Орбиты спутниковых ретрансляторов

Траектория движения искусственного спутника Земли называется его орбитой. Во время свободного полета, когда бортовые реактивные двигатели выключены, спутник Земли движется как небесное тело, под воздействием гравитационных сил и инерции, причем главенствующей гравитационной силой является притяжение Земли. Если упрощенно считать Землю строго сферической, а гравитационное поле Земли - единственным воздействующим на искусственный спутник Земли (ИСЗ), то движение ИСЗ вокруг Земли подчиняется законам Кеплера. При этих предположениях движение спутника происходит в неподвижной (в абсолютном пространстве) плоскости - плоскости орбиты, проходящей через центр Земли. Полная механическая энергия (кинетическая и потенциальная) спутника остается неизменной, вследствие чего при удалении спутника от Земли скорость его движения уменьшается, при приближении - увеличивается. Максимальное значение высоты орбиты называется высотой в точке апогея, а минимальное - высотой в точке перигея. Другими важными параметрами, характеризующими околоземную орбиту спутника связи, являются:

Ø угол наклонения плоскости орбиты i - угол между плоскостью экватора Земли и плоскостью орбиты, отсчитываемый от плоскости экватора в направлении на север. По этому параметру различают экваториальные (i = 0), полярные (i = 90°) и наклонные (0 < i < 90°, 90° < i < 180°) орбиты. Если 0 < i < 90°, говорят, что спутник запущен в восточном направлении, если же 90° < i < 180° - в западном.

Ø эксцентриситет орбиты. Чем больше эксцентриситет, тем более «узкой и вытянутой» является орбита спутника. При эксцентриситете равном 0, эллиптическая орбита вырождается в круговую с постоянной высотой h;

Ø время обращения спутника по орбите - интервал времени между соседними прохождениями спутником одной и той же точки орбиты.

При построении ССС могут быть использованы следующие типы орбит:

Ø геостационарная орбита {GEO - Geostationary Earth Orbit};

Ø низкие круговые орбиты {LEO - Low Earth Orbit};

Ø средневысотные круговые орбиты {МЕО - Medium Earth Orbit};

Ø эллиптические околоземные {ЕЕО - Elliptical Earth Orbit}.

Геостационарные спутники-ретрансляторы (СР) выводятся в восточном направлении на круговую орбиту с нулевым наклонением (в экваториальную плоскость) и высотой над поверхностью Земли h = 35875 км. Эта орбита характеризуется тем, что угловая скорость спутника совпадает по величине и направлению с угловой скоростью вращения Земли и теоретически ГСР является неподвижным относительно точки экватора (подспутниковой точки), над которой размещается ретранслятор. Подавляющая часть существующих ССС использует для размещения СР геостационарную орбиту, основными достоинствами которой являются возможность непрерывной круглосуточной связи и практически полное отсутствие доплеровского сдвига частоты.

Низкоорбитальные ретрансляторы размещаются на круговых орбитах высотой от 700 до 1500 км. Чем ниже орбита, тем меньше область обслуживания каждого СР. Поэтому для обслуживания достаточно больших территорий земной поверхности требуется много спутников - от нескольких десятков до нескольких сотен. Период обращения ретрансляторов на низких орбитах составляет 90-120 минут, а максимальное время видимости спутника из фиксированной точки земной поверхности не превышает 10-15 минут.

Возможные трассы средневысотных спутников выбираются на высотах от 5 до 15 тыс. км. Область обслуживания каждого средневысотного СР существенно меньше, чем геостационарного, поэтому для охвата наиболее населенных районов суши и судоходных акваторий океанов необходимо создавать группировки из 8-12 спутников. Суммарная (в обе стороны) задержка сигнала при связи через средневысотные ретрансляторы не превышает 200 мс, что позволяет использовать их для качественной радиотелефонной связи. Продолжительность пребывания СР в зоне радиовидимости ЗС составляет 1,5-2 часа.

Для спутников на эллиптической орбите характерно то, что в силу закона сохранения энергии их угловая скорость в апогее значительно меньше, чем в перигее. Поэтому СР будет находиться в зоне видимости определенного региона в течение более длительного времени, чем негеостационарный спутник, орбита которого является круговой [3].

ССС работают в диапазоне частот от нескольких сотен МГц до нескольких десятков ГГц в специально выделенных регламентом радиосвязи участках спектра:

Перейти на страницу: 1 2 3

Прочтите также:

Разработка схемы функциональной информационно-измерительной системы
АБС состоит из следующих основных компонентов: Датчики скорости либо ускорения (замедления), установленные на ступицах колёс транспортного средства. Управляющие клапаны, которые ...

Расчет радиоприемного устройства
В настоящее время приемники в связи с высокими требованиями к их характеристикам стояться по схеме супергетеродина т.к. это позволяет снизить изменение основных показателей радиотракта ...

Разработка синтезатора звуковых сигналов с компрессией данных
Целью данного курсового проекта является разработка синтезатора звуковых сигналов с компрессией данных, позволяющего осуществлять воспроизведение звуковых сообщений. Команды управл ...

Основные разделы

2020 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru