2000 года и в любой момент может быть восстановлено).

  • Спутники GPS располагаются в шести плоскостях на высоте примерно 20 180 км. Спутники ГЛОНАСС (шифр «Ураган») находятся в трёх плоскостях на высоте примерно 19 100 км. Номинальное количество спутников в обеих системах — 24. Группировка GPS полностью укомплектована в апреле 1994-го и с тех пор поддерживается, группировка ГЛОНАСС была полностью развёрнута в декабре 1995-го, но с тех пор значительно деградировала. В 2011 году система ГЛОНАСС полностью восстановлена, количество спутников в группировке достигла 24 .В системе появился орбитальный резерв.
  • Обе системы используют сигналы на основе т. н. «псевдошумовых последовательностей», применение которых придаёт им высокую помехозащищённость и надёжность при невысокой мощности излучения передатчиков.
  • В соответствии с назначением, в каждой системе есть две базовые частоты — L1 (стандартной точности) и L2 (высокой точности). Для GPS L1=1575,42 МГц и L2=1227,6 МГц. В ГЛОНАСС используется частотное разделение сигналов, то есть каждый спутник работает на своей частоте и, соответственно, L1 находится в пределах от 1602,56 до 1615,5 МГц и L2 от 1246,43 до 1256,53.
  • Каждый спутник системы, помимо основной информации, передаёт также вспомогательную, необходимую для непрерывной работы приёмного оборудования. В эту категорию входит полный альманах всей спутниковой группировки, передаваемый последовательно в течение нескольких минут. Таким образом, старт приёмного устройства может быть достаточно быстрым, если он содержит актуальный альманах (порядка 1-й минуты) — это называется «тёплый старт», но может занять и до 15-ти минут, если приёмник вынужден получать полный альманах — т. н. «холодный старт». Необходимость в «холодном старте» возникает обычно при первом включении приёмника, либо если он долго не использовался.
  • Для подавления сигналов спутниковых навигационных систем используются передатчики активных помех. Впервые широкой общественности передатчики разработки российской компании «Авиаконверсия» были представлены в 1997 году на авиасалоне МАКС-1997. [1]
  • Дифференциальное измерение

    Отдельные модели спутниковых приёмников позволяют производить т. н. «дифференциальное измерение» расстояний между двумя точками с большой точностью (сантиметры). Для этого измеряется положение навигатора в двух точках с небольшим промежутком времени. При этом, хотя каждое такое измерение имеет точность порядка 10-15 метров без наземной системы корректировки и 10-50 см с такой системой, измеренное расстояние имеет погрешность намного меньшую, так как факторы, мешающие измерению (погрешность орбит спутников, неоднородность атмосферы в данном месте Земли и т. д.) в этом случае взаимно вычитаются. Кроме того, есть несколько систем, которые посылают уточняющую информацию («дифференциальную поправку к координатам»), позволяющую повысить точность измерения координат приёмника до десяти сантиметров. Дифференциальная поправка пересылается либо с геостационарных спутников, либо с наземных базовых станций, может быть платной (расшифровка сигнала возможна только одним определённым приёмником после оплаты «подписки на услугу») или бесплатной.

    В настоящее время (2009 год) существуют бесплатные американская система WAAS, европейская система EGNOS, японская система MSAS основанные на нескольких передающих коррекции геостационарных спутниках, позволяющих получить высокую точность (до 30 см).

    Запланировано создание системы коррекции для ГЛОНАСС под названием СДКМ.

    См. также

    Спутниковая система навигации на Викискладе ?
    • Спутниковый мониторинг транспорта
    • Время спутниковых навигационных систем
    • Геокэшинг
    • CDMA
    • GDOP
    • RINEX
    • Список новых перспективных технологий
    • Псевдоспутник

    Примечания

    1. Антидот против точных бомб. Рецепт от российской фирмы «Авиаконверсия». Журнал Defense Express #5, 2007.

