BR112015013014B1

BR112015013014B1 - Satélite para obter informação, sistema compreendendo dois satélites, método para operar um satélite, e, uso de um satélite

Info

Publication number: BR112015013014B1
Application number: BR112015013014-3A
Authority: BR
Inventors: Brian Mengwasser
Original assignee: Ses S.A.
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2022-03-22
Also published as: US9086471B2; WO2014086588A1; AU2013354340B2; JP2016511719A; KR20150093714A; CN104884350A; EP2928775B1; CA2893428C; CA2893428A1; IL238947B; AU2013354340A1; CN104884350B; US20140154972A1; BR112015013014A2; KR102175023B1; ES2888100T3; EP2928775A1; US9985719B2; RU2665704C1; US20150311972A1

Abstract

SATÉLITE PARA OBTER INFORMA«?O , SISTEMA COMPREENDENDO DOIS SATÉLITES , MÉTODO PARA OPERAR UM SATÉLITE, E, USO DE UM SATÉLITE. Um satélite de observação é usado para obter informação sobre energia eletromagnética emitida da terra. O satélite de observação orbita a terra em uma Órbita tendo uma inclinação maior que 90 e menor que 270. Adicionalmente, o satélite de observação compreende p elo menos uma antena receptora, pelo menos uma antena receptora tendo um padro de recepção dirigido para a terra, e adequada para receber energia el eletromagnética na gama de radiofrequência quando o satélite de observação estiver orbitando relativo superfície da terra.O satélite de observação? o também compreende um transmissor configurado para pelo menos um de: (i) retransmitir a energia eletromagnética recebida, (ii) transmitir informação?o representando a energia eletromagnética recebida, e (iii) transmitir informação, o derivada da energia eletromagnética recebida.A invenção também se refere a sistemas e métodos para esse fim.

Description

[Campo de tecnologia]

[001] A presente invenção se refere notavelmente a telecomunicações e a obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra. A invenção pode, por exemplo, ser usada para localizar uma fonte de interferência em terra, embora a invenção não esteja limitada a esta aplicação particular.

[Fundamento]

[002] Comunicações por satélite envolvem notavelmente a transmissão de sinais de uma estação em terra para um satélite e vice-versa. Comunicações por satélite podem ser pretendidas para prover serviços de comunicação entre dois pontos em terra. Isto inclui serviços de ponto a ponto (por exemplo Internet, telefones por satélite) e serviços de ponto para multiponto (radiodifusão) (por exemplo TV). As estações envolvidas em comunicações por satélite podem ser fixas (por exemplo, antena de telhado) ou móveis (por exemplo, veículos, navios, aviões, dispositivos portáteis). Com o aumento do uso de comunicações por satélite e terrestres, o risco de interferências entre comunicações diferentes também aumenta.

[003] No passado, houve numerosos esforços para localizar estações de transmissão interferentes e, mais geralmente, houve numerosos esforços para solucionar emissões de interferência e aliviar interrupções causadas por esse meio (incluindo redução da capacidade utilizável de um sistema de comunicação por satélite).

[004] Uma abordagem conhecida para localizar uma estação de transmissão interferente em terra é usar estações terrestres. Por exemplo, US 5.008.679 se refere a um método de localizar um transmissor de radiofrequência desconhecido usando correlações entre sinais recebidos por satélites diferentes. Porém, executar a geolocalização com base em terra é difícil porque se confia em correlação de sinal entre múltiplos satélites e múltiplas estações terrestres: um processo demorado com muitas oportunidades para propagação de erro dentro do cálculo. Além disso, a habilidade para executar geolocalização com base em terra é dependente de muitos fatores, incluindo a existência de conhecimento extenso de satélites adjacentes, a existência de conhecimento extenso de sinais de referência conhecidos, e a existência de hardware de terra necessário, e como resultado, geolocalização com base em terra é ineficaz em muitos casos.

[005] Outra abordagem conhecida usa helicópteros ou veículos aéreos não tripulados (UAVs) para geolocalização. Porém, esta abordagem é ineficiente em recursos e só oferece análises pontuais.

[006] Devido ao anterior, há uma necessidade para reduzir a quantidade de interferência no contexto de comunicações por satélite ou, quando isto não é possível, adotar técnicas para lidar com tais interferências.

[Sumário]

[007] Para satisfazer ou pelo menos satisfazer parcialmente a necessidade supracitada, aparelhos, sistemas e métodos de acordo com a invenção estão definidos nas reivindicações independentes. Modalidades particulares estão definidas nas reivindicações dependentes, e são explicadas na descrição presente.

[008] Em uma modalidade, um satélite, em seguida chamado "satélite de observação", é usado para obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra. O satélite de observação órbita a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 90° (isto é, 90 graus) e menor que 270° (isto é, 270 graus), uma tal órbita sendo definida como retrógrada à direção da rotação natural da Terra. Adicionalmente, o satélite de observação inclui pelo menos uma antena receptora e um transmissor. A pelo menos uma antena receptora tem um padrão de recepção dirigido para a terra, e é adequada para receber energia eletromagnética na gama de radiofrequência quando o satélite de observação está orbitando relativo à superfície da terra. O transmissor está configurado para pelo menos um de: (i) retransmitir pelo menos parte da energia eletromagnética recebida, (ii) transmitir informação representando pelo menos parte da energia eletromagnética recebida, e (iii) transmitir informação derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida.

[009] Assim, o satélite de observação pode juntar dados que melhoram significativamente a capacidade para entender a composição e origem de energia transmitida no espaço para os propósitos de comunicações por satélite. Dado que a maioria de satélites de comunicação está projetada para comunicações em lugar de funções de junção ou análise de dados, um satélite de observação pode prover radicalmente mais dados, que não podem ser juntados através de satélites de comunicação como eles existem hoje, sobre a natureza de transmissões de enlace ascendente. Detecção de interferência, otimização de sistema, planejamento de espectro e muitas outras aplicações beneficiam grandemente dos dados e entendimento produzido pelo satélite de observação. Em particular, colocando o satélite de observação em uma órbita altamente inclinada (retrógrada), sua velocidade relativa à superfície da terra é mais alta que aquela de um satélite em uma órbita prógrada a uma altitude semelhante e o satélite de observação pode frequentemente revisitar uma dada posição relativa à superfície da Terra e receber transmissões de uma certa área na Terra. Além disso, colocando, em uma modalidade, o satélite de observação a uma altitude semelhante à altitude de satélites para quais transmissões de interesse são geralmente planejadas (em seguida chamados "satélites visados") é vantajoso visto que o satélite de observação pode então observar uma grande área em Terra e observar a maioria dos sinais pretendidos para certos satélites visados.

[0010] O uso do supracitado satélite de observação para entender e controlar assuntos de interferência no contexto de comunicações por satélite resulta de uma mudança de foco. A meta é tentar descobrir quais sinais são emitidos no espaço de fontes em terra. Porém, em lugar de tentar fazer assim de um ponto perto da superfície de terra, o satélite de observação habilita fazer assim de um ponto no espaço e especialmente de um ponto perto da órbita de interesse. Isto assim habilita informação ser juntada sobre os sinais alcançando a órbita de interesse mais efetivamente.

[0011] A inclinação é o ângulo entre o plano equatorial e o plano no qual o satélite orbita a terra. Um satélite com uma inclinação de 0° (isto é, 0 grau) está definido como orbitando no plano equatorial em direção da direção de rotação da terra.

[0012] Como mencionado acima, o transmissor do satélite de observação está configurado por executar uma de três operações (denotadas (i), (ii) e (iii) respectivamente), uma combinação de duas destas três operações (isto é, (i)+(ii), (i)+(iii), ou (ii)+(iii)), ou todas as três operações (isto é, (i)+(ii)+(iii)).

[0013] Isto é, em uma sub-modalidade, o transmissor está configurado para retransmitir pelo menos parte da energia eletromagnética recebida (por exemplo para uma estação terrestre, ou para outro satélite). Consequentemente, a energia eletromagnética recebida, ou uma parte dela, pode ser transmitida sem qualquer processamento pelo próprio satélite de observação. Nesse caso, qualquer processamento da energia eletromagnética recebida, ou uma parte dela (para análise, geolocalização, etc.) pode então ser executado fora do satélite de observação, por exemplo em terra, por uma estação de processamento.

[0014] Alternativamente, ou adicionalmente, em outra sub- modalidade, o transmissor pode estar configurado para transmitir (por exemplo para uma estação terrestre, ou para outro satélite) informação representando pelo menos parte da energia eletromagnética recebida. Isto pode, por exemplo, significar digitalizar e/ou comprimir a energia eletromagnética recebida, ou uma parte dela.

[0015] Alternativamente, ou adicionalmente, em ainda outra sub- modalidade, o transmissor pode estar configurado para transmitir (por exemplo para uma estação terrestre, ou para outro satélite) informação derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida (especialmente em vez da própria energia eletromagnética recebida). A informação pode ser derivada da energia eletromagnética recebida, ou de uma parte dela, por exemplo determinando ou estimando, usando algum equipamento (também chamado "carga útil") dentro do próprio satélite, o local em terra da fonte de energia eletromagnética recebida (tal como a fonte de uma fonte interferente). Derivar informação da energia eletromagnética recebida, ou de uma parte dela, também pode incluir gerar, usando algum equipamento dentro do próprio satélite, informação sobre o espectro de energia, polarização, esquema de modulação, etc., da energia eletromagnética recebida.

