Фулл. Вопросы для подготовки к экзамену по ссс за 2022 год
 Скачать 2.69 Mb.
|
|
исследования следующих технологий: ― МЛА, функционирующая в режиме сканирующего луча (Hopping Beam) и обеспечивающая многократное использование выделенной полосы частот; ― минимизация габаритных и энергомассовых характеристик; ― минимизация стоимости земных терминалов; ― применение ММВ диапазона, обеспечивающего минимизацию габаритных и энергомассовых характеристик, а также снижение стоимости земных терминалов; ― бортовой процессор, обеспечивающий демодуляцию/модуляцию сигналов, формирование цифровых потоков (110―27,5 Мбит/с) в режиме TDMA/DAMA; ― высокоскоростная микроволновая коммутационная матрица, обеспечивающая маршрутизацию сигналов; ― оборудование Ка-диапазона; ― адаптивная система компенсации потерь в гидрометеорах. Характеристики МЛА: ― количество фиксированных лучей – N = 51; ― ширина фиксированных лучей – 𝜃 ≅ 0,3°; ― количество перенацеливаемых лучей – N s = 1; ― ширина перенацеливаемого луча – 𝜃 ≅ 1°. ― приёмная антенна, формирующая фиксированные лучи – ∅2,2 м: ― передающая антенна, формирующая фиксированные лучи – ∅3,3 м; ― приёмо-передающая антенна с перенацеливаемым лучом – ∅1 м. 26. Военные системы спутниковой связи МО США: DSCS-III. ВССС (военная спутниковая система связи) DSCS обеспечивала бесперебойную помехоустойчивую кодированную голосовую связь и высокоскоростную передачу данных между фиксированными и подвижными терминалами МО США, дипкорпуса и Белого дома. Обеспечивалась одноканальная передача сообщений о ядерном нападении на США. BCCC DSCS-III обеспечивает ЗО (зону обзора) между 75 градусами северной широты и 75 градусами южной широты, предоставляя услуги связи. Приемная антенна работает на частоте 8,4 Ггц, две передающие на частотах 7,25-7,75 ГГц. Система оснащена адаптивной системой подавления активных помех. Приемная ГЛА (гибридно-линзовая антенна) обслуживает глобальную зону 61-м лучом, которые формирует ДОС (диаграммообразующей схемой) многолучевой антенны. РТР DSCS-III может образовывать как узкие, так и контурные ДН (диаграммы направленности), а также адаптироваться к воздействию активных помех. Применение МШУ (малошумящий усилитель) в приемном тракте на 30% увеличило скорость передачи данных на наземные АТ. Две передающие ГЛА каждая формируют 19-ти лучевую ДН, которую коммутатор преобразует в 6 каналов на передачу, причем 2 канала (1 и 2) нагружены на 40-ваттную ЛБВ (лампа бегущей волны), а остальные каналы (с 3 по 6) нагружены на 10-ти ваттные твердотельные усилители HESSA или LSSA. В состав бортовой АС (антенной системы) также входит механически перенацеливаемая в глобальной зоне параболическая антенна, формирующая для передающего тракта узконаправленный луч. Эта антенна может подключаться к 3 и 4 каналам на передачу. КУ (коэффициент усиления) бортовых антенн РТР DSCS-III контролируется с целью обеспечения насыщения ЛБВ вне зависимости от уровня входного сигнала. Уровень входного сигнала зависит от объема принимаемой с Земли информации и ЭИИМ земных АТ, работающих в Х диапазоне частот. 27. Военные системы спутниковой связи МО США: Milstar-II. Milstar II – первый и удачный проект по созданию спутниковой системы связи для нужд военных. Спутники используют миллиметровый диапазон частот, имеет псевдослучайную перестройку частоты (ППРЧ) и адаптивную фильтрацию помех. В целом такая ССС обеспечивает надежную, устойчивую и помехозащищенную связь. Основные пользователи ССС: военный самолет – командный пункт, самолет-разведчик AWACS (с РЛС, для обнаружения/наведения и тд), подводные лодки, стратегические бомбардировщики, зенитные системы. В случае режима низкоскоростной передачи данных (LDR) спутники для защиты используют ППРЧ, прямое расширение спектра и корректирующее кодирование. В дальнейших модификациях КА была добавлена возможность среднескоростной передачи данных (MDR, передача изображений и защищенная телефонная связь, скорость до 1,544 Мб/с). В составе КА с MDR имеются две адаптивные антенны с пространственной фильтрацией помех (обслуживание потребителей в зоне военных конфликтов), а также 6 приемо- передающих антенн DUCAs. Характеристики: Milstar-I (LDR) Milstar-II (LDR и MDR) Линия вверх/вниз 44/20 ГГц 44/20 ГГц Скорость ПД 75-2400 Бит/с 75-2400 Бит/с (LDR)/4,8 кбит-1,544 Мб/с (MDR) Число каналов 192 (LDR) 192 (LDR) / 32 (MDR) 28. Носители абонентских терминалов спутниковой связи