RU2155447C1 - Satellite system for data transmission between customer satellites and ground station - Google Patents
Satellite system for data transmission between customer satellites and ground station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155447C1 RU2155447C1 RU99117277A RU99117277A RU2155447C1 RU 2155447 C1 RU2155447 C1 RU 2155447C1 RU 99117277 A RU99117277 A RU 99117277A RU 99117277 A RU99117277 A RU 99117277A RU 2155447 C1 RU2155447 C1 RU 2155447C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- satellite
- satellites
- group
- orbit
- plane
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области космической техники, а именно к области спутниковых систем передачи данных между спутниками и наземным пунктом с использованием космической оптической связи между спутниками, в качестве которых могут быть искусственные спутники Земли, космические аппараты, орбитальные станции и т.д. The invention relates to the field of space technology, in particular to the field of satellite data transmission systems between satellites and a ground station using space optical communications between satellites, which can be artificial Earth satellites, spacecraft, orbital stations, etc.
Известна спутниковая система передачи данных (ССПД) между низкоорбитальным спутником-абонентом (СА) и наземным пунктом (НП), содержащая два спутника-ретранслятора (DRS-1 и DRS- 2) на околоземных геостационарных орбитах (см., например, [1], [2]). Known satellite data transmission system (SSPD) between the low-orbit subscriber-satellite (SA) and ground-based point (NP), containing two relay satellites (DRS-1 and DRS-2) in near-earth geostationary orbits (see, for example, [1] , [2]).
В известной ССПД спутники-ретрансляторы (СР) и СА имеют установленную на них бортовую приемно-передающую аппаратуру (ППА) для связи между спутниками-абонентами и СР. Кроме того, на НП и на СР имеется ППА для радиосвязи между ними. Передача информационного потока данных от НП к СР осуществляется в радиодиапазоне частот 30 ГГц, а в обратном направлении (от СР к НП) - в диапазоне частот 20 ГГц. Для передачи данных между СА и СР используются частоты S-диапазона (2-4 ГГц) и Ка-диапазона (26-40 ГГц). In the well-known SSPD, relay satellites (SRs) and SAs have on-board transmit-receive equipment (PPS) installed on them for communication between subscriber-satellites and SRs. In addition, the NP and the SR have PAP for radio communication between them. The information data stream is transferred from the NP to the SR in the radio frequency range of 30 GHz, and in the opposite direction (from the SR to the NP) - in the frequency range of 20 GHz. For data transmission between SA and SR, the S-band (2-4 GHz) and Ka-band (26-40 GHz) frequencies are used.
Использование в известной ССПД радиодиапазона частот для межспутниковой связи имеет следующие недостатки:
ограниченная пропускная способность (скорость передачи данных составляет порядка сотен Мбод и не более), что связано с ограничением радиодиапазона электромагнитного спектра частотами не более сотен ГГц,
невозможность одновременного создания широкополосных каналов дуплексной связи между одним из СР и несколькими СА, находящимися друг от друга на расстояниях менее тысячи - сотен км, из-за взаимного электромагнитного влияния каналов,
слабая помехозащищенность каналов межспутниковой связи, обусловленная невозможностью создания диаграммы направленности радиоизлучения с углом расхождения порядка единиц угловых секунд.The use of the known DSSD radio frequency band for inter-satellite communication has the following disadvantages:
limited bandwidth (data transfer rate is of the order of hundreds of Mbaud and not more), which is associated with the limitation of the radio range of the electromagnetic spectrum to frequencies of not more than hundreds of GHz,
the impossibility of simultaneously creating broadband duplex communication channels between one of the SRs and several SAs located at distances of less than a thousand - hundreds of kilometers from each other, due to the mutual electromagnetic influence of the channels,
weak noise immunity of inter-satellite communication channels, due to the inability to create a radiation pattern with an angle of divergence of the order of units of arc seconds.