[0016] Em outras palavras, o satélite de observação é usado para obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra no senso que o processo de obter de fato a informação sobre a energia eletromagnética recebida pode ser executado dentro ou fora do satélite de observação. Isto é, o satélite de observação pode atuar como uma ferramenta contribuindo ao processo de obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra.

[0017] Em uma modalidade, o satélite de observação é adequado para obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra e alcançar a órbita geoestacionária. Monitorar sinais transmitidos para satélites no arco orbital geoestacionário a uma altitude de aproximadamente 35.800 quilômetros é particularmente interessante desde que a órbita geoestacionária é de importância primordial para numerosas comunicações por satélite.

[0018] Em uma modalidade, o transmissor do satélite de observação está configurado para transmitir, para a terra, pelo menos parte da energia eletromagnética recebida ou a informação representando, ou derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida. Fazer assim habilita uma estação receptora em terra, ou uma estação de processamento se comunicando com tal estação receptora, derivar informação adicional da energia eletromagnética recebida pelo satélite. Por exemplo, o local da fonte de alguma energia eletromagnética recebida pode ser determinado.

[0019] O transmissor, porém, pode não estar configurado para enviar diretamente a energia eletromagnética recebida (ou uma parte dela) ou a informação representando, ou derivada da energia eletromagnética recebida para a terra. Ao invés, outro satélite ou espaçonave pode funcionar como uma estação de retransmissão retransmitindo a transmissão para terra. Tal satélite de retransmissão ou espaçonave pode ser configurada para executar processamento adicional de informação recebida do satélite de observação.

[0020] Em uma modalidade, a informação derivada da energia eletromagnética recebida é obtida processando pelo menos parte da energia eletromagnética recebida dentro do satélite de observação. Em tal caso, equipamento de processamento está integrado com o satélite de observação para fazer assim.

[0021] Em uma modalidade, o processamento inclui pelo menos um de: (a) conversão para baixo selecionável de sinal analógico para frequência intermediária comum; (b) conversão analógica para digital de sinais providos, isto é, levados por pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (c) análise de espectro de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (d) análise de deslocamento de Doppler de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (e) análise de taxa de Doppler de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (f) processamento de direção de chegada ou ângulo de chegada; (g) processamento de diferença de tempo de chegada (TDOA); (h) processamento de diferença de frequência de chegada (FDOA); (i) medições de referência entre dois ou mais elementos de antena; (j) filtragem de dados; e (k) compressão de dados.

[0022] Assim, o satélite de observação pode ser capaz de executar tipos diferentes de processamento na energia eletromagnética recebida.

[0023] Por exemplo, pela conversão analógica para digital, os sinais levados pela energia eletromagnética recebida ficam acessíveis para processamento digital adicional.

[0024] Análise de espectro e processamento de direção de chegada (ou descoberta de direção (DF)) também pode ajudar a identificar a composição e a origem da energia eletromagnética respectivamente. Uma pessoa qualificada saberia executar análise de espectro e processamento de direção de chegada (DOA). Nesse respeito, mais fundamento sobre processamento de DOA pode por exemplo ser achado em Schmidt, R. O., "Multiple emitter location and signal parameter estimation", Transações de IEEE sobre Antenas e Propagação, Vol. 34, no. 3, 276-280, março de 1986; ou em Lipsky, Stephen E., "Microwave passive direction finding", Publicação SciTech, 2003. Numerosas outras referências existem na literatura acadêmica relativas a processamento de direção de chegada.

[0025] Filtragem de dados e compressão de dados poderiam reduzir a quantidade de dados transmitida pelo satélite de observação.

[0026] Em uma modalidade, a pelo menos uma antena receptora do satélite de observação é adequada para receber energia eletromagnética em uma gama de radiofrequência entre 1 GHz e 100 GHz. Obter, e então analisar, a energia eletromagnética na gama de microondas (isto é, entre 1 GHz e 100 GHz) é particularmente vantajoso desde que comunicações por satélite são executadas geralmente nesta gama de forma que interferência no contexto de comunicações por satélite é causada principalmente por energia eletromagnética nesta gama de frequência.

[0027] Em uma sub-modalidade da modalidade mencionada previamente, a pelo menos uma antena receptora do satélite de observação é adequada para receber energia eletromagnética em uma gama de radiofrequência sendo pelo menos uma de: (a) entre 1 e 2 GHz (banda L); (b) entre 2 e 4 GHz (banda S); (c) entre 4 e 8 GHz (banda C); (d) entre 8 e 12 GHz (banda X); (e) entre 12 e 18 GHz (banda Ku); e (f) entre 26,5 e 40 GHz (banda Ka). Estas bandas de frequência exemplares são de interesse particular para comunicações por satélite.

[0028] Em uma modalidade, a pelo menos uma antena receptora do satélite de observação é adequada para receber energia eletromagnética em uma gama de radiofrequência usada por satélites geoestacionários para receber sinais da terra. Em outras palavras, o satélite de observação pode ser usado para obter informação sobre energia eletromagnética emitida da terra para o propósito de comunicações por satélite a qualquer radiofrequência.

[0029] Em uma modalidade, a pelo menos uma antena receptora do satélite de observação é adequada para receber energia eletromagnética tendo pelo menos uma de: uma polarização linear; uma polarização vertical; uma polarização horizontal; uma polarização elíptica; e uma polarização circular. Esta modalidade é vantajosa desde que pode ser útil para obter informação sobre a polarização da energia eletromagnética recebida.

[0030] Em uma modalidade, a pelo menos uma antena receptora do satélite de observação está configurada receber, durante um período orbital, energia eletromagnética de uma área cobrindo mais que metade da superfície da terra.

[0031] Em uma modalidade, a energia eletromagnética recebida inclui mais que só informação pretendida para controlar o próprio satélite de observação. O satélite de observação realmente visa colher informação sobre sinais pretendidos para satélites diferentes de o satélite de observação. O satélite de observação visa colher informação sobre sinais pretendidos aos denominados satélites visados, como mencionado acima.

[0032] Em uma modalidade, a energia eletromagnética recebida inclui energia pretendida para pelo menos um outro satélite. Os sinais para controlar o próprio satélite de observação podem ser transmitidos em uma banda de frequência específica, ou por outros meios como será explicado depois disso. Assim, nesta modalidade, a energia eletromagnética recebida pelo satélite de observação não é um sinal de controle para o satélite de observação.

[0033] Em uma modalidade, o satélite de observação órbita a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 175° (175 graus) e menor que 185° (185 graus). Em uma tal órbita, o satélite de observação se move em órbita particularmente vantajosa para receber energia eletromagnética transmitida na direção da órbita de geoestacionária.

[0034] Em uma modalidade, o satélite de observação orbita a terra em uma órbita tendo um apogeu diferindo por não mais que 4.000 quilômetros da órbita geoestacionária. Nesta órbita, o satélite de observação pode receber energia eletromagnética que corresponde de perto à energia eletromagnética atual alcançando a órbita geoestacionária. Isto, portanto, habilita o satélite de observação obter dados para prover uma boa estimação da energia eletromagnética atual alcançando os satélites geoestacionários.

[0035] Em uma modalidade, o satélite de observação órbita a terra em uma órbita tendo um apogeu estando sendo qualquer um de: entre 31.700 e 34.700 quilômetros sobre o nível de mar médio, e entre 36.700 e 39.700 quilômetros sobre o nível de mar médio. Nesta órbita, o risco de colisão com os próprios satélites geoestacionários e outros objetos de espaço residentes (RSOs), incluindo escombros espaciais, é adicionalmente minimizado, com base no catálogo público atual de objetos em órbita.

[0036] Em uma modalidade, o satélite de observação órbita a terra em uma órbita tendo uma excentricidade sendo menor que 0,05.

[0037] Em uma modalidade, o satélite de observação não é ele mesmo um satélite de comunicação para retransmitir informação de usuário final de um ponto da terra para outro ponto na terra. Consequentemente, nesta modalidade, o satélite de observação opera independentemente de satélites de comunicação existentes. O satélite de observação, como uma entidade independente, também assim provê a capacidade para monitorar espectro entre satélites geoestacionários existentes, em locais orbitais desocupados ao longo do arco. Isto permite a avaliação de ambiente de espectro com antecedência de desdobrar um recurso de satélite a um dado local, que poderia informar planejamento de espectro e decisões de desenvolvimento de frota. Isto mostra que, em algumas modalidades, o satélite de observação pode ser usado além de administração de interferência.

[0038] Em uma modalidade, o transmissor do satélite de observação está configurado para transmitir (ou retransmitir) usando pelo menos um de: (a) transmitir em enlace descendente os dados (isto é, os dados correspondendo aos supracitados casos (i), (ii) ou (iii), ou qualquer combinação disso) por uso de frequências de microondas dedicadas específicas; (b) transmitir em enlace descendente dados utilizando um transmissor capaz de ajustar dinamicamente sua banda de frequência de transmissão; (c) transmissão usando espectro espalhado de baixo nível; (d) pelo menos uma ligação de comunicação óptica; e (e) um método de armazenamento e remessa em que a transmissão (ou retransmissão) está atrasada da recepção do sinal.

