Параметры приёмной станции, бортового ретранслятора. Дополнительное ослабление энергии радиоволн на участках. Разность долгот земной и космической станцией. Суммарная шумовая температура приемного тракта. Коэффициент использования поверхности антенны.
В этих системах сигнал с земной станции посылается на спутник, содержащий приемопередающую аппаратуру, там усиливается, обрабатывается и посылается обратно на Землю, обеспечивая связь на большие расстояния и перекрывая большие площади. Спутники движутся по эллиптическим или круговым орбитам, согласно законам Кеплера, которые сформулированы еще в начале 17 века. Такая орбита называется геостационарной и позволяет осуществлять связь при помощи неподвижных антенн. Россия обладает несколькими участками орбиты, на которых расположены спутники типа Горизонт, При движении спутника по другим орбитам он будет перемещаться относительно земного наблюдателя. Произвести расчет наклонной дальности между передающей КС и приемной ЗС антеннами (линия вниз).Сущность этого метода заключается в определении расстояний между навигационными спутниками и потребителем и последующем расчете координат потребителя.
Введение
Спутниковые линии связи работают в 9 - 11 диапазонах частот и, в перспективе, в оптических диапазонах. В этих системах сигнал с земной станции посылается на спутник, содержащий приемопередающую аппаратуру, там усиливается, обрабатывается и посылается обратно на Землю, обеспечивая связь на большие расстояния и перекрывая большие площади. Существует множество разнообразных спутниковых систем, как коммерческого, так и специального назначения. Спутники движутся по эллиптическим или круговым орбитам, согласно законам Кеплера, которые сформулированы еще в начале 17 века.
Особый интерес представляет круговая орбита, расположенная в плоскости экватора Земли. При расстоянии до орбиты порядка 36000 километров и движении спутника в сторону вращения Земли, спутник будет неподвижным относительно земного наблюдателя. Такая орбита называется геостационарной и позволяет осуществлять связь при помощи неподвижных антенн. Недостатками геостационарной орбиты является ее уникальность и невозможность обеспечения связи для высокоширотных областей Земли. Геостационарная орбита является основной для для приема сигналов на индивидуальные устройства. Ввиду уникальности орбиты она распределена между государствами. Россия обладает несколькими участками орбиты, на которых расположены спутники типа Горизонт,
При движении спутника по другим орбитам он будет перемещаться относительно земного наблюдателя.
Следовательно, для непрерывной связи нужно иметь следящие антенны и группировки спутников, следующих друг за другом. Пример конструкции спутника связи показан на следующем рисунке. Он состоит из центрального блока, содержащего все оборудование и антенны, и панелей солнечных батарей, обеспечивающих питание всех узлов спутника.
Скорость передачи в спутниковом канале - до 45 Мбит/с.
Исходные данные
Таблица 1 - Исходные данные
Последняя цифра зачетной книжки
9
Предпоследняя цифра зачетной книжки 0 С>Е
Таблица 2- Параметры приемной станции
Система Диапазон, ГГЦ Диаметр антенны, м координаты Коэффициент шума приемника Эффективная полоса частот, МГЦ КПД АФТ Шумовая температура антенны, К
C 14/11 9 73° в. д. 49° с. ш. 7 36 0,85 70
Таблица 3 - Параметры бортового ретранслятора
Система Диапазон частот, ГГЦ Координаты Коэффициент усиления антенны, ДБ Коэф-т Шума приемника КПД АФТ Шумовая t°СЛК,К Спектральная плотность мощности, ДБ Шумовая t° антенны, К
Прием Передача
C 14/11 95°в.д. 28 25 6 0,9 90 -52 55
B 14/11 101°в.д. 35 30 7,5 0,9 95 -53 50
Таблица 4 - Параметры передающих ЗС
Система A Координаты 52° в.д. 47° с.ш.
Диапазон f, ГГЦ 14/11
Диаметр антенны DA, м 10
Эффективная полоса частот ?fш, МГЦ 33
Спектральная плотность мощности S, ДБВТ/Гц -33
Отношение сигнал/шум Рс/Рш, ДБ 16.5
КПД АФТ 0,90
В расчетах необходимо учесть дополнительное ослабление энергии радиоволн на участках: поглощение в осадках 0,8 ДБ, поляризационные потери 0,9 ДБ, потери за счет рефракции 0,2 ДБ.