Milstar. Разработка комплекса MILSTAR шла на основе системы GEO, которая создавалась в течение 1980-х и в начале 1990-х годов. Основной задачей MILSTAR является предоставление министерству обороны США помехоустойчивых, защищённых и надёжных каналов спутниковой связи для обеспечения работы президента, министра обороны и ряда стратегических и тактических пользователей. Орбитальная группировка состоит из пяти геостационарных спутников (в первоначальном проекте было 6 спутников, третий запуск был неудачным). Система поддерживает шифрование голоса и данных. В качестве носителей абонентских терминалов (наземный сегмент) могут быть: воздушный командный пункт AACP (крупный реактивный самолет), самолет-ретранслятор (TACAMO), стратегические бомбардировщики B-52 и B-1B, самолетная РЛС AWACS, авианосцы и крейсеры, подводные лодки ВМС США, зенитные системы тактического звена управления. В случае использования SCAMP (носимый ранцевый абонентский терминал), возможно использование ССС Milstar отдельными подразделениями военных, при наличии такого переносного терминала. 29. Военные системы спутниковой связи МО США: AEHF. AEHF - Advanced Extremely High Frequency – самая современная система спутниковой связи военного назначения. Система AEHF пришла на смену ССС Milstar, системы AEHF и Milstar-II обратно совместимы. РТР AEHF обеспечивает работу 50-ти каналов дуплексной голосовой связи, передачу видеоизображений и данных со скоростями 8,2 Мбит/с. При передаче сообщений особой важности скорость снижается до 19,2 кбит/с а в режиме защищенной тактической связи составляет от 1,544 Мбит/с до 8,2 Мбит/с. Одновременно один РТР AEHF обеспечивает работу до 6000 АТ. Пропускная способность КА AEHF по сравнению с КА Milstar II возросла в 10–12 раз. В реальном масштабе времени через РТР AEHF передаются целеуказания средствам поражения и полетные задания на борт самолетов и крылатых ракет, карты с текущей обстановкой на поле боя, а также различная видеоинформация прямо в штабы, управляющие боевыми действиями. Антенная система КА AEHF формирует глобальные и региональные ЗО Земной поверхности, обслуживающие театры военных действий (ТВД) с низким, высоким или очень высоким потенциалом связи. Для низкого потенциала связи используется рупорная антенна Q-диапазона (43,5-43,5 ГГц), для среднего потенциала связи используются 6 приемо-передающих гибридно- зеркальных антенн диапазона 20/44 ГГц. Антенна для высокого потенциала связи – ФАР на 10 тысячах монолитных интегральных схемах, способна формировать до 140 узких лучей шириной ДН 0,9° и 3,5° (обслуживает участки поверхности Земли диаметром 555 км и 2220 км). Каналы связи с очень высоким потенциалом предназначены для АТ пользователей стратегического и тактического звена c антеннами малого диаметра (разведывательно диверсионные группы, выходящие на связь в редких случаях). 30. Гражданские КА Anik-F2 и Taicom-4. Anik-F2 – канадский тяжелый коммерческий телекоммуникационный спутник (2004 год запуск). Служит для организации ССС в интересах широких слоев населения, бизнес структур, правительства и других ведомств. Расположен на круговой ГСО с точкой стояния 111,1° З.Д. Anik-F2 обеспечивает широкополосный доступ в Интернет, передачу каналов спутникового телевидения в аналоговом и цифровом вещании для индивидуального и коллективного пользования, предоставление услуг отдаленным населенным пунктам через приложения телездоровье, телеобучение и другие информационные услуги. Потенциально, данная система может одновременно обслуживать до 1 млн потребителей. Многолучевая антенна формирует веер лучей, покрывающих всю территорию Северной Америки с помощью 6 сканирующих лучей. Широкополосный доступ в Интернет осуществляется с помощью ретранслятора Ka диапазона. Высококачественная цифровая телефонная связь и передача каналов спутникового телевидения в С и Ku диапазонах частот. Taicom-4 – телекоммуникационный спутник, созданный в Тайланде (2008 год). Такой спутник был создан для предоставления широковещательных услуг в странах азиатско- тихоокеанского региона, в том числе для трансляции Олимпийских игр в Пекине. КА Taicom 4 обеспечивает ретрансляцию сигналов от станций сопряжения, установленных в крупных городах АТЗ (Джакарте, Бомбее, Куала Лумпуре, Токио и других (всего планируется 18 ЗС) на малые земные АТ с антеннами ⊘1,2 м и ⊘1,8 м, в узких и контурных лучах соответственно. КА Taicom 4 обеспечивает широкополосный доступ в Интернет жителям Азии, Австралии и Океании, а также предоставлять комплекс интерактивных мультимедиа услуг. Его максимальная пропускная способность достигла величины 45 Гбит/сек.