[0039] Em uma modalidade, o satélite compreende adicionalmente um receptor conectado a pelo menos uma antena receptora, o receptor tendo agilidade e capacidade de espectro suficientes para ser reconfigurado a frequências diferentes através de uma ampla gama do espectro de radiofrequência. Assim, o satélite pode receber energia eletromagnética em uma ampla gama de frequência ao invés de satélites existentes.

[0040] A invenção também se refere a um satélite para obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra. O satélite orbita a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 90° (isto é, 90 graus) e menor que 270° (isto é, 270 graus). O satélite inclui meio para receber, enquanto o satélite está orbitando relativo à superfície da terra, energia eletromagnética na gama de radiofrequência, de uma fonte, ou de fontes, na terra usando pelo menos uma antena receptora tendo um padrão de recepção dirigido para a terra. O satélite também inclui meio de transmissão para pelo menos um de: (i) retransmitir pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (ii) transmitir informação representando pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; e (iii) transmitir informação derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida.

[0041] Em uma modalidade, uma pluralidade de satélites como descrito acima é usada junto a fim de obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra.

[0042] A invenção também se refere a um método para operar um satélite, ou uma pluralidade de satélites, como descrito acima.

[0043] A invenção também se refere a um sistema incluindo pelo menos um satélite de observação de acordo com qualquer uma das modalidades precedentes, pelo menos uma estação terrestre configurada para obter, do pelo menos um satélite de observação, a energia eletromagnética recebida ou a informação representando, ou derivada da energia eletromagnética recebida, e pelo menos uma estação de processamento. A pelo menos uma estação de processamento está configurada para estimar, da energia eletromagnética recebida ou a informação representando, ou derivada da energia eletromagnética recebida obtida por pelo menos uma estação terrestre, pelo menos um de: (a) a composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (b) um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (c) um nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita geoestacionária; e (d) pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente.

[0044] No sistema descrito acima, a estação de processamento está localizada em terra. A invenção, porém, não está limitada a tal configuração. Como explicado acima, o processamento também pode por exemplo ser executado completamente ou parcialmente no satélite de observação ou em outro satélite.

[0045] Quando mais de um satélite de observação é empregado, a quantidade de energia eletromagnética recebida pode ser aumentada. Além disso, o tempo de resposta, isto é, o tempo de pedir uma ação do sistema para a resposta correspondente, pode ser reduzido.

[0046] A invenção também se refere a um método incluindo: obter, por pelo menos a estação terrestre, um sinal se originando de um satélite (aqui chamado "satélite de observação", como mencionado acima) orbitando a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 90° (90 graus) e menor que 270° (270 graus). O sinal carrega pelo menos uma de: (i) energia eletromagnética recebida pelo satélite de observação, (ii) informação representando energia eletromagnética recebida pelo satélite de observação, e (iii) informação derivada de energia eletromagnética recebida pelo satélite de observação. O método também inclui: estimar, por pelo menos uma estação de processamento, de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida ou a informação representando, ou derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida obtida por pelo menos a estação terrestre, pelo menos uma de: (a) a composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (b) um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (c) um nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita geoestacionária; e (d) pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente .

[0047] No contexto do método descrito acima, a estação de processamento está localizada em terra. Como já mencionado acima, porém, a invenção não está limitada a tal configuração. O processamento também pode por exemplo ser executado completamente ou parcialmente no satélite de observação ou em outro satélite.

[0048] Em uma modalidade, estimar o local inclui estimar uma longitude e latitude. De uma tal maneira, o local da origem (isto é, fonte) da energia eletromagnética pode ser determinado. Determinação da fonte da energia eletromagnética pode então habilitar a remoção da interferência por exemplo por um operador de satélite contatando o operador de uma estação transmissora para parar transmissão ou por operador de uma estação transmissora efetuando consertos necessários de mau funcionamento ou equipamento desalinhado.

[0049] Em uma modalidade, estimar um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida inclui estimar o local de uma fonte de interferência.

[0050] Em uma modalidade, estimar pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente inclui estimar um padrão de enlace ascendente de pelo menos um de uma antena em terra e um grupo de antenas em terra.

[0051] A invenção também se refere a um método para operar um satélite de observação, ao uso de um satélite de observação para os propósitos supracitados (isto é, para estimar: (a) a composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (b) um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (c) um nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita geoestacionária; e (d) pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente ).

[Breve Descrição dos desenhos]

[0052] Modalidades da presente invenção serão descritas agora, junto com as Figuras anexas, em que:

[0053] Figura 1 ilustra esquematicamente um cenário exemplar no qual um satélite experimenta interferência;

[0054] Figura 2 ilustra esquematicamente outro cenário exemplar no qual um satélite experimenta interferência;

[0055] Figura 3 ilustra esquematicamente um cenário exemplar no qual operação de um satélite está transtornada por uma estação terrestre captando uma transmissão terrestre;

[0056] Figura 4 ilustra esquematicamente um satélite de observação em uma órbita retrógrada e outro satélite, em uma modalidade da invenção;

[0057] Figura 5 ilustra esquematicamente um satélite de observação em uma órbita retrógrada e outro satélite, em uma modalidade da invenção;

[0058] Figura 6 ilustra esquematicamente um satélite altamente inclinado, isto é, em uma órbita retrógrada, em uma modalidade da invenção;

[0059] Figura 7 ilustra esquematicamente a composição de um satélite de observação em uma modalidade da invenção;

[0060] Figura 8 ilustra esquematicamente a composição de uma carga útil de satélite de observação em uma modalidade da invenção;

[0061] Figura 9 ilustra esquematicamente uma composição de uma estação de processamento em uma modalidade da invenção;

[0062] Figura 10 ilustra esquematicamente uma transmissão de um satélite por uma retransmissão;

[0063] Figura 11 ilustra esquematicamente um método em uma modalidade da invenção; e

[0064] Figura 12 ilustra esquematicamente um método em uma modalidade da invenção.

[Descrição detalhada]

[0065] A presente invenção será descrita agora junto com modalidades específicas. As modalidades específicas servem para prover a pessoa qualificada com uma compreensão melhor, mas não são pretendidas restringir de qualquer forma a extensão da invenção, que está definida por reivindicações anexas. Em particular, as modalidades descritas independentemente ao longo da descrição podem ser combinadas para formar modalidades adicionais à extensão que elas não são mutuamente exclusivas.

[0066] Figura 1 ilustra esquematicamente um satélite 30 orbitando a terra em uma órbita geoestacionária (rotulada "órbita GEO" na Figura 1), a fim de entender problemas que algumas modalidades da invenção tratam.

[0067] Satélite 30 recebe um sinal de enlace ascendente (rotulado "Enlace ascendente " na Figura 1) de uma estação terrestre 60 (por exemplo, voz ou dados a serem retransmitidos para outro ponto em terra). Adicionalmente, outra estação terrestre 50 transmite energia eletromagnética (rotulada "portadora interferente" na Figura 1) para o local de satélite 30 devido a, por exemplo, uma antena de satélite mal dirigida (isto é, antena mal apontada) ou porque o padrão de radiação da antena da estação de terrestre 50 não é diretivo bastante (por exemplo, porque seu lóbulo principal é largo demais, porque um lóbulo lateral está incidentemente na direção de satélite 30, ou porque a potência de transmissão é alta demais). A energia eletromagnética transmitida de estação terrestre 50 pode ser pretendida para um satélite adjacente, mas parcialmente alcança o satélite 30. A energia eletromagnética transmitida de estação terrestre 50 aparece como interferência para satélite geoestacionário 30. A interferência pode perturbar a operação normal do satélite 30, por exemplo reduzindo a capacidade utilizável da ligação de satélite, por exemplo em termos de processamento de dados, largura de banda utilizável, potência utilizável em um dado transpondor, estabilidade de patamar de ruído, etc.

[0068] Na Figura 1, a distância entre a órbita do satélite 30 (ilustrada pela linha tracejada) e a curvatura da superfície de terra (ilustrada pela linha simples) é esquemática e não em escala. Igualmente, as estações terrestres descritas e o satélite não estão em escala tampouco. Estas observações se aplicam igualmente às Figuras 2, 3, 4, 5, 6 e 10.

[0069] Figura 2 ilustra esquematicamente outro cenário no qual o satélite 30 experimenta interferência, a fim de entender problemas que algumas modalidades da invenção tratam.

[0070] Neste caso, uma estação terrestre 60 transmite um sinal de enlace ascendente para um satélite 31 viajando em uma órbita mais baixa que satélite 30. Por exemplo, o satélite 31 está em uma baixa órbita de terra (LEO) ou uma órbita de terra média (MEO) e satélite 30 está em uma órbita geoestacionária. Embora o sinal de enlace ascendente não seja planejado para satélite 30, a energia eletromagnética levando os sinais de enlace ascendente alcançam o satélite 30 desde que, pelo menos em um certo ponto em tempo, os satélites 30, 31 estão na mesma linha de visão vista de estações terrestres 60. Portanto, o satélite 30 pode experimentar uma interferência. O mesmo problema pode ocorrer quando o satélite 31 está viajando em uma órbita mais alta comparada a satélite 30. Uma tal situação é por exemplo discutida em Thomas J. Lang, "Conjunction/Interference between LEO e GEO Comsats", Procedimentos da Conferência de Especialistas de Astrodinâmica AAS/AIAA mantida em Sun Valley, Idaho, 4-7 de agosto de 1997, AAS Paper 97-668.