    Ссылки

    Международный форум по спутниковой навигации Мероприятие, посвящённое вопросам спутниковой навигации

    Мобильный ГИС для предприятий лесного хозяйства GPS навигация, контроль лесоустроительных данных по спутниковым снимкам, карта лесхоза, таксационное описание в мобильном телефоне.

    Спутниковая Радиосвязь — История, Основные Виды ИСЗ

    Спутниковая связь — вид радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников Земли (ИСЗ) в качестве ретрансляторов.

    p, blockquote 1,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 2,0,0,0,0 –>

    В 1957 году запустили первый спутник. Там стояли два передатчика на разных частотах, который передавал сигнал “БИП, БИП, БИП”. Это был первый, официальный, известный спутник, который преодолел первую космическую скорость ( 7 844 м/с на высоте 100 км ) и вышел на орбиту сделав несколько витков. Это был шар в котором был аккумулятор, два передатчика и антенна.

    p, blockquote 3,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 4,0,0,0,0 –>

    Потом оказалось, что с помощью спутника можно осуществлять связь, причем связь практически не ограниченная по расстоянию в пределах Земного шара. Низкочастотные радиоволны не проходят за ионосферу, они отражаются либо огибают Земной шар.

    p, blockquote 5,0,0,0,0 –>

    Когда переходим в УКВ диапазон часть энергии начинает проходить через ионосферу и уходить в космическое пространство. Это ограничивает связь по дальности на Земном шаре, но позволяет связываться с космическими аппаратами, а космический аппарат может связаться с наземными станциями, которые могут передавать ему сигнал и принимать сигнал со спутника. В зависимости от системы связи, земная станция может быть стационарной и подвижной, что не ограничивает использование спутниковой связи никаким образом.

    p, blockquote 6,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 7,0,0,0,0 –>

    Спутники используются, как ретрансляторы. Использование ИСЗ позволяет резко увеличить дальность радиосвязи, так как ретранслятор располагается высоко над Землей, от сотен до десятков тысяч км.

    p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

    Спутники связи эта та часть космической программы человечества от которой есть польза для всех людей. Вот Гагарин слетал в космос и этим было доказано, что человека можно запустить в космос и он вернется живым и с непомутненным рассудком. Хотя, когда отправили второго космонавта Титова, это на уровне слухов, у него с головой было не все в порядке, Гагарин сделал один виток, может быть испугаться не успел, а Титов 17 витков. Но теперь люди сидят год на космической станции и все нормально.

    p, blockquote 9,0,0,0,0 –>

    Преимущества спутниковой связи

    История развития спутниковой связи

    23 апреля 1965 года в СССР был успешно запущен на высокую эллиптическую орбиту спутник Молния-1. На марке виден Земной шар, Советский Союз, а спутник находится на эллиптической орбите.

    p, blockquote 10,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 11,0,0,0,0 –>

    В одном из фокусов орбиты стоит Земной шар, спутники вращаются по орбите, спутник выходит, устанавливает связь с антенной и пока он находится в зоне видимости, связь спутник поддерживает, потом спутник уходит из зоны видимости и в это время в зону видимости должен войти второй спутник. На высокой эллиптической орбите должны быть минимум 3 аппарата, чтобы связь была непрерывной.

    p, blockquote 12,0,0,0,0 –>

    В рамках международной программы Intelsat первый коммерческий спутник связи Early Bird (Ранняя Пташка), произведенный корпорацией COMSAT был запущен 6 апреля 1965 года.

    p, blockquote 13,0,1,0,0 –>

    Видео об истории развития спутниковой связи и принципа работы спутника

    p, blockquote 14,0,0,0,0 –>

    Основные разновидности ИСЗ

    Конфигурация системы спутниковой связи зависит от типа ИСЗ, вида связи и параметров земной станции. Три основных разновидности ИСЗ в зависимости от орбиты спутника:

    p, blockquote 15,0,0,0,0 –>

    • ИСЗ на высокой эллиптической орбите (ВЭО)
    • ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО)
    • ИСЗ на низковысотной орбите (НВО)

    p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

    ИСЗ на высокой эллиптической орбите (ВЭО)

