- сухопутная подвижная служба; радиомаяки используются на сухопутных транспортных средствах, при проведении геологических, научных, спортивных и других экспедиций.
Наблюдается также тенденция к использованию радиомаяков на некоторых фиксированных объектах с целью подачи предупреждающих сигналов при критических условиях (например, при возникновении экологической либо другой опасности).
2.3 Спутниковая система “Курс”
В состав технических средств спутниковой системы контроля за движением транспортных средств “Надежда-М” (в дальнейшем используется условное наименование “КУРС”) должны входить космический комплекс, наземный комплекс и парк радиомаяков, устанавливаемых на обслуживаемых подвижных объектах.
Космический комплекс системы должен включать в себя как минимум два ИСЗ, расположенных на низких полярных орбитах с высотой 1000 км. На такой орбите ИСЗ совершает полный оборот вокруг Земного шара за 104 минуты. Космические аппараты будут иметь на борту комплекс радиотехнических средств, позволяющих осуществлять прием в диапазоне частот 405 МГц. Бортовая аппаратура КА будет осуществлять первичную обработку принятых сигналов и их привязку по времени, а также передавать обработанную информацию по линии ИСЗ-Земля.
Прием информации, передаваемой с КА будет осуществляться специальными Станциями приема и обработки информации ( СПОИ ), расположенными на территории России. Используя эффект Допплера, оборудование станции автоматически вычисляет географические координаты источника излучения сигнала и определяет его идентификатор. Полученная на выходе информация может быть передана непосредственно в пункт сбора информации пользователя, либо направляться в Координационный центр системы для сортировки и доставки в диспетчерский пункт пользователя. Для приема информации с ИСЗ достаточно иметь в составе системы одну наземную станцию, однако для оптимальной обработки сигналов в таком случае станция должна располагаться как можно ближе к географическому Северному полюсу.
Планируется, что наземный комплекс системы “КУРС” будет включать в себя три СПОИ. При необходимости сеть станций системы “КУРС” в дальнейшем может быть расширена.
Централизованный сбор информации со СПОИ о дислокации всех объектов и ее распределение потребителям, для которых она предназначена (поисково-спасательные центры, пароходства), будет осуществляться Координационным центром системы (КЦС). Предусматривается также возможность получения пользователем информации и на региональной основе — т.е. непосредственно от ближайшей СПОИ, а не из центра системы.
Для работы в рамках системы контроля за движением транспортных средств объекты пользователей должны быть оснащены радиомаяками, представляющие собой радиопередатчики, излучающие цифровые посылки в диапазоне 405 МГц с периодичностью порядка одной минуты. Посылки содержат цифровой идентификатор радиомаяка, с помощью которого осуществляется опознавание подвижного объекта. Планируется производство нескольких модификаций радиомаяков, в том числе и таких, которые позволят также передавать и дополнительную формализованную информацию ( от 6 до 10 байт ); дополнительная информация может вводиться в передающее устройство вручную либо автоматически.
Аппаратура КА и СПОИ системы “КУРС” будет автоматически вычислять географические координаты местоположения объектов, оснащенных радиомаяками. При этом географические координаты объекта будут определяться с вероятностью 0,99 со среднеквадратичной ошибкой 3,6 км для неподвижных объектов и 20 км для объектов, движущихся со скоростью не более 30 км/час. При наличии двух ИСЗ на орбите, система “КУРС” позволит не реже двух раз в сутки получать информацию о географическом местоположении объекта вне зависимости от его расположения на поверхности Земного шара. Фактическая частота получения информации в основном зависит от географической широты места объекта и может доходить до 10-15 раз в сутки.
Вследствие наличия на борту КА запоминающего устройства системы позволят принимать и обрабатывать сигналы, поступающие с любой точки Земного шара. Это свойство особенно важно для тех диспетчерских служб и подвижных объектов, которые не имеют строго выраженных географических ограничений в своем передвижении, т.е. судов мирового торгового флота, международного автотранспорта и т.д.
Создание спутниковой системы контроля за движением транспортных средств планируется на технической базе находящейся в штатной эксплуатации российской части международной спутниковой системы КОСПАС-САРСАТ (“Надежда”), предназначенной для определения местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию, в которой используются многоцелевые ИСЗ с аппаратурой КОСПАС-САРСАТ на борту. В состав космического комплекса российской части системы КОСПАС-САРСАТ входят как минимум два ИСЗ, расположенных на низких полярных орбитах с высотой 1000 км.
Наземный комплекс системы КОСПАС-САРСАТ включает в себя СПОИ и Международный координационно-вычислительный центр (МКВЦ). Станции связаны с центром арендованными телефонными каналами связи.