[0071] Figura 3 ilustra esquematicamente outro cenário no qual operação de um satélite pode ser perturbada, a fim de adicionalmente entender problemas que algumas modalidades da invenção tratam.

[0072] Uma estação base 61, por exemplo usada em um sistema de comunicação móvel, radiodifunde um sinal para dispositivos móveis ou outras estações base. Esta transmissão é capturada incidentalmente por uma estação terrestre 60. Em outras palavras, a estação terrestre 60 inclui involuntariamente a transmissão em um enlace ascendente enviada para satélite 30. Consequentemente, o satélite 30 recebe energia eletromagnética que não só inclui um sinal de enlace ascendente para satélite 30, mas também uma parte não pretendida para satélite 30.

[0073] A ocorrência deste tipo de fenômeno de interferência foi reconhecida por análise de espectrograma. Realmente, foi mostrado no passado que, por exemplo, uma re-difusão de GSM pode ocorrer como comprovado por uma análise de espectrograma mostrando claramente as salvas de correção de temporização. Em GSM realmente, uma salva de temporização é enviada depois de todo décimo quadro. Desde que cada quadro de GSM é 4,615 ms, a salva de temporização foi vista todo 46,15 ms. Esta situação pode ocorrer em algumas circunstâncias por exemplo se uma torre celular de comunicação móvel (estação base) estiver perto de uma antena de enlace ascendente de VSAT (tal como algumas centenas de metros entre si). A antena de enlace ascendente de VSAT é então suscetível de capturar e retransmitir sinais da torre celular de comunicação móvel para a órbita geoestacionária.

[0074] Agora que alguns cenários de interferência exemplares foram explicados com referência às Figuras 1 a 3, modalidades da invenção serão descritas em mais detalhe.

[0075] Em uma modalidade, um satélite de observação 10 é usado para obter informação sobre a energia eletromagnética alcançando um satélite 30 (que é por exemplo um satélite geoestacionário) ou, mais geralmente, alcançando uma órbita ou grupo de órbitas. Nesse respeito, Figura 4 ilustra esquematicamente um satélite de observação 10 em uma órbita retrógrada (embora vários satélites de observação 10 também possam ser usados), uma estação terrestre 20 recebendo transmissões de e transmitindo sinais de controle para satélite de observação 10, uma estação de processamento 40 processando as transmissões recebidas, um satélite 30 em uma órbita geoestacionária, uma estação de transmissão 60 transmitindo um sinal de enlace ascendente para satélite 30 e uma estação de transmissão 50 transmitindo incidentalmente energia eletromagnética para satélite 30. No exemplo mostrado na Figura 4, é assumido que o satélite 30 está em uma órbita geoestacionária, embora a invenção não esteja limitada a este cenário.

[0076] Satélite de observação 10, que orbita a terra em uma órbita retrógrada, pode receber as transmissões de estações terrestres 50, 60. Adicionalmente, o satélite de observação 10 envia informação sobre a energia eletromagnética recebida para uma estação terrestre 20. A informação é então usada em uma estação de processamento 40 para processar, por exemplo derivar vários tipos de informação. Por exemplo, a estação de processamento 40 pode determinar o local de estação terrestre interferente 50 para poder ajustar a antena de satélite de estação terrestre 50 ou poder adaptar potência o padrão de recepção da antena de satélite 30 para evitar receber os sinais indesejáveis de estação terrestre 50 (por exemplo, gerando um nulo na direção de terrestre estação interferente 50).

[0077] Figura 5 ilustra esquematicamente uma configuração na qual o satélite de observação 10 orbita a uma altitude maior do que a órbita geoestacionária, em lugar de mais baixa que a órbita geoestacionária. Além disso, a configuração ilustrada por Figura 5 é semelhante a ilustrada por Figura 4.

[0078] As vantagens de usar uma órbita retrógrada para satélite de observação 10 serão explicadas agora em mais detalhe.

Órbita retrógrada

[0079] Para alcançar valor máximo de um satélite com capacidades de sensoriamento de espectro (isto é, um satélite de observação), algumas modalidades da presente invenção estendem cobertura de sensoriamento para tantos satélites quanto possível. Tipicamente, o movimento de um satélite relativo a outros satélites em uma dada órbita requer gastar combustível, resultando em um período de vida encurtado, custo de espaçonave aumentado, ou que a velocidade de deriva relativa seja lenta. Teoricamente, alguém pode orbitar muito rapidamente relativo a outros satélites à altitude apropriada se o satélite fosse gastar combustível continuamente. Porém, isto não é prático e provavelmente nem mesmo possível com a tecnologia atual. Portanto, a possível taxa de deriva, enquanto também mantendo a altitude de ponto de vista vantajosa, estaria a uma tal taxa lenta a limitar extremamente o valor do sistema. Enquanto uma taxa de deriva lenta pode se adequar às necessidades de valor agregado mais estratégicas, desde que desenvolvimento de frota e desenvolvimento de espectro operam em escalas de tempo longas, uma taxa de deriva lenta também impede isto como uma plataforma de monitoração operacional satisfatória para responsabilidade para transmissões de comunicações ativas desde que poderia levar meses para re-desdobrar o recurso ao local orbital precisado. Por esta razão, e para maximizar o número de satélites servidos, a solução proposta é para o satélite de observação 10 operar em uma órbita retrógrada alternativa a altitude quase geosíncrona, orbitando a Terra contra a rotação natural sobre seu eixo. Uma órbita retrógrada é aqui compreendida como sendo uma órbita tendo uma inclinação maior que 90° e menor que 270°.

[0080] O uso de satélites orbitando em uma órbita retrógrada é conhecido, mas para outras aplicações e configurações. Por exemplo, US 2008/0081556 A1 se refere a colocar um satélite em uma órbita retrógrada para observar e inspecionar satélites.

[0081] Preferivelmente, a inclinação da órbita retrógrada está entre 175° e 185° tal que o satélite de observação 10 se mova perto do plano equatorial. Uma ilustração esquemática adicional de uma órbita retrógrada é mostrada na Figura 6. Esta órbita tem a vantagem de movimento contínuo e natural relativo para satélites geosíncronos 30, e provê uma frequência razoável de sobrevoo para cada espaçonave geosíncrona de interesse. A órbita retrógrada permite medição na altitude apropriada sem a necessidade por gastar combustível significante. Mais especificamente, a órbita retrógrada habilita a taxa revisita desejada e ponto de vista como movimento natural tal que o único combustível necessário é aquele que é exigido para alcançar e manter a órbita para a vida do satélite (semelhante a todos os outros satélites). A altitude é preferivelmente semelhante a satélites geoestacionários 30, mais ou menos até vários milhares de quilômetros a fim de prover uma proteção de segurança para conjunção com outros satélites àquela altitude. A altitude é significante para as operações de sensoriamento do satélite de observação 10 porque estando a uma altitude semelhante permite ao satélite de observação 10 monitorar as mesmas transmissões - ou quase as mesmas transmissões - que os satélites geoestacionários 30 recebem. Se a altitude da espaçonave fosse alta demais ou baixa demais, perderia potencialmente alguns sinais de transmissão (de antenas com baixos ângulos de elevação em terra) e receberia potencialmente energia de microondas não desejada.

[0082] No caso que a altitude do satélite de observação 10 é aproximadamente igual a de satélites geoestacionários 30, isto é, o satélite de observação 10 por exemplo orbita a terra em uma órbita tendo uma altitude diferindo por não mais que 4.000 quilômetros da órbita geoestacionária, o período orbital permanece aproximadamente uma rotação de satélite cada vinte e quatro horas. Porém, desde que a rotação da terra e a órbita do satélite geoestacionário seriam iguais em magnitude, mas opostas em direção, o satélite de observação 10 passa cada satélite geoestacionário 30 aproximadamente duas vezes por vinte e quatro horas. A órbita também pode ser descrita como um tipo geosíncrono prógrado com uma inclinação de 180 graus. A frequência rápida de chegada a cada satélite geoestacionário 30 e cobertura extensa pelo arco inteiro assim faz um único satélite de observação 10, com suas capacidades de sensoriamento de microondas, capaz de servir uma frota inteira.

[0083] Desde que uma órbita retrógrada não é útil em um senso de comunicações por satélite geosíncrono tradicional, poucos lançamentos retrógrados foram executados. Energia adicional é exigida para lançar um satélite retrógrado da superfície da Terra desde que alguém tem que inverter o impulso provido pela rotação natural da Terra para alcançar uma órbita na direção oposta.

[0084] A abordagem de lançamento mais direta é lançar para o oeste da superfície da Terra, respondendo por impulso adicional para alcançar o delta v necessário na direção retrógrada. Porém, desde que a maioria dos lançamentos é prógrado, locais de lançamento estão localizados para condições de lançamento favoráveis para leste (um corpo grande de água diretamente para o leste). Uma abordagem adicional é um lançamento para o leste mais tradicional em uma órbita de transferência super-síncrona e utiliza propulsão a bordo da espaçonave para aumentar a inclinação a 180 graus com o passar do tempo. Tais lançamentos, porém, não deveriam ser considerados como o único meio para alcançar uma tal órbita.

[0085] Outra abordagem de lançamento é usar a lua para executar um "swing-by" lunar e direção 'inversa' relativa à rotação da Terra, como discutido por exemplo em Aravind, R., et al., "Mission to Retrograde Geo- equatorial Orbit (RGEO) using lunar swing-by", Conferência Aeroespacial IEEE 2012 (3-10 de março de 2012), p. 1-8.