    Спутники типа “Молния” с периодом обращения 12 часов, наклоном орбиты 63 градуса, высотой апогея над северным полушарием 40 тыс. км.

    p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

    У спутника переменная скорость. В области апогея скорость движения ИСЗ замедляется и обеспечивает радиовидимость 6…8 часов. 6…8 часов это то время, когда один спутник находится в рабочей зоне. Для обеспечения непрерывной связи на одной орбите необходимо расположить не менее трех спутников, а лучше 4.

    p, blockquote 18,0,0,0,0 –>

    Преимущества ИСЗ с ВСО большой размер зоны обслуживания.

    p, blockquote 19,0,0,0,0 –>

    Недостатки: необходимость слежения земных антенн за спутниками и переориентация этих антенн с заходящего спутника на восходящий.

    p, blockquote 20,0,0,0,0 –>

    ИСЗ на геостационарной орбите (ГСО)

    ГСО это орбита, на которую если поставить спутник, он будет вращаться вместе с Землей с одинаковой скоростью. Он находится неподвижно относительно земной точки.

    p, blockquote 21,0,0,0,0 –>

    ГСО — круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, расположенная в плоскости экватора на высоте 35 875 км с поверхности Земли. Орбита синхронно вращается с вращением Земли, поэтому спутник находится неподвижно относительно земной поверхности.

    p, blockquote 22,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 23,0,0,0,0 –>

    • Зона обслуживания одного спутника достигает треть поверхности Земли, т.е. 3-х спутников достаточно для глобальной сети.
    • Антенны земных станций не требуют систем слежения. Антенна неподвижна.
    • Не требуют сложной наземной аппаратуры, могут обеспечивать большое покрытие, но в зонах не сильно приближенных к полюсам Земли.

    p, blockquote 24,0,0,0,0 –>

    • В северных широтах спутник виден под малыми углами к горизонту и совсем не виден в приполярных областях.

    Но если в южном полушарии это не так страшно, то в северном Скандинавские страны, Россия, Канада находятся достаточно близко к полюсу и там геостационарные спутники связь не обеспечивают.

    p, blockquote 25,0,0,0,0 –>

    • Ограничение на количество спутников на ГСО.
    • Достаточно высокая цена самого аппарата ИСЗ и его запуска.

    ИСЗ на низковысотной орбите (НВО)

    В настоящее время развиваются спутники связи на низковысотной орбите.Спутники запускаются на круговые орбиты, бывает полярная орбита, которая проходит через нулевой меридиан, плоскость которых наклонена к плоскости экватора. Наличие большого количества спутников на разных орбитах, позволяет добиться высокого покрытия поверхности Земли этими системами связи.

    p, blockquote 26,1,0,0,0 –>

    Высота орбиты 200…2000 км над поверхностью Земли. Спутники относятся к легкому классу и для их запуска можно использовать недорогой носитель, либо дорогой носитель, который сразу забросит на орбиту два десятка аппаратов, которые потом выводятся в нужной точке. Покрытие может быть глобальное.

    p, blockquote 27,0,0,0,0 –>

    Главный недостаток ИСЗ на НВО, спутники вращаются по круговым низким орбитам на достаточно высокой линейной скорости и от момента, когда спутник выходит в ту зону, где находится абонент, до того момента, когда он из этой зоны выходит, может проходить 20-40 минут. Для того, чтобы обеспечить хорошее покрытие, нужно много спутников.