Штатная орбитальная группировка КОСПАС-САРСАТ/КУРС будет включать в себя четыре ИСЗ с унифицированной бортовой аппаратурой, которая может функционировать как в рамках системы КОСПАС-САРСАТ, так и в рамках системы “КУРС”. Переключение режима работы бортовой аппаратуры будет осуществляться по командам с Земли. При этом два ИСЗ будут постоянно работать в режиме КОСПАС-САРСАТ, а два других - в рамках системы “КУРС”. Разрабатываемое в настоящее время оборудование второго поколения СПОИ будет также унифицированным, т.е. будет способно принимать и обрабатывать с ИСЗ как в режиме КОСПАС-САРСАТ, так и в режиме “КУРС”, т.е. сбор информации со СПОИ и ее распределение потребителям будет осуществляться существующим МКВЦ системы КОСПАС-САРСАТ.
Такое построение космического и наземного сегментов системы “КУРС” позволит в максимальной степени использовать существующие техническое средства и каналы связи и минимизировать эксплуатационные расходы.
2.4 Спутниковая система “ГОНЕЦ”
Предполагается, что система “ГОНЕЦ” будет включать в себя космический сегмент, состоящий из 36 КА и земной сегмент, включающий в себя абонентские терминалы трех типов. Связь между абонентами может производиться без использования наземных сетей связи.
Первый тип терминалов - носимые терминалы весом 3-5 кг будут обеспечивать передачу информации со скоростью 4,8 кбит/сек. Терминал будет снабжен клавиатурой с полным набором русских, латинских и служебных символов. Кроме того, терминал будет обеспечивать сопряжение с персональным компьютером.
Второй тип терминалов - стационарный, будет обеспечивать передачу информации со скоростью 9,6 кбит/сек и будет отличаться от первого типа терминалов несколько большими размерами антенн и наличием в составе терминала персонального компьютера.
Терминалы первого и второго типов могут также снабжаться речепреобразующими устройствами для цифровой передачи речи. Сопряжение этих типов терминалов с аппаратурой телефонной, телеграфной, телексной и факсимильной связи будет осуществляться через стандартные платы сопряжения, устанавливаемые в персональный компьютер.
Третий тип терминалов - региональные станции будут предназначены для передачи больших массивов информации при работе в составе региональных узлов связи и будут обеспечивать передачу информацию со скоростью 64 Кбит/сек.
Планируется, что система “ГОНЕЦ” будет характеризоваться следующими характеристиками:
- для работы переносных абонентских терминалов диапазон частот 312-315 МГц в направлении Земля-Космос и 387-390 МГц в направлении Космос-Земля;
-для работы скоростных каналов региональных станций будет использоваться L-диапазон, где выбраны участки 1642,5 - 1643,4 МГц и 1541 - 1541,9 МГц на трассах Земля-Космос и Космос-Земля соответственно;
- время ожидания связи не более 10 минут;
- время доставки сообщения до 4 часов (при нахождении абонентов в зоне видимости одного и того же спутника диаметром 5000 км время доставки сокращается до одной минуты);
- средняя длительность сеанса связи составляет 10 минут.
3. Обоснование выбора оптимальной системы
К настоящему времени известно уже несколько видов систем спутниковой связи, отличающихся, в первую очередь, построением космического сегмента. К ним относятся системы с космическими аппаратами на геостационарной, эллиптических и круговых орбитах, каждая из которых имеет много разновидностей.
Системы с КА на геостационарной орбите имеют наибольшую зону радиовидимости и могут обеспечивать связью огромные территории. Такие системы наиболее удобны, если обслуживаемая территория по своему расположению на поверхности Земли и конфигурации полностью входит в зону радиовидимости одного КА. Применяя в этом случае на КА многолучевые антенны, можно сколь угодно точно “очертить” границы этой территории и использовать для ее обслуживания всю энергетику ретранслятора. Вместе с тем, поскольку геостационарная орбита проходит строго над экватором, КА принципиально нет могут обеспечивать связью приполярные и полярные районы Земли из-за низкого угла места антенн земных станций. Кроме того, при использовании в системе двух или более КА возникают ограничения по применению некоторых видов связи (например, как дуплексноя телефонная связь) из-за большого времени задержки сигналов, превышающего заданную МСЭ норму. Следует отметить и тот факт, что на геостационарной орбите уже сосредоточенно большое количество КА и размещение новых в нужных “точках стояния” с требуемой ЭМС представляет серьезную трудность.
В отличие от систем с геостационарными КА, которые могут использовать только единственную орбиту, системы с КА на круговых орбитах имеют много вариантов построения группировок, отличающихся количеством используемых в них КА, структурой построения , высотой и наклонением орбит. В принципе в системах с КА на круговых орбитах может использоваться всего один КА, который способен последовательно обеспечивать связью внутри своей зоны радиовидимости все регионы Земли или переносить записанные в память бортового ретранслятора сообщения на любые расстояния с задержкой во времени.