Этих недостатков лишены известные ССПД, использующие оптический диапазон частот электромагнитных волн. The known SSPDs using the optical frequency range of electromagnetic waves are deprived of these shortcomings.
Известна ССПД между низколетящим спутником-абонентом и наземным пунктом по проекту SILEX, разрабатываемому Европейским космическим агентством с середины 1980-х годов (см., например, [3], [4]). There is a well-known SSDB between a low-flying subscriber satellite and a ground station under the SILEX project, developed by the European Space Agency from the mid-1980s (see, for example, [3], [4]).
В этой ССПД, являющейся прототипом предлагаемого технического решения, используется два спутника-ретранслятора на геостационарной орбите. На борту каждого СР и на борту СА установлена ППА оптической межспутниковой линии связи, с помощью которой СР связаны каналами передачи данных между собой и с низкоорбитальным СА. СР имеет также ППА линии оптической и радиосвязи с наземной станцией. Информационные потоки данных передаются между НП и СА по дуплексному каналу связи, образуемому ППА канала связи "НП-СР" и ППА оптического межспутникового канала связи "СР-СР-СА" или "СР- СА". This SSPD, which is the prototype of the proposed technical solution, uses two relay satellites in geostationary orbit. On board each SR and on board the SA, an optical inter-satellite communication line is installed, through which the SRs are connected by data channels to each other and to a low-orbit SA. SR also has PAP lines of optical and radio communications with a ground station. Information data streams are transmitted between the NP and the SA via a duplex communication channel formed by the PSA of the NP-SR communication channel and the PSA of the SR-SR-SA or SR-SA optical inter-satellite communication channel.
Недостаток указанной ССПД состоит в том, что не обеспечивается возможность непрерывной двухсторонней связи наземного пункта с любым низкоорбитальным СА, в том числе одновременно с несколькими заданными СА из числа входящих в список абонентов. The disadvantage of this SSPD is that it does not provide the possibility of continuous two-way communication of a ground point with any low-orbit CA, including simultaneously with several specified CA from the list of subscribers.
Это объясняется следующими обстоятельствами. This is due to the following circumstances.
Во-первых, в любой точке орбиты спутника-абонента не обеспечивается оптическое сопряжение его ППА с ППА по крайней мере одного из СР из-за наличия на орбите спутника-абонента участков, на которых нет прямой взаимной видимости между ним и одним из СР, так как два СР не могут перекрыть глобально область околоземного пространства, где находятся спутники-абоненты, и одновременно обеспечивать прямую взаимную видимость друг Друга. Firstly, at any point in the orbit of the subscriber’s satellite, optical pairing of its PSA with the PSA of at least one of the SRs is not ensured due to the presence in the satellite’s orbit of the subscriber’s areas in which there is no direct mutual visibility between him and one of the SRs, how two SRs cannot globally cover the near-Earth space region where the subscriber satellites are located, and at the same time provide direct mutual visibility to each other.
Во-вторых, в отдельные периоды времени прерывается оптическая межспутниковая связь между СР из-за опасности повреждения соответствующего ППА вследствие воздействия на ее оптические и фотоприемные устройства солнечного излучения, попадающего в оптический тракт ППА при небольших (единицы градусов) углах Δ между линией взаимной видимости СР и линией визирования Солнца с борта любого из СР. Вследствие этого нужно либо выключать ППА на СР, либо разворачивать оптические антенны их ППА на большой угол от направления на Солнце, и, соответственно, оптический канал связи "СР-СР" на этих годовых интервалах времени дважды в сутки (за период обращения СР вокруг Земли) необходимо отключать. Secondly, in certain time periods the optical inter-satellite communication between the SRs is interrupted due to the risk of damage to the corresponding PSA due to exposure to its optical and photodetector devices of solar radiation falling into the optical path of the PSA at small (unit degrees) angles Δ between the mutual visibility lines of the SR and the line of sight of the Sun from aboard any of the SRs. As a result of this, it is necessary to either turn off the PSA on the SR or deploy the optical antennas of their PSA at a large angle from the direction to the Sun, and, accordingly, the SR-SR optical communication channel at these annual time intervals twice a day (for the period of the revolution of the SR around the Earth ) must be disabled.