Composição de satélite

[0086] Figura 7 ilustra esquematicamente a composição de um satélite de observação 10 em uma modalidade da invenção. O satélite de observação 10 e seu equipamento podem ser construídos em cima de um ônibus espacial existente, incluindo os subsistemas de energia, propulsão, controle, térmico e outros. A carga útil especializada (isto é, equipamento) poderia incluir os componentes de subsistema principais seguintes: arranjos só de recepção 11 e componentes de controle 12 (unidade de controle) necessários para habilitar geolocalização com base no espaço, processamento de espectro e hardware de análise, um subsistema de comunicações 13 (rotulado "COM" na Figura 7) para receber comandos dos dados processados terrestres e de carregamento (armazenando temporariamente dados para transmissão, se necessário) e telemetria, e um sistema de propulsão 14. O subsistema de propulsão é descrito especificamente devido à significação deste subsistema em alcançar a órbita prescrita, dependendo do método de lançamento. Porém, o satélite de observação 10 pode não conter todos os subsistemas supracitados e poderia conter subsistemas adicionais em outras modalidades.

[0087] A antena 11 tem um padrão de recepção dirigido para a terra e é adequada para receber energia eletromagnética na gama de radiofrequência. A transmissão eletromagnética recebida pode incluir um sinal transmitido intencionalmente e/ou transmissões como ruído. Preferivelmente, a antena 11 é adequada para receber transmissões em uma gama usada por satélites de comunicação, por exemplo banda L (1 a 2 GHz), banda S (2 a 4 GHz), banda C (4 a 8 GHz), banda X (8 a 12 GHz), banda Ku (12 a 18 GHz), e banda Ka (26,5 a 40 GHz). A antena 11 pode ser adequada para receber energia eletromagnética com qualquer tipo de polarização (por exemplo, linear, vertical, horizontal, elíptica e circular) ou só alguns tipos de polarização. Além disso, o padrão de recepção é dirigido para a terra quando o satélite de observação 10 está posicionado corretamente, isto é, o satélite de observação 10 orbita estavelmente a Terra.

[0088] Além disso, a unidade de controle 12 pode obter informação sobre o esquema de modulação da energia eletromagnética recebida (por exemplo, codificação por deslocamento de fase, modulação de amplitude em quadratura, acesso múltiplo por divisão de tempo, acesso múltiplo por divisão de código, acesso múltiplo por divisão de frequência).

[0089] Para comunicações entre o satélite de observação 10 e a terra, incluindo a portadora de comando, telemetria e ligação de carregamento de dados, uma das técnicas abaixo por exemplo pode ser usada: (a) Transmitir em enlace descendente os dados por uso de frequências de microonda dedicadas específicas. Tipicamente, as frequências de enlace descendente de dados são diferentes daquelas normalmente usadas por satélites de comunicação 30 sendo analisados a fim de evitar causar interferência. (b) Transmitir em enlace descendente dados que utilizando um transmissor de RF capaz de ajustar dinamicamente sua banda de frequência de transmissão para evitar interferência a satélites próximos quando o satélite de observação 10 se move. Isto poderia ser uma sequência pré-programada ou autônoma. (c) Transmissão usando espectro espalhado de baixo nível. Utilizar espectro que já está (ou não está) em uso e transmitir um sinal de nível muito baixo. A taxa de dados é reduzida grandemente por MHz, mas resulta em uma relação negativa de portadora para ruído (C/N) e assim tem efeito mínimo sobre qualquer tráfego sendo transmitido às mesmas frequências. (d) Um canal óptico. Neste caso, mais de uma estação terrestre 20 pode ser precisada para assegurar comunicação de enlace descendente estável desde que nuvens e outros fenômenos climáticos podem interromper a ligação óptica. (e) Um método de armazenamento e remessa, usando quaisquer dos métodos anteriores, mas armazenando dados depois de outras partes da órbita e transmitir em enlace descendente mais tarde em uma parte diferente da órbita (por exemplo, em um lugar com menos gamas de frequência já em uso e processamento de dados alto poderia ser alcançado).

[0090] Relativo à comunicação de enlace descendente do satélite de observação 10, qualquer método anterior pode ser usado por: (1) Transmissão de área 'ampla', cobrindo uma parte ou a terra inteira do ponto de vista do satélite. (2) Antenas de rastreamento de feixe pequeno a bordo que rastreiam várias estações terrestres, assim maximizando potência/processamento, como também agilizando coordenação e aprimorando segurança de dados. (3) Uma ligação de transmissão para outro satélite atuando como uma retransmissão de dados.

[0091] A terceira alternativa é ilustrada esquematicamente na Figura 10. Satélite de observação 10 usa um satélite de retransmissão 31 para enviar uma transmissão de enlace descendente para estação terrestre 20. Mais especificamente, o satélite de observação 10 transmite para o satélite 31. O satélite de retransmissão 31 então retransmite a transmissão para a estação terrestre 20, possivelmente depois de algum processamento.

[0092] Figura 8 ilustra esquematicamente a composição de um satélite de observação 10 em uma modalidade da presente invenção. Nesta modalidade, o satélite de observação 10 recebe energia eletromagnética nas bandas C e Ku usando uma antena de arranjo faseado 11. A energia eletromagnética recebida é então convertida a uma frequência comum adequada para o processador de sinal digital. Um conversor A/D 121 digitaliza o sinal analógico. Processamento de Fourier Rápido é executado no sinal do conversor A/D 121 em uma unidade de FFT 122. Uma unidade de processamento 123 pode adicionalmente processar a saída da unidade de FFT 122 antes que seja armazenada em uma buffer 131. Os dados armazenados na buffer são transmitidos para uma estação terrestre 20 por uma antena de enlace descendente 132.

[0093] A invenção, porém, não está limitada à implementação exemplar ilustrada por Figura 8. Figura 8 ilustra uma implementação simples e só serve para exemplificar uma configuração de hardware funcional para uma abordagem. Muitas outras possíveis implementações podem ser usadas.

Geolocalização com base no espaço

[0094] Geolocalização com base no espaço significa determinar um local na superfície da terra por meio de um objeto no espaço. Para fazer assim, muitas possíveis técnicas de descoberta de direção (DF) são possíveis. Uma possível implementação mecânica pode, por exemplo, envolver girar a espaçonave até que o sinal de transmissão esteja a seu mais forte, de forma que a orientação da espaçonave seja paralela ao vetor de sinal transmitido. Abordagens mais sofisticadas têm mais etapas eletrônicas e/ou mecânicas complexas. Algumas abordagens adicionais são descritas abaixo.

[0095] Do ponto de vista natural no espaço, o satélite de observação 10 pode observar e monitorar quase todas as transmissões de enlace ascendente para satélites geoestacionários e juntar informação pertinente relativa à diretividade de sinais de enlace ascendente. A diretividade de sinais de enlace ascendente entrantes a um satélite geoestacionário é tipicamente difícil de averiguar da terra depois que o sinal foi recebido e retransmitido por um satélite de comunicação.

[0096] Em órbita, a determinação de locais de enlace ascendente pode ser alcançada de uma maneira mais direta comparada à geolocalização com base em terra solucionando diretamente o ângulo incidente da transmissão para a espaçonave e, dada a atitude e posição de espaçonave, assim o local na superfície da terra. Esta abordagem tem vantagens significantes à abordagem com base em terra porque não está sujeita à limitação de se confiar em fontes externas de dados e é um método de determinação mais robusto desde que mede energia de enlace ascendente diretamente, em lugar de se confiar em frequência e deslocamento temporal de Doppler dos sinais de enlace descendente de satélites adjacentes. Esta capacidade de geolocalização com base no espaço permite a localização de locais de enlace ascendente não autorizados transmitindo para uma espaçonave e causar interferência a tráfego contraído e contaminando capacidade de espaçonave.

[0097] Executar geolocalização com base no espaço pode ser executado com uma multidão de técnicas e soluções de hardware. Quatro classificações de técnica principais podem ser consideradas por exemplo, isto é: (T1) Descoberta de direção (DF) utilizando 'anulação' de fontes de enlace ascendente por meio de um padrão de antena flexível ou dirigível, (T2) Análise de Frequência de Chegada (FoA) ou de Doppler examinando o ofsete de frequência ou mudança em frequência de um sinal incidente, (T3) Análise de Ângulo de Chegada (AoA) comparando o sinal recebido (fase, amplitude, etc.) entre dois ou mais elementos de antena, e (T4) Estimação espectral por correlação de incidir sinais por elementos em um arranjo de multi-elementos.

[0098] (T1) Técnicas de DF geralmente utilizam as características de ganho de uma antena para determinar um portador ao sinal incidente. Por variação do ganho de uma antena em uma dada direção, tanto por movimento mecânico ou meio elétrico, as características de um sinal transmitido como recebido pela antena também podem variar, assim provendo alguma compreensão da natureza da fonte do sinal transmitido. Variação de ganho em uma dada direção poderia ser realizada por exemplo, por um movimento relativo da antena com respeito à fonte de um sinal transmitido por meio de um 'gimble' ou movimento natural, ou por uma variação dinâmica do padrão de ganho de uma antena por meio de um arranjo de antena eletronicamente dirigível. Técnicas de DF estão maduras e muitas implementações de hardware foram criadas para aplicar estas técnicas para várias aplicações.