Коэффициент запаса для линии вверх, а = 6 ДБ.
Коэффициент запаса для линии вниз, b = 1,2 ДБ.
Решение задач
Задача 1
Произвести расчет наклонной дальности между передающей КС и приемной ЗС антеннами (линия вниз).
Рассчитаем расстояние между передающей КС и приемной ЗС антеннами где
ЗС - широта земной станции;
- разность долгот земной и космической станцией.
Поэтому
Тогда км.
Задача 2
Произвести расчет расстояния между передающей ЗС и приемной КС антеннами (линия вверх).
Задача 3
Определить суммарную шумовую температуру приемного тракта.
где ТА - шумовая температура антенны;
Т0 290 К;
Для вниз - собственная шумовая температура приемника.
К.
Для вверх
К.
Задача 4
Определить коэффициент усиления антенны ЗС.
, где - коэффициент использования поверхности антенны (0,6 0,8);
- диаметр антенны ЗС;
м,
Задача 5
Рассчитать дополнительное ослабление на трассе изза поглощения в атмосфере (осадки), потерь изза несогласованности поляризации антенн и потерь изза рефракции.
ДБ или 1,55 раз.
Задача 6
Определить мощность передатчика бортового ретранслятора РПРДБ, при которых спутниковый канал надежно работает в условиях помех и не содержит излишних энергетических запасов.
где d - расстояние между КС и ЗС;
- дополнительное ослабление на трассе;
fш З. - шумовая полоса приемника;
k = 1,38·10-23 Вт/Гц град - постоянная Больцмана;
=2035,5 К - суммарная шумовая температура;
fш.З. = 28 МГЦ - шумовая полоса приемника;
b=1,2 ДБ (1,32) - коэффициент запаса для линии «вниз».
Коэффициент усиления антенны бортового ретранслятора равен 28 ДБ или, переведя в относительные единицы, получим раз, коэффициент запаса для линии вниз b = 1,2 ДБ или 1,32 раз, КПДАФТ для приемной ЗС и бортового ретранслятора равен 0,9 ДБ или 1,23 раз.
Задача 7
Рассчитать ослабление сигнала на спутниковой линии связи.
где d - расстояние между КС и ЗС;
- длина волны.
, Задача 8
Определить суммарную мощность шумов на входе приемника ЗС (линия вниз).
где k = 1,38·10-23 Вт/Гц?град - постоянная Больцмана;
=2035,5 К - суммарная шумовая температура;
fn = 36 МГЦ - шумовая полоса приемника.
Задача 9. Определить суммарную мощность шумов на входе приемника КС (линия вверх).
где k = 1,38·10-23 Вт/Гц град - постоянная Больцмана;
=2345,7 К - суммарная шумовая температура;
fn = 72 МГЦ - шумовая полоса приемника.
ПВТ
Задача 10
Построить диаграмму уровней спутниковой лини связи на участке КС - ЗС вниз
Рисунок 1 - Диаграмма уровней на участке «вниз» КС-ЗС
Задача 11
Построить диаграмму уровней спутниковой лини связи на участке ЗС - КС вверх.
Рисунок 2 - Диаграмма уровней на участке «вверх» ЗС-КС
Вывод
Для определения координат GPS-приемника применяется псевдодальномерный метод. Сущность этого метода заключается в определении расстояний между навигационными спутниками и потребителем и последующем расчете координат потребителя. Измеренное расстояние между навигационным спутником и потребителем называется псевдодальностью до спутника. Для определения точной позиции приемника необходимо знать расстояния между потребителем и как минимум четырьмя навигационными спутниками: тремя спутниками - для определения координат (долгота X, широта Y, высота ?), еще одним спутником - для определения расхождения шкалы времени спутников и потребителя. Спутниковые навигационные системы сконструированы таким образом, чтобы из любой точки на Земле было видно как минимум 4 спутника. ретранслятор радиоволна станция антенна
Список литературы
1. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС / Под ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Болдина. М.: ИПРЖР, 1998.
2. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. М.: КНИЦ ВКС, 1995.
3. Липкин И.А. Спутниковые навигационные системы. М.: Вузовская книга, 2001.
4. Радиотехнические системы. Под ред. Казаринова Ю.М. М.: Высшая школа, 1990.
5. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М.: , 2000.
Размещено на .ur
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