Указанная выше опасность повреждения оптической ППА солнечным излучением, попадающим в ее оптические тракты, может иметь место также и в каналах оптической связи между СА и СР для некоторых участков орбиты СА на отдельных интервалах времени в течение года при определенных взаимных угловых положениях орбит СА и СР. Например, такое может происходить при небольших, близких к нулю, углах между плоскостями их орбит. Как результат, в отмеченные периоды времени на отдельных участках орбиты СА связь между ним и СР невозможна. Кроме того, по этой же причине ограничиваются наклонения орбит СА и, соответственно, возможность (и целесообразность) включения того или иного спутника в число потенциальных абонентов ССПД. The aforementioned danger of damage to the optical PSA by solar radiation falling into its optical paths can also occur in the optical communication channels between SA and SR for some parts of the SA orbit at separate time intervals during the year at certain mutual angular positions of the SA and SR orbits. For example, this can happen at small, close to zero, angles between the planes of their orbits. As a result, in the marked time periods in separate parts of the orbit of the SA, communication between it and the SR is impossible. In addition, for the same reason, the inclinations of the SA orbits and, accordingly, the possibility (and feasibility) of including one or another satellite in the number of potential subscribers to the SDSP are limited.
В предлагаемом изобретении поставлена задача обеспечить возможность непрерывной двухсторонней связи наземного пункта с любым спутником-абонентом (при необходимости - постоянно), в том числе одновременно с несколькими заданными СА из числа входящих в список абонентов. In the present invention, the task is to provide the possibility of continuous two-way communication of a ground station with any satellite subscriber (if necessary - constantly), including simultaneously with several preset CAs from the list of subscribers.
Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.
В известной ССПД между СА и НП, которая содержит СР на околоземных орбитах и установленную на них и спутниках-абонентах бортовую ППА оптической межспутниковой связи, согласно изобретению СР размещены не менее чем двумя орбитальными группами, в каждой из которых не менее трех СР располагается на одной орбите и связаны между собой с помощью ППА оптической связи. Плоскость орбиты каждой группы спутников-ретрансляторов образует с плоскостью эклиптики угол 1 наклона, устанавливаемый в диапазоне значений от (Δmin+βmax) до 180°-(Δmin+βmax),
где Δmin - минимально допустимое ППА значение угла Δ между линией взаимной видимости спутников, соединенных каналами оптической межспутниковой связи, и линией визирования Солнца с борта спутника,
βmax - максимальное значение угла полураствора конуса области возможного полного оптического сопряжения бортовой ППА спутника-ретранслятора с ППА спутников-абонентов,
угол между линией пересечения плоскости орбиты k-й группы спутников-ретрансляторов с плоскостью эклиптики и линией пересечения плоскости орбиты j-й группы спутников-ретрансляторов с плоскостью эклиптики устанавливается в диапазоне значений от (ΔΩj+ΔΩk) до 180°-(ΔΩj+ΔΩk),
где ΔΩ = arcsin(sin(Δmin+βmax)/sinI), I=Ij и l=lk соответственно номеру группы СР.According to the invention, SRs are located in at least two orbital groups, in each of which no less than three SRs are located on one and in the well-known SSDD between the SA and the NP, which contains SRs in near-Earth orbits and installed on them and subscriber on-board PPS of optical inter-satellite communication orbit and are interconnected using PAP optical communication. The orbit plane of each group of relay satellites forms an
where Δ min is the minimum allowable PSA angle Δ between the mutual visibility of satellites connected by optical inter-satellite communication channels, and the line of sight of the Sun from the satellite,
β max - the maximum value of the half-angle of the cone of the region of the possible full optical conjugation of the on-board PAP of the satellite-relay from the PAP of satellite subscribers,
the angle between the line of intersection of the orbit plane of the kth group of relay satellites with the ecliptic plane and the line of intersection of the orbit plane of the jth group of satellite relays with the ecliptic plane is set in the range from (ΔΩ j + ΔΩ k ) to 180 ° - (ΔΩ j + ΔΩ k ),
where ΔΩ = arcsin (sin (Δ min + β max ) / sinI), I = I j and l = l k according to the number of the CP group.