    p, blockquote 28,0,0,0,0 –>

    Проблема космического мусора

    Еще одна проблема, так называемая проблема космического мусора или засорения околоземного пространства остатками различных летательных аппаратов. Когда, какой-либо космический аппарат выводится из эксплуатации, в доброе старое время его просто отключали, на спутниках “Молния” с помощью пиропатронов отстреливали солнечные панели и спутник терял питание, превращался в кусок железа, который вращается на орбите, а потом с этой орбиты сходит. Когда спутников было 1, 2, 3 это было не страшно для человечества, хотя были печальные случаи, когда довольно массивные космические аппараты, не целиком сгорали при сходе с орбиты и падали туда, куда не надо.

    p, blockquote 29,0,0,0,0 –>

    Спутники, как правило имеют систему питания основанную на солнечных батареях. Но в свое время проводили эксперименты над спутниками у которых в качестве источника питания использовался генератор, который работает на основе ядерной реакции, т.е. распад какого-нибудь урана или плутония, при этом выделяется энергия, которая преобразуется в электричество, грубо говоря спутник с ядерным реактором. И такой советский спутник, содержащий радиоактивные материалы, приземлился на территорию Канады и был грандиозный скандал международный.

    p, blockquote 30,0,0,0,0 –>

    Сейчас в космосе вращается несколько десятков тысяч старых спутников и их остатков. Поэтому построение систем в которых используется большое количество спутников, оно чревато плачевными последствиями.

    p, blockquote 31,0,0,0,0 –>

    Также, наличие большого количества спутников на орбите приводит к тому, что эти спутники, создают световой экран, который мешает наблюдению ученым, через астрономические телескопы с Земли. Эти спутники создают яркие точки, которые все время находятся перед объективами телескопов.

    p, blockquote 32,0,0,0,0 –>

    Диапазоны частот спутниковой связи

    Диапазоны частот, которые отведены в соответствии с Международным Союзом Электросвязи ITU, которые регламентировали использование частот. Частоты, как правило высокие СВЧ, потому что более низкие частоты хуже себя ведут, отражаются от ионосферы, а ВЧ хорошо затухают в этой атмосфере.

    p, blockquote 33,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 34,0,0,0,0 –>

    Чем выше подниматься по диапазону частот, тем хуже работает электроника.

    p, blockquote 35,0,0,0,0 –>

    Спутниковые службы

    В зависимости от назначения систем спутниковой связи и типа земной станции различают следующие службы:

    p, blockquote 36,0,0,0,0 –>

    • Фиксированная спутниковая служба для связи между станциями, расположенными в определенных фиксированных пунктах и для распределения телевизионных программ.
    • Подвижная спутниковая служба для связи между подвижными станциями,размещенными на транспортных средствах или у абонентов.
    • Радиовещательная спутниковая служба для передачи радио и телевизионных программ непосредственно на терминалы абонентов.

    Фиксированные спутниковые службы

    Начиналось всё с фиксированных спутниковых служб. Это связь с использованием космического ретранслятора между наземными станциями. И основное назначение это обеспечение связи в первую очередь для государственных нужд.

    p, blockquote 37,0,0,0,0 –>

    Фиксированные спутниковые службы начали использоваться государством для центральных телевизионных программ на удаленную территорию советского союза. Первоначально ФСС развивалась в направлении создания систем магистральной связи с применением наземных станций с диаметром антенн порядка 12…30 метров.

    p, blockquote 38,0,0,0,0 –>

    Фиксированная антенна с приемной станцией “Орбита”, диаметр антенны 12 метров. Система “Орбита” использовала спутники на высокоэллиптической орбите, это были первоначально спутники серии “Молния”. На эллипсе надо иметь 3 аппарата, как правило 4, чтобы обеспечить постоянную связь.

    p, blockquote 39,0,0,1,0 –>

    p, blockquote 40,0,0,0,0 –>

    В настоящее время для фиксированных служб функционирует около 50 систем ФСС. Например, “Молния 3”.

    p, blockquote 41,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 42,0,0,0,0 –>