[на то время очень много]. На КА Тайком 4 применена технология DPA Dynamic Power Allocation позволяющей динамически распределять полезную мощность между лучами МЛА. Эта технология обеспечивает оптимальное распределение частотно энергетического ресурса КА, предоставляемого ЗС с различной конфигурацией параметров модуляции/кодирования/скорости передачи информации. В алгоритме работы DPA также предусмотрено адаптивное управление полезной мощностью стволов в каждом из лучей КА она направляется в ЗО, подверженные влиянию осадков, для чего используется резерв мощности, достигающий 20% от номинальной мощности стволов. Срок автономного существования составляет 12 лет, мощность 15 кВт. Полезная нагрузка КА содержит 7 бортовых МЛА, формирующих 112 узких и контурных лучей в диапазонах Ku (94 луча) и Ka (18 лучей). 31. Системы спутниковой связи на низкоорбитальных группировках космических аппаратов. Технические характеристики КА Iridium1: 1. количество радиолучей на каждом КА ― 48; 2. диаметр радиолуча ― 50 километров; 3. масса космического спутника ― 689 кг; 4. мощность сигнала ― 16 дБВт; 5. срок эксплуатации ― до 9 лет. Многофункциональная система персональной спутниковой связи «Гонец-Д1М»: Число КА в орбитальной группировке –12 (4 орбитальные плоскости по 3 КА); Зона обслуживания ― глобальная; Ракета-носитель ― Рокот (3 КА); Разнос плоскостей по долготе восходящего угла – 45 ; Высота орбиты / наклонение ― 1350 ― 1500 км / 82,5 ; Период обращения ― 115 мин.; Срок активного существования – 5 ― 7 лет. Мощность, потребляемая БРТК, макс. – 200 Вт; Масса КА / БРТК – 300 кг / 56 кг; Скорость передачи информации, Кбит/сек: 2,4; 4,8; 76,8; Объем ОЗУ – 8 Мбайт; Диапазоны частот: 0,2...0,3 ГГц (вверх), (Д1); 0,3...0,4 ГГц (вниз), (Д2); Число каналов: Земля Космос: 1+13; Космос Земля: 1+1. Проект Airbus: сеть из орбитальных Интернет- ретрансляторов Европейская аэрокосмическая фирма Airbus создает сеть из 700 низкоорбитальных Интернет- ретрансляторов. Запуск предполагается к 2018 году. Цель проекта обеспечить Интернетом все неохваченные места на планете. Задача решается с помощью настоящего «роя» из малых КА. Вес Интернет- ретранслятора не более 150 кг, а стоимость производства не выше $500 000. Сеть Интернет- ретрансляторов будет в 10 раз больше, чем любая другая сеть существующей НКСС. Первые Интернет-ретрансляторов будут изготовлены во Франции, массовое производство – в США. В 2013 году фирма Yaliny предложила вывести на орбиту 144 КА для обеспечения Интернетом отдаленных точек Земли. Проект предполагалось завершить к концу 2016 года, однако в ноябре компания уволила большую часть сотрудников и накопила миллионные долги. За три с половиной года компания не запустила ни одного КА, но потратила около $4 миллионов. 32. Анализ внешних воздействующих факторов космического пространства на высоте 650 км. Радиационные пояса Ван-Аллена (Van Allen Belt) Внутренний пояс находится на высоте от 3 до 12 тыс.км над поверхностью Земли, а внешний – на высоте от 18 до 57 тыс. км. Внутренний состоит главным образом из протонов, а внешний - из электронов. Разделение на внутренний и внешний пояса достаточно условно, поскольку все околоземное пространство заполнено заряженными частицами, которые движутся в магнитном поле Земли. Наличие радиационных поясов и их характеристики учитываются при проектировании спутников, поскольку длительное пребывание электронной техники в таких условиях чревато поломками. РАСЧЕТ УРОВНЕЙ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ (Модель радиационного воздействия) Расчёт проводился в ПО OMERE для орбиты с высотой 650 км и наклонением 64º. Дата начала эксплуатации КА 01.01.2016, САС=15 лет. При расчете доз от электронов естественных радиационных поясов Земли (ЕРПЗ) использовалась модель AE8max, доз от протонов ЕРПЗ – AP8min, протонов солнечных космических лучей (СКЛ) – ESP (ECSS 10-04 standard). Расчёт проводился для детектора из кремния в центре алюминиевого шара. На высотах порядка 600 − 900 км отсутствуют или значительно ослаблены радиационные поля Ван-Аллена, позволяя, с некоторыми ограничениями, использовать микросхемы. В условиях санкций, наложенных ЕС и США на приобретение высокотехнологичных