При этом ППА спутника-абонента оптически сопряжена с ППА по крайней мере одного СР в любой точке орбиты СА. Moreover, the satellite of the subscriber of the subscriber is optically coupled with the satellite of at least one SR at any point in the orbit of the satellite.
Размещение СР не менее чем двумя группами, в каждой из которых не менее трех СР располагается на одной орбите, позволяет реализовать:
- во-первых, предоставление НП постоянно работающих каналов связи с любым (любыми) СА, с задействованием оптических каналов связи той группы СР из всего их количества, у которой не будут на каждом витке орбиты соответствующего СР отключаться оптические каналы связи между соседними СР из-за опасности повреждения ППА попадающим солнечным излучением,
- во-вторых, одновременное глобальное перекрытие околоземного космического пространства, где могут находиться спутники-абоненты, конусами областей возможного оптического сопряжения бортовой ППА спутников-ретрансляторов с ППА спутников-абонентов, в результате чего ППА любого спутника-абонента в любой точке его орбиты может быть оптически сопряжена с ППА по крайней мере одного СР.The placement of SRs in at least two groups, in each of which at least three SRs is located in one orbit, allows you to implement:
- firstly, the provision of non-stop communication channels by NPs with any (any) SA, involving optical communication channels of that group of CPs out of the total number of which, on each turn of the orbit of the corresponding CPs, optical communication channels between adjacent CPs will not be disconnected for the risk of damage to the PSA by solar radiation,
- secondly, the simultaneous global overlap of near-Earth space where the subscriber satellites can be located, with the cones of the areas of possible optical conjugation of the on-board PSA of satellite repeaters from the satellite of satellite subscribers, as a result of which the satellite of any satellite subscriber at any point in its orbit can be optically coupled to a PSA of at least one CP.
Размещение при этом каждой группы спутников-ретрансляторов на орбите, плоскость которой образует с плоскостью эклиптики угол 1 наклона указанной выше величины, обеспечивает возможность непрерывной оптической связи любого из спутников-абонентов с одним из СР данной группы благодаря гарантированной бесперебойной работе каналов оптической связи "СА-СР" из-за отсутствия необходимости отключать соответствующие ППА при движении СР на участках орбиты, где углы Δ становятся меньше Δmin (на некоторых интервалах времени возможна связь СА более чем с одним спутником-ретранслятором).Placement of each group of satellite repeaters in orbit, the plane of which forms an angle of inclination of the aforementioned value with the ecliptic plane, enables continuous optical communication of any of the satellite subscribers with one of the SRs of this group due to the guaranteed uninterrupted operation of the optical communication channels "CA- CP "due to lack of need to disconnect the corresponding PAP when moving the CP into orbits portions where the angles become smaller Δ Δ min (at certain time intervals a possible link CA eat with one relay satellite).