[0099] Em um exemplo, técnicas de DF poderiam ser aplicadas para geolocalização com base no espaço de transmissões de enlace ascendente equipando um satélite de observação 10 com uma antena ou antenas com uma característica de declive de ganho alto e que cobrem uma porção da superfície da terra quando vista pelo satélite de observação 10. A qualquer dado ponto em órbita, os padrões de antena do satélite de observação 10 poderiam ser movidos mecanicamente ou fisicamente ao redor da superfície da terra para 'buscar' a portadora interferente. Este movimento poderia ser controlado deliberadamente ou poderia processar em um padrão repetente para prover cobertura da terra inteira. Monitoração contínua dos níveis de sinal em comparação a um nível de referência como os deslocamentos de padrão provê medições exatas como a pegada aproximada e movida longe do sinal visado. Com conhecimento suficiente dos próprios padrões de antena, o movimento de padrões de antena e a atitude de espaçonave, o vetor para a fonte de sinal interferente pode ser determinado e a origem na superfície da terra computada. Desde que esta técnica se confia em medição de energia direta (em lugar de medição da falta de energia enquanto o transmissor entrando ou deixando um padrão 'nulo'), um tal sistema seria robusto e aplicado a uma ampla gama de sinais de enlace ascendente.

[00100] Entre as soluções de hardware mais flexíveis, está usar arranjos de antena faseados ativos para guiar eletronicamente o padrão de pegada na superfície da terra. Isto tem a vantagem de não mover mecanicamente partes, e ser adaptável para executar vários tipos de funções de pesquisa (padrão repetente, busca dedicada, etc.). Outros tipos de implementações de hardware para a terceira técnica proposta como descrito acima incluem antenas de feixe de ponto pequeno ou grupos de antena que são movidos mecanicamente ou girados a bordo da espaçonave, ou antenas fixas ou antena cresce em cachos com nutação de espaçonave em rolo, lance, guinada ou um pouco de combinação disso.

[00101] (T2) Frequência de Chegada ou análises de Doppler também poderia ser empregada para executar geolocalização com base no espaço. Devido a movimento relativo entre o satélite de observação 10 e uma estação transmissora 50, a frequência do sinal recebido a uma antena no satélite de observação 10 pode estar deslocada à verdadeira frequência como transmitida por estação transmissora 50. Além disso, por causa da geometria orbital a taxa de mudança do ofsete induzido por Doppler também pode estar mudando. Comparando o ofsete de frequência a uma referência conhecida, ou comparando o ofsete de frequência entre dois elementos a bordo da espaçonave, ou analisando a taxa de mudança do ofsete de frequência como medida pelo satélite de observação, uma compreensão dos possíveis locais se originando na superfície da terra pode ser derivada. O ofsete de frequência pode ser particularmente significante para observar devido à velocidade relativa alta do satélite de observação 10 em uma órbita retrógrada.

[00102] Para executar esta metodologia, o satélite de observação 10 requereria pelo menos uma antena receptora, mas pode ter mais que uma. Desde que esta abordagem se confia grandemente em análise de frequência do sinal transmitido, há poucas exigências dos padrões de antena a bordo, ganho e habilidade de orientação. Além disso, vale notar que esta técnica para geolocalização com base no espaço é dependente de uma frequência de transmissão estável ou variações conhecidas em frequência de transmissão tal que variações na verdadeira frequência não sejam percebidas como variações de Doppler devido a movimento relativo.

[00103] (T3) Geolocalização com base no espaço por análise de ângulo de chegada poderia utilizar uma pluralidade de antenas a bordo da espaçonave com padrões de antena sobrepostos na superfície da terra. Medições de referência entre dois elementos de antena, como um exemplo simples, podem ser um modo para ganhar informação básica sobre o ângulo de chegada de um sinal. Considere duas antenas, com sobreposição, mas não padrões de recepção idênticos, tal que o mesmo sinal recebido pelas duas antenas seja recebido diferentemente e a um nível de potência diferente. Por conhecimento das características de recepção de ambos os elementos de antena, uma compreensão bruta da possível direção de chegada pode ser determinada porque só uma porção pequena de possíveis vetores de direção resultaria nos sinais observados para ambas as antenas. Este processo pode ser refinado e melhorado com número mais complexo e maior de antenas a um grau utilizável.

[00104] Medindo amplitude e/ou (mais comumente) fase de um dado sinal por um ou mais de elementos e comparando o diferencial em relação um ao outro ou a uma medição de referência, uma compreensão do ângulo incidente da fonte sobre a antena pode ser determinada e a origem das fontes de transmissão pode ser derivada. Neste caso, ganho alto, declive alto e desempenho de balanço pobre das funções de antena são vantajosos em alcançar uma resolução alta e a precisão de medição. A técnica é relativamente simples para implementar e pode prover medições robustas para uma ampla gama de tipos de sinal de enlace ascendente.

[00105] (T4) Técnicas de estimação espectrais se confiam em medição de fontes de sinal incidindo em um satélite de observação 10 por múltiplos elementos em um arranjo. Como resultado, direção de estimação espectral de técnicas de chegada requer múltiplos elementos de antena configurados em um arranjo sofisticado a bordo de um satélite de observação 10 e apontando para a terra, tal que os padrões de ganho de antena sobreponham e os elementos estejam espaçados apropriadamente de acordo com o sinal planejado de interesse.

[00106] Medições da amplitude e fase de sinais incidentes a uma dada frequência para cada elemento podem ser correlatadas para produzir uma estimativa da composição dos sinais incidentes, isto é o ângulo de incidência no arranjo. Muitas medições podem ser levadas sequencialmente para melhorar estatisticamente a caracterização de um sinal por cálculo de média. Processamento matematicamente intensivo pode adicionalmente melhorar desempenho pelo uso de métodos de sub-espaço, tal como Classificação de Sinal Múltiplo (MUSIC). Embora caro computacionalmente e requerendo um arranjo de antena suficientemente grande, algumas abordagens de correlação podem prover estimativas de alta fidelidade da direção de chegada de uma pluralidade de sinais incidentes simultaneamente. Conhecimento suficiente do arranjo de antena e orientação e posição do satélite de observação 10, geolocalização com base no espaço pode ser executada como a origem de cada sinal incidente na superfície da Terra pode ser derivada.

[00107] A solução ótima pode na realidade incorporar múltiplas das técnicas anteriores e realmente algumas técnicas podem ser compatíveis para executar as análises usando o mesmo hardware de espaçonave. Síntese da saída de múltiplas técnicas como também síntese de análises sequenciais quando o satélite de observação 10 se move e o ângulo incidente de um dado sinal muda podem produzir desempenho superior.

[00108] Com a exceção de algumas medições de ofsete de Doppler em técnica (T2 ou T3), vale notar que a geolocalização com base no espaço não é dependente do movimento retrógrado (velocidade relativa alta) da espaçonave; mas ao invés que o movimento retrógrado habilita tempo de resposta relativamente rápido e cobertura para executar geolocalização com base no espaço para cada satélite orbitando em uma direção prógrada a uma dada altitude.

[00109] Em uma modalidade, que estende em um senso o conceito de cooperação entre uma pluralidade de satélites como ilustrado na Figura 10, uma espaçonave fracionada ou espaçonave múltipla trabalhando em tandem são usadas. Por exemplo, em uma modalidade, um sistema envolvendo uma pluralidade de satélites de observação é usado. Isto pode habilitar o uso de espaçonave menor cada uma tendo pelo menos um elemento de antena tomando medições simultaneamente a alguma distância, e comunicando esses sinais então para a espaçonave maior. A espaçonave também pode ser dimensionada identicamente. Pode ser vantajoso executar geolocalização com base no espaço para ter antenas que estão espaçadas muito longe separadamente (isto é, interferometria de abertura sintética) e elas não precisam estar na mesma espaçonave.

Geolocalização com base em terra com um satélite de observação

[00110] Em uma modalidade, processamento de diferença de tempo terrestre de chegada (TDOA) com base em terra tradicional ou processamento de diferença de frequência de chegada (FDOA) é usado como uma técnica de geolocalização envolvendo o satélite ou satélites de observação. Isto é, o satélite de observação atua como um satélite secundário ao satélite visado para medições de TDOA-FDOA ou dois satélites de observação em proximidade podem ser usados para executar análise de TDOA-FDOA com base em terra dos sinais. Isto envolve transmitir os dados correspondendo aos supracitados casos (i), (ii) ou (iii), ou qualquer combinação disso (isto é, como discutido acima, pelo menos parte da energia eletromagnética recebida ou a informação representando, ou derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida) para a terra dos satélites de observação.

[00111] Esta técnica é idêntica às técnicas de geolocalização com bases em terra existentes, exceto que a técnica envolve um ou mais satélites de observação em órbitas retrógradas que são planejados especificamente para ajudar em análise de sinal e determinação da origem de sinais de enlace ascendente. Nesse senso, a técnica poderia ser chamada também "geolocalização com base no espaço, com base em terra".