    На высокоэллиптической орбите используются аппараты, которые называются “Меридиан”. Спутники “Радуга” и “Горизонт” это геостационарные аппараты, которые обеспечивают фиксированную спутниковую связь. Intelsat это международная система.

    p, blockquote 43,0,0,0,0 –>

    Подвижные спутниковые службы

    Особенностью большинства систем ПСС является маленький размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. Востребованы на морском транспорте. Для того, чтобы мощность сигнала достигающего приемника была достаточной, применяют одно из двух решений:

    p, blockquote 44,0,0,0,0 –>

    1. Спутники располагаются на геостационарной орбите поскольку эта орбита удалена от Земли на расстояние 35 786 км, на спутник требуется установить мощный передатчик. Этот подход используется системой Inmarsat. Подвижная спутниковая связь начала свое существование с международного договора по созданию системы Inmarsat, которая была первоначально ориентирована на обеспечение связи с морскими судами.
    2. Множество спутников располагается на наклонных или полярных НВО. Inmarsat и прочие системы основанные на спутниках, как правило предназначены для оказания коллективных услуг. А когда создается система на низковысотных спутниках, то можно за счет более низкой стоимость аппарата и низкой стоимости запуска, построить глобальную сеть, которая позволит Вам связываться из любой точки земного шара, через спутниковую сеть. Первой такой системой, была система Iridium.

    Спутниковая система Iridium

    Система базируется на 66 лёгких (масса 689 кг) ИСЗ, равномерно размещенных на 6 НВО. Орбиты через 60 градусов охватывают всю Землю. И на каждой орбите находится по 11 спутников, которые по очереди выходят в зону в которой находится абонент. Высота основной орбиты 780 км.

    p, blockquote 45,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 46,0,0,0,0 –>

    Орбиты разнесены на 30 или 60 градусов и каждый спутник поддерживает связь с тем спутником, который идет впереди и с тем, который идет сзади по его орбите. И с двумя спутниками, которые находятся на двух соседних орбитах. Такая связь позволяет передать сигнал с любого спутника на любой. Одновременно обеспечивается до 11 000 телефонных соединений.

    p, blockquote 47,0,0,0,0 –>

    p, blockquote 48,0,0,0,0 –>

    Если у Вас есть терминал Iridium, где бы вы не находились, вы можете установить связь. Если вы находитесь в обычной зоне, где мобильная связь работает, то ваш терминал перейдет в режим работы мобильной связи и не нужно будет нагружать спутник. Кроме основных спутников, есть 4 резервных, которые находятся на резервной орбите.

    p, blockquote 49,0,0,0,0 –>

    Радиовещательная спутниковая служба

    РСС реализует персонализацию, передачу радио и телепрограмм непосредственно на индивидуальные приемники абонентам.

    p, blockquote 50,0,0,0,0 –>

    Прохождение радиосигналов в спутниковых линиях связи имеют особенности. Запаздывание сигнала в спутниковой связи с искусственных определена временем прохождения сигнала Земля — спутник — Земля. tз=2Н/С₀

    p, blockquote 51,0,0,0,0 –>

    • где Н — расстояние от спутника до поверхности Земли;
    • С₀ — скорость распространения электромагнитной энергии.

    Для геостационарной орбиты =238 мс.

    p, blockquote 52,0,0,0,0 –> p, blockquote 53,0,0,0,1 –>

    Также имеется эффект Доплера это изменение частоты сигнала, который мы принимаем от движущегося источника или изменение частоты при движении. Для скоростей много меньше скорости света Vr/с˂˂1 изменение частоты составляет Δf=±f₀(Vr/с) для спутников “Молния” не более 6 кГц. Это нужно учитывать при настройке. В принципе для широкополосной системы 6 кГц может ничего не значит, а для стандартного телефонного канала в декаметровом диапазоне, если будет смещение 6 кГц, то вы вывалились бы из него, потому что там вся полоса пропускания может быть 3 кГц.

    Добавить комментарий