комплектующих класса aerospace, возможность реализации космического РТР на элементной базе класса industrial исключительно важна. ///// Исследования показали, что с использованием доступных компонентов класса industrial при соответствующей защите возможно достижение срока активного существования (САС) КА НКСС порядка 15-ти лет. Однако применение защиты от проникающей радиации утяжелит и усложнит космический РТР, сводя на «нет» все достоинства группового множественного запуска. Представляется целесообразным ограничение функционирования РТР НКСС 5 − 7-летним сроком с принудительным выводом из состава ОГ. Предлагаемая к реализации НКСС будет менее зависима от выхода из строя одного или нескольких космических РТР, поскольку КА, связанные МЛС между собой в плоскости одной орбиты и между орбитальными плоскостями, допускают построение радиально- узловой сети, в которой прохождение информации возможно несколькими путями (через различные КА с использованием МЛС). Этим достигается высокая живучесть и надежность НКСС. Например, КА дистанционного зондирования, метеоспутники и т.п. Съем информации с них может осуществляться в Ка- диапазоне (25,5 − 27,0 ГГц), а передача на землю (на шлюзовые станции) в Х-диапазоне частот. Практически невозможно сделать однозначный выбор в пользу ВССС на ГСО, ВЭО или НКСС. Эти ОГ должны не заменять, а дополнять друг друга, функционируя совместно с целью обеспечения государственной безопасности РФ. //// 33. Концепция построения низкоорбитальной группировки космических аппаратов Iridium Научно-техническая информация по проектам Iridium и Globalstar носит в целом ограниченный характер, что вполне объяснимо в виду жесткой конкуренции между фирмами- разработчиками НКСС. 1987 г. ― задумана компанией Motorola и должна была включать в себя 77 КА по числу электронов в атоме иридия. 23 сентября 1998 г. ― система была официально введена в коммерческую эксплуатацию. 13 августа 1999 г. ― руководство компании Iridium Inc. заявило о банкротстве. 2000 г. ― все активы выкуплены Министерством обороны США. 28 марта 2001 г. возобновлена коммерческая эксплуатация. 2009 г. ― реорганизация. 2015 г. ― планировался запуск обновленных КА Iridium NEXT (в настоящее время осуществлён). КА системы Iridium базируются на высоте 780 км от поверхности Земли. Отличительной особенностью космического сегмента НКСС Iridium является комплекс «МЛА БЦП», входящий в состав РТР и реализующий базовую телефонную станцию на борту КА, обеспечивающую мобильную связь в любое время суток независимо от страны пребывания. Каждый абонент имеет единый телефонный номер, по которому система Iridium отслеживает его перемещение, включая труднодоступные участки поверхности Земли, что становится возможным с использованием МЛС между КА. МЛС Iridium позволяют функционировать при наличии всего лишь одной станции сопряжения, на которую будут поступать все абонентские звонки. Земной сегмент НКСС Iridium представлен спутниковыми телефонами, например, Iridium 9555 и терминалами Iridium Sailor SC4000. 1. Число орбитальных КА – 66; 2. Орбита – квазиполярная; 3. Наклон орбитальной плоскости – 86,4°; 4. Число плоскостей – 6; (резерв: 6 КА); 5. Число КА в одной плоскости – 11; 6. Угловой разнос КА в одной плоскости – 32,7; 7. Высота орбиты – 780 км; 8. Период обращения КА вокруг Земли – 100 мин. 28 сек.; 9. Стабилизация 3-хосная, точностью по осям 0,5 по высоте 20 км; 10. Количество радиолучей на каждом КА – 48; 11. Диаметр радиолуча – 50 километров; 12. Масса космического спутника – 689 кг; 13. Мощность сигнала – 16 дБВт; 14. Срок эксплуатации – до 9 лет. Земной сегмент Наземная часть НКСС Iridium включает в себя сетевую координирующую базовую станцию и вспомогательные станции сопряжения. Центральная координирующая станция постоянно проводит мониторинг сети и управляет всеми процессами в режиме реального времени. Станции сопряжения являются шлюзами, через которые проходят данные от КА на телефонные аппараты абонентов. Кроме того, на таких станциях поддерживается абонентская база данных всей системы и формируется информация (биллинг) для абонентов, то есть счета за услуги НКСС. Коммутирующим устройством на станциях служит телефонный коммутатор Siemens-D900. Основные клиенты: авиация, морское судоходство, спасательные организации и органы государственной власти, которые остро нуждаются в услугах ССС Iridium с ее 100% покрытием территории Земли. |