Composição de sistema

[00112] Além de satélite de observação 10, um sistema em uma modalidade da invenção pode incluir infraestrutura com base em terra e comunicações para retransmitir dados processados à terra. Várias estações terrestres 20 ao redor da terra com antenas de rastreamento executariam funções de telemetria, rastreamento e comunicação (TT&C) como também receberiam dados transmitidos de satélite de observação 10. Tempo de horizonte para horizonte para satélite de observação 10 a uma altitude perto da órbita de geoestacionária é aproximadamente quatro horas, que está dentro de uma velocidade razoável para sistemas de antena existentes. Pelo menos três ou quatro estações terrestres 20 são exigidas para manter comunicação constante com o satélite de observação 10. Além de comando e controle de espaçonave tradicional, estações terrestres 20 também enviam quaisquer comandos ou questões de carga útil necessários para satélite de observação 10, dirigindo as operações de sensoriamento para produzir medições específicas como desejado por usuários.

[00113] Os dados carregados por satélite de observação 10 podem ser grandes, e a cadeia de recepção e armazenamento de dados na terra está dimensionada apropriadamente para operar um fluxo contínuo de dados de satélite de observação 10 por uma cadeia de demodulação e recepção de decifração tradicional. Dados podem ser armazenados em uma ou mais estações de processamento 40, alimentados de cada estação terrestre 20 sequencialmente quando a área de recepção de satélite muda. Dependendo de implementação de processamento a bordo e da técnica de geolocalização empregada, uma camada adicional de processamento seria executada no centro de dados centralizado a fim de produzir a saída e formato de dados desejado. Interfaces de extremidade dianteira podem permitir aos usuários dirigirem comandos de carga útil ao satélite de observação 10 pelas estações terrestres 20 como também permitir acesso aos dados recebidos e processados.

[00114] Uma estação de processamento 40 em uma modalidade da invenção é ilustrada esquematicamente na Figura 9. Como mostrado na Figura 4, a estação de processamento 40 está localizada em terra. Porém, como explicado acima, desde que algum processamento pode adicionalmente ou alternativamente ser executado dentro do satélite de observação 10, ou dentro de outro satélite, as mesmas funções e/ou unidades também podem ser incorporadas, à extensão que isto é necessário, dentro do satélite de observação 10, ou dentro de outro satélite.

[00115] Estação de processamento 40 inclui uma unidade de processamento 41, uma unidade de memória 42 acoplada à unidade de processamento 41, e uma unidade de comunicação 43 acoplada à unidade de processamento 41.

[00116] Unidade de processamento 41 pode incluir um processador, um microprocessador, ou lógica de processamento que pode interpretar e executar instruções, como aquelas descritas no documento presente (por exemplo, com referência à Figura 11). Estas operações podem ser executadas em resposta à unidade de processamento 41 executando instruções de software contidas em um meio legível por computador, tal como a unidade de memória 42. As instruções de software contidas em unidade de memória 42 podem fazer a unidade de processo 41 executar operações ou processos descritos aqui. Alternativamente, circuitos conectados por fios podem ser usados em lugar de ou em combinação com instruções de software para implementar processos e/ou operações descritas aqui. Assim, implementações descritas aqui não estão limitadas a qualquer combinação específica de hardware e software.

[00117] Unidade de memória 42 está configurada para armazenar transmissões de um ou mais satélites de observação 10. Unidade de memória 42 pode incluir uma RAM ou outro tipo de dispositivo de armazenamento dinâmico que pode armazenar informação e instruções para execução por unidade de processamento 41. Unidade de memória 42 também pode incluir um dispositivo de ROM ou outro tipo de dispositivo de armazenamento estático que pode armazenar informação estática e instruções para uso por unidade de processamento 41. Unidade de memória 42 também pode incluir um meio de gravação magnético e/ou óptico e sua unidade correspondente.

[00118] Unidade de comunicação 43 está configurada para se comunicar com uma ou mais estações terrestres 20. Unidade de comunicação 43 pode incluir qualquer mecanismo como transceptor que habilita a estação de processamento 40 se comunicar com outros dispositivos e/ou sistemas.

[00119] Unidade de memória 42 pode armazenar um programa de computação carregável na unidade de processamento 41 incluindo código para executar as etapas das modalidades de método descritas de acordo com a presente invenção. Embora não ilustrado por causa de concisão, um barramento - incluindo um caminho que permite comunicação entre os componentes de estação de processamento 40, um dispositivo de entrada - incluindo um mecanismo que permite a um operador introduzir informação à estação de processamento 40, tal como uma mesa de teclas, um teclado, um mouse, uma caneta, mecanismos de reconhecimento de voz e/ou biométricos, etc., - e um dispositivo de saída - incluindo um mecanismo que produz informação ao operador, tal como uma exibição, uma impressora, um alto- falante, etc., - também pode ser incluído na estação de processamento 40.

[00120] Figura 11 é um fluxograma de um método executado pelo sistema em uma modalidade. Na etapa S11, pelo menos a estação terrestre 20 obtém um sinal se originando de um satélite de observação 10 orbitando tendo uma inclinação maior que 90° e menor que 270° (isto é, em uma órbita retrógrada), e carregando pelo menos uma de: (i) energia eletromagnética recebida pelo satélite, informação representando (ii) energia eletromagnética recebida pelo satélite, e (iii) informação derivada de energia eletromagnética recebida pelo satélite.

[00121] A informação representando a energia eletromagnética recebida pode ser produzida em satélite de observação 10 digitalizando e comprimindo a energia eletromagnética recebida. Na última alternativa, a informação derivada da energia eletromagnética recebida pode ser produzida no satélite de observação 10 determinando o local (por exemplo, longitude e latitude) da fonte da energia eletromagnética recebida.

[00122] Na etapa S12, pelo menos uma estação de processamento 40 estima da energia eletromagnética recebida ou da informação representando, ou derivada da energia eletromagnética recebida obtida por pelo menos uma estação terrestre, pelo menos uma de: (a) a composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (b) um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; (c) um nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita geoestacionária; e (d) pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente . Em uma modalidade, a estação terrestre 20 e a estação de processamento 40 podem estar colocadas ou formar em uma única estação.

[00123] A composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida pode incluir o espectro de energia ou polarização da energia eletromagnética recebida. O local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida pode incluir a longitude e latitude da origem. O nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita de geoestacionária é útil para determinar um mapa de interferência da órbita geoestacionária. Uma característica de uma transmissão de enlace ascendente pode incluir o esquema de modulação da transmissão de enlace ascendente.

[00124] Figura 12 é um fluxograma de um método executado por um sistema em uma modalidade da invenção.

[00125] Nas etapas S21 e S22, comandos de configuração imediatos ou pré-carregados são executados e a configuração de satélite é carregada. Na etapa S23, o satélite recebe energia eletromagnética de enlace ascendente. A energia eletromagnética de enlace ascendente pode, por exemplo, incluir energia pretendida para outros satélites. Na etapa S24, a energia eletromagnética recebida é sujeita a uma conversão de frequência ou translação de frequência. Etapas adicionais podem incluir conversão analógica para digital, processamento digital de energia eletromagnética recebida, redução de dados ou fusão de múltiplas fontes de dados, conversão digital para analógica, translação de frequência, etc.

[00126] Na etapa S25, pelo menos parte da energia eletromagnética recebida é transmitida (por exemplo para uma estação de terrestre em terra). A energia eletromagnética recebida é digitalizada na etapa S26 e processada digitalmente na etapa S27. O processamento pode incluir utilizar funções de processamento conhecidas tais como transformação de Fourier rápida, análise de deslocamento de Doppler, análise de taxa de Doppler, processamento de direção de chegada ou ângulo de chegada, processamento de diferença de tempo de chegada, processamento de diferença de frequência de chegada, e/ou potência, frequência, comparação de referência de fase entre dois ou mais elementos receptores ou ocorrências em tempo.

[00127] A saída da etapa S27 pode ser usada para várias etapas de processamento. Na etapa S28, os dados processados podem ser sintetizados com fontes externas tais como as características e origem de sinais de referência, posição orbital, dados de velocidade e orientação do satélite. Os dados sintetizados podem então ser usados em transformação de coordenada e projeção de um local aproximado na superfície da terra na etapa S29. Assim, o local de um transmissor pode ser estimado na etapa S30 (geolocalização). Alternativamente ou adicionalmente, os dados sintetizados podem ser sintetizados usando múltiplas análises com o passar do tempo na etapa S31. Por esse meio, caracterizações de antena, medições de complacência ou tendência de ambiente espectral podem ser obtidos na etapa S32.

[00128] Além disso, a saída da etapa S27 pode ser processada adicionalmente demodulando a energia eletromagnética recebida na etapa S33. Por esse meio, fica possível executar uma análise de sinal de portadora (etapa S34).

[00129] Em modalidades adicionais da invenção, qualquer um dos procedimentos, etapas ou processos descritos acima pode ser implementado usando instruções executáveis por computador, por exemplo na forma de procedimentos executáveis por computador, métodos ou similar, em qualquer tipo de linguagens de computador, e/ou na forma de software embutido em firmware, circuitos integrados ou similar.

[00130] Embora a presente invenção tenha sido descrita na base de exemplos detalhados, os exemplos detalhados só servem para prover a pessoa qualificada com uma compreensão melhor, e não são pretendidos para limitar a extensão da invenção. A extensão da invenção está definida muito mais pelas reivindicações anexas.

