Методические указания к решению задачи № 27

В последние годы на железнодорожном транспорте и других видах транспорта (морском, речном, автомобильном, трубопроводном) стали достаточно широко применяться спутниковые системы навигации, контроля и управления. В состав спутниковой радионавигационной системы СРНС входят три сегмента: космический сегмент, наземный сегмент управления и сегмент пользователей[28,52,53,54]. Космический сегмент включает в себя спутник или систему спутников связи, обращающихся по определенной орбите вокруг Земли. Наземный сегмент управления выполняет определение параметров орбит и поправку часов спутников, закладку навигационной информации на спутники и контроль функционирования технических средств системы. В состав наземного сегмента входят главная контрольная станция и наземные станции слежения. Сегмент пользователей представляет собой множество различных средств, выполняющих прием информации со спутников.

В настоящее время в мире функционируют две системы СРНС: Navstar GPS – (Navigation Satellite Timing & Ranging GPS) – Система спутникового временного и ранжированного глобального определения местоположения (США) и ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система (Россия).

Основные параметры этих СРНС приведены в таблице 66.

Таблица 66 – Параметры систем ГЛОНАСС и GPS

№ п/п	Тип системы	ГЛОНАСС	GPS
	Число искусственных спутников связи в системе
	Число орбит спутников связи	3(через 1200)	6(через 600)
	Число спутников связи на орбите	8(через 450)	4(через 900)
	Тип орбиты	круговая	круговая
	Высота орбиты	19100 км	20145 км
	Наклонение орбиты	64,50	550
	Период обращения	11ч 15мин 44 с	11ч 57мин 58с

Пример организации каналов в спутниковой связи для региональной сети Республики Беларусь приведен на рисунке 68.

Как видно из рисунка, основными элементами тракта спутниковой связи являются: наземные станции слежения; транспондер спутника связи, находящегося на орбите вокруг Земли; линии вверх и вниз (абонентский канал dama-scps и общий канал сигнализации csc).

Различают геостационарные, геоцентрические и высокоэллиптические орбиты[5,63].

Решение данной задачи начинаем с определения сквозного усиление транспондера спутника связи, находящегося на околоземной орбите

дБ (137)

где G_srx – коэффициент усиления приемной антенны, дБ (табл. 65 п.1);

K_s – коэффициент усиления транспондера, дБ (табл. 65 п.2);

n_s – потери в передающем фидере, дБ (табл. 65 п.3);

G_stx – коэффициент усиления передающей антенны, дБ (табл.65 п.4).

Затем рассчитаем специфический параметр линии при насыщении транспондера

дБ (138)

где L_d – потери в пространстве на линии вниз, дБ (табл. 65 п.8);

(G/T)_es (G/T)_sat – соответственно, добротности земной станции и транспондера, дБ/К (табл. 65 пп.5 и 6);

dG_d – уменьшение коэффициента усиления передающей антенны спутника, дБ (табл. 65 п.9).

Определяем отношение несущая/шум на линии вверх

(139)

где c/n – заданное значение отношения несущая/шум

Необходимая ЭИИМ земной станции, дБВт

(140)

где L_up – потери в пространстве на линии вверх, дБ (табл. 65 п.7);

dG_up – уменьшение коэффициента усиления приемной антенны на спутнике, дБ (табл. 65 п.10);

K – постоянный Больцмана (K=-228,6 дБ);

df – шумовая полоса, дБ (табл. 65 п.11).

Необходимая ЭИММ спутника, дБВт

(141)

где – усиление одного квадратного метра антенны, дБ.

дБ (142)

где f_up – частота в направлении вверх, ГГц (табл. 65 п.13).

Пример программы расчета ЭИИМ земной станции и транспондера спутника связи на ПЭВМ приведен в Приложении А.