[00131] Em qualquer uma das modalidades anteriores, o satélite de observação também pode incluir uma antena receptora adicional tendo um padrão de recepção dirigido longe da Terra, a antena sendo adequada para receber energia eletromagnética na gama de radiofrequência. De tal maneira, é possível para o satélite de observação receber um dado sinal sendo introduzido a um dado satélite visado (orbitando a uma altitude maior que a órbita na qual o satélite de observação orbita), como também o dado sinal repetido sendo produzido pelo satélite visado. Por exemplo, o satélite visado pode estar orbitando em uma órbita geoestacionária, em qual caso a antena receptora adicional do satélite de observação pode ser orientada na ou próxima à direção de zênite - contanto que o satélite de observação orbite a uma altitude menor que a órbita geoestacionária. A vantagem desta abordagem é que habilita usar os sinais de entrada e saída juntos para cancelar algumas fontes de erro (qualquer deriva de frequência leve do dado sinal, por exemplo, que resultaria caso contrário em erros de solução de geolocalização) e habilita caracterização de desempenho do próprio satélite visado.

Claims

1. Satélite (10) para obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte (50), ou de fontes, na terra, o satélite (10) orbitando a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 90° e menor que 270°; e o satélite (10), caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos duas antenas receptoras (11), cada uma das pelo menos duas antenas receptoras (11) tendo um padrão de recepção dirigido para a terra, e adequada para receber energia eletromagnética na gama de radiofrequência quando o satélite (10) estiver orbitando relativo à superfície da terra, e as pelo menos duas antenas receptoras (11) formando padrões de recepção sendo tais que um mesmo sinal recebido pelas pelo menos duas antenas receptoras (11) é recebido diferentemente; e um transmissor configurado para pelo menos um de: retransmitir pelo menos parte da energia eletromagnética recebida, transmitir informação representando pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; e transmitir informação derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida.

2. Satélite (10) para obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra, o satélite (10) orbitando a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 90° e menor que 270°; e o satélite (10), caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos duas antenas receptoras (11), pelo menos uma das quais tendo um padrão de recepção dirigido para a terra, e adequada para receber energia eletromagnética na gama de radiofrequência quando o satélite (10) estiver orbitando relativo à superfície da terra, e pelo menos uma outra da qual tendo um padrão de recepção direcionado para longe da terra, e adequada para receber energia eletromagnética na gama de radiofrequência quando o satélite (10) estiver orbitando relativo à superfície da terra, e um transmissor configurado para pelo menos um de: retransmitir pelo menos parte da energia eletromagnética recebida, transmitir informação representando pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; e transmitir informação derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida.

3. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que é adequado para obter informação sobre energia eletromagnética emitida de uma fonte, ou de fontes, na terra e alcançar a órbita geoestacionária.

4. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o transmissor está configurado para transmitir, para a terra, pelo menos parte da energia eletromagnética recebida, ou a informação representando, ou derivada de, pelo menos parte da energia eletromagnética recebida.

5. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a informação derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida é obtida processando pelo menos parte da energia eletromagnética recebida dentro do satélite (10).

6. Satélite (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o processamento compreende pelo menos um de: conversão para baixo selecionável de sinal analógico para frequência intermediária comum; conversão analógica para digital de sinais providos por pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; análise de espectro de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; análise de deslocamento de Doppler de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; análise de taxa de Doppler de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; processamento de direção de chegada ou ângulo de chegada; processamento de diferença de tempo de chegada (TDOA); processamento de diferença de frequência de chegada (FDOA); medições de referência entre dois ou mais elementos de antena; filtragem de dados; e compressão de dados.

7. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as, pelo menos duas, antenas receptoras (11) são adequadas para receber energia eletromagnética em uma gama de radiofrequência entre 1 GHz e 100 GHz.

8. Satélite (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as pelo menos duas antenas receptoras são adequadas para receber energia eletromagnética pelo menos em uma gama de radiofrequência sendo uma de: entre 1 e 2 GHz; entre 2 e 4 GHz; entre 4 e 8 GHz; entre 8 e 12 GHz; entre 12 e 18 GHz; e entre 26,5 e 40 GHz.

9. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que as pelo menos duas antenas receptoras (11) são adequadas para receber energia eletromagnética em uma gama de radiofrequência usada por satélites geoestacionários para receber, ou emitir, sinais da ou para a terra.

10. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que as pelo menos duas antenas receptoras (11) são adequadas para receber energia eletromagnética tendo pelo menos uma de: uma polarização linear; uma polarização vertical; uma polarização horizontal; uma polarização elíptica; e uma polarização circular.

11. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que cada antena receptora (11) tendo um padrão de recepção direcionado à terra está configurada para receber, durante um período orbital, energia eletromagnética de uma área cobrindo mais que metade da superfície da terra.

12. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a energia eletromagnética recebida por cada antena receptora (11) tendo um padrão de recepção direcionado à terra, compreende mais que apenas informação pretendida para controlar o próprio satélite (10).

13. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a energia eletromagnética recebida, recebida por cada antena receptora (11) tendo um padrão de recepção direcionado à terra, compreende energia pretendida para pelo menos um outro satélite (30).

14. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o satélite (10) orbita a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 175° e menor que 185°.

15. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o satélite (10) orbita a terra em uma órbita tendo um apogeu diferindo por não mais que 4.000 quilômetros da órbita geoestacionária.

16. Satélite (10), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o satélite orbita a terra em uma órbita tendo um apogeu que é qualquer um de: entre 31700 e 34700 quilômetros acima do nível médio do mar; e entre 36700 e 39700 quilômetros acima do nível médio do mar.

17. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o satélite orbita a terra em uma órbita tendo uma excentricidade que é menor que 0,05.

18. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o satélite (10) não é ele mesmo um satélite de comunicação para retransmitir informação de usuário final de um ponto da terra para outro ponto na terra.

19. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o transmissor está configurado para transmitir pelo menos parte da energia eletromagnética recebida ou a informação representando, ou derivada de, pelo menos parte da energia eletromagnética recebida usando pelo menos uma de: (a) enlace descendente usando frequências de micro-ondas dedicadas específicas; (b) enlace descendente usando um transmissor capaz de ajustar dinamicamente sua banda de frequência de transmissão; (c) espectro espalhado de baixo nível; (d) pelo menos uma ligação de comunicação óptica; e (e) um método de armazenamento e remessa.

20. Satélite (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o satélite (10) compreende adicionalmente: um receptor conectado a pelo menos uma antena receptora (11), o receptor tendo a agilidade de espectro suficiente e capacidade para ser reconfigurado a frequências diferentes através de uma ampla gama do espectro de radiofrequência.

21. Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos dois satélites (10), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20.

22. Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos um satélite (10) como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 20, pelo menos uma estação terrestre (20) configurada para: obter, do pelo menos um satélite (10), a energia eletromagnética recebida ou a informação representando, ou derivada da, a energia eletromagnética recebida, e pelo menos uma estação de processamento (40) configurada para: estimar, da energia eletromagnética recebida ou da informação representando, ou derivada da energia eletromagnética recebida obtida por pelo menos uma estação terrestre (20), pelo menos um de: a composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; um nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita geoestacionária; e pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente.

23. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: obter (S11), por pelo menos uma estação terrestre (20), um sinal que se origina de um satélite (10) orbitando a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 90° e menor que 270°, o satélite (10) tendo pelo menos duas antenas receptoras (11), cada uma tendo um padrão de recepção direcionado à terra, e as pelo menos duas antenas receptoras (11) que formam padrões de recepção sendo tais que um mesmo sinal recebido pelas pelo menos duas antenas receptoras (11) é recebido diferentemente, e carregar pelo menos uma de: energia eletromagnética recebida pelo satélite (10), informação representando energia eletromagnética recebida pelo satélite (10), e informação derivada de energia eletromagnética recebida pelo satélite (10), e estimar (S12), por pelo menos uma estação de processamento (40), de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida ou da informação representando, ou derivada de, pelo menos parte da energia eletromagnética recebida obtida por pelo menos uma estação terrestre (20), pelo menos uma de: a composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; um nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita geoestacionária; e pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente.

24. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: obter (S11), por pelo menos uma estação terrestre (20), um sinal que se origina de um satélite (10) orbitando a terra em uma órbita tendo uma inclinação maior que 90° e menor que 270°, e o satélite (10) tendo pelo menos duas antenas receptoras (11), pelo menos uma da qual tendo um padrão de recepção direcionado à terra, e pelo menos uma outra da qual tendo um padrão de recepção direcionado para longe da terra, e carregar pelo menos uma de: energia eletromagnética recebida pelo satélite (10), informação representando energia eletromagnética recebida pelo satélite (10), e informação derivada de energia eletromagnética recebida pelo satélite (10), e estimar (S12), por pelo menos uma estação de processamento (40), a partir de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida ou da informação representando, ou derivada de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida obtida por pelo menos uma estação terrestre (20), pelo menos uma de: a composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; um nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita geoestacionária; e pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que estimar o local compreende estimar uma longitude e latitude.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo fato de que estimar um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida compreende estimar o local de uma fonte de interferência.

27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 23 a 26, caracterizado pelo fato de que estimar pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente compreende estimar um padrão de enlace ascendente de pelo menos uma de uma antena em terra; e um grupo de antenas em terra.

28. Uso de um satélite (10), caracterizado pelo fato de que o satélite (10) é como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 20, informação obtida de um satélite (10) como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 20, ou um sistema como definido na reivindicação 22, para estimar pelo menos um de: a composição de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; um local em terra da origem de pelo menos parte da energia eletromagnética recebida; um nível de energia eletromagnética recebida alcançando pelo menos parte da órbita geoestacionária; e pelo menos uma característica de uma transmissão de enlace ascendente.