Расположение в пространстве плоскостей орбит k-й и j-й групп спутников-ретрансляторов друг относительно друга так, что между линиями их пересечения с плоскостью эклиптики устанавливается указанный угол, обеспечивает возможность непрерывной двухсторонней связи НП с любым из СА вне зависимости от времени года, т.е. положения Солнца относительно плоскостей орбит СР. Это достигается тем, что при углах δ склонения Солнца над плоскостью орбиты k-й группы СР, при которых abc(δ) < (Δmin+βmax), остаются постоянно работоспособными оптические каналы связи между СР в j-й группе, и оптическое сопряжение ППА спутников-абонентов с ППА спутников-ретрансляторов этой j-й группы гарантированно не будет нарушаться из-за опасности повреждения ППА солнечным излучением.The location in the space of the orbital planes of the kth and jth groups of relay satellites relative to each other so that the specified angle is established between the lines of their intersection with the ecliptic plane, which allows continuous two-way communication of the satellite with any of the SA regardless of the time of year, t .e. the position of the Sun relative to the planes of the orbits of the SR. This is achieved by the fact that, at angles δ of the declination of the Sun over the orbital plane of the kth group of SRs, at which abc (δ) <(Δ min + β max ), the optical communication channels between the SRs in the jth group and the optical the interfacing of the PAS of the satellite subscribers with the PAS of the satellite transponders of this j-th group will not be guaranteed to be violated due to the risk of damage to the PAS by solar radiation.
При этом углы "Солнце-СА-СР" ни для одного из СА и СР j-й группы не будут меньше значения Δmin на участках прямой взаимной видимости спутника-абонента и спутника-ретранслятора.In this case, the angles “Sun-SA-SR” for none of the SA and SR of the j-th group will be less than the value Δ min in the areas of direct mutual visibility of the satellite-subscriber and satellite-relay.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1-6 для возможного варианта ССПД:
фиг.1 - схематичное изображение ССПД, где обозначено:
1 - спутник-ретранслятор, причем индексы вида p, q внизу поз. 1 со ответствуют номеру p группы СР и номеру q данного СР в этой группе, значения pmax ≥ 2,qp ≥ 3;
2 - околоземная орбита СР, причем индекс внизу поз. 2 соответствует номеру p группы СР;
3 - наземный пункт;
4 - ППА оптической межспутниковой связи;
5 - спутник-абонент, причем индекс внизу поз. 5 соответствует номеру n СА, n ∈ (1,..., nmax);
6 - околоземная орбита СА, причем индекс n внизу поз. 6 соответствует номеру n СА;
7 - ППА широкополосного канала связи;
8 - линия канала дуплексной межспутниковой связи между СА, причем индексы вида p, q, n внизу поз. 8 соответствуют номеру p группы СР, номеру q СР из состава p-группы и номеру n СА;
9 - линия канала дуплексной межспутниковой связи между СР данной группы, причем индексы вида p, q, m внизу поз. 9 соответствуют номеру p группы СР, номеру q СР из состава p-группы и номеру m СР этой же группы, m ∈ {1,..., qp}; m ≠ q; m = g+1+l при q < qp; m = 1 при q = qp;
10 - Земля;
11 - линия широкополосного канала дуплексной связи между НП и СР, причем пара индексов p, q внизу поз. 11 соответствуют СР с номером q из состава p-группы СР;
П - плоскость орбиты группы СР, причем индекс p внизу поз. П со ответствует номеру p группы СР;
12 - линия пересечения плоскости орбиты одной группы СР с плоскостью орбиты другой группы СР;
13 - Солнце в некотором его положении относительно Земли при ее годовом движении (далее рассматриваемым положениям Солнца присваиваются нижние индексы у поз. 13);
14 - солнечное излучение;
фиг. 2 - схематичное изображение областей ограничений по допустимому ППА минимальному значению Δmin угла Δ между линией взаимной видимости СР и направлением на Солнце, где обозначено:
15 - направление на Солнце с борта СР, причем нижние индексы а и d для данной поз. , как и для поз. 13 и угла Δ, соответствуют неблагоприятным положениям Солнца для взаимной видимости двух СР в части воздействия солнечного излучения, а индексы b и с - благоприятным положениям;
16 - прямой круговой конус с вершиной в центре СР и углом полураствора Δmin, ограничивающий неблагоприятные направления 15 на Солнце, причем нижние пары индексов (p, q) и (p, m) для поз. 16, как и для поз. 1, соответствуют СР p-группы, у которых номера равны q и m;
фиг. 3 - схематичное изображение областей ограничений по допустимому ППА минимальному значению Δmin угла Δ между линией взаимной видимости СР и СА и направлением на Солнце, где обозначено:
17 - прямой круговой конус с вершиной в центре СР и углом полураствора βmax, соответствующий зоне прямой видимости СА с борта СР, т.е. ограничивающий направления линий 8, причем индексы p, q внизу поз. 17, как и у поз. 1, 16, 18, соответствуют СР p-группы, имеющему номер q, а индекс n у поз. 17 (поз. 5,8, 16)- СА, имеющему номер n;
18 - ось конуса 17;
f, h -нижние индексы для поз. 13 и 15, соответствующие неблагоприятному для оптической связи положению Солнца;
e, g - нижние индексы для поз. 13 и 15, соответствующие благоприятному для оптической связи положению Солнца;
фиг. 4 - схема размещения орбит двух групп СР (j- и k-группы) и Солнца, где обозначено:
19 - плоскость эклиптики;
О - точка, соответствующая центру Земли;
I - угол наклона плоскости орбиты СР к плоскости эклиптики, причем индексы j и k соответствуют номеру группы СР;
U, U* - точки пересечения орбиты СР с плоскостью эклиптики, причем индексы j и k соответствуют номеру группы СР;
δ - угол склонения Солнца относительно плоскости орбиты СР, причем индексы j и k соответствуют номеру группы СР;
V, V* - точки на орбите, для которых положение Солнца относительно плоскости орбиты характеризуется углом δ склонения, равным сумме (Δmin+βmax), причем индексы j и k соответствуют номеру группы СР;
W, W* - точки на эклиптике, для которых положение Солнца относительно плоскости орбиты характеризуется углом δ склонения, равным сумме (Δmin+βmax), причем индексы i и k соответствуют номеру группы СР, а подчеркивание - точкам, симметричным точкам W,W*;
ΔΩ - угол, соответствующий смещению Солнца по эклиптике относительно точки Uj (или Uk *) в положение, при котором его угол δ над плоскостью орбиты СР равен сумме (Δmin+βmax), причем индексы j и k соответствуют номеру группы СР;
20 - линия пересечения плоскости орбиты СР с плоскостью эклиптики, причем индексы j и k соответствуют номеру группы СР;,
ΔΩjk - угол между линией пересечения плоскости орбиты CP j-группы с плоскостью эклиптики и линией пересечения плоскости орбиты СР k-группы с плоскостью эклиптики;
фиг. 5 - схематичное изображение одного из вариантов предпочтительного размещения спутников-ретрансляторов на орбитах, где обозначено:
Пj, Пk - плоскость орбиты CP j- и k-группы, соответственно;
21 - линия пересечения плоскости экватора Земли с плоскостью эклиптики;
22 - плоскость экватора Земли;
i - наклонение орбиты СР, причем нижние индексы j и k соответствуют номеру группы СР;
ε - угол наклона плоскости экватора Земли к плоскости эклиптики;
ξ,ξ* - точки пересечения орбиты СР с плоскостью экватора Земли (т.е. точки восходящего и нисходящего узла орбиты), причем нижние индексы j и k соответствуют номеру группы СР;
γ,γ* - точка весеннего и осеннего равноденствия на небесной сфере, соответственно;
фиг. 6 - трассы геосинхронных орбит спутников-ретрансляторов в проекции на прямоугольную сетку географических координат, где обозначено:
23 - трасса СР на прямоугольную географическую систему координат, причем индексы вида p внизу поз. 23 соответствуют номеру p группы СР (p может быть равно 1 или 2), a q - номеру СР в данной группе (q может быть равно 1, 2 или 3, - так же, как и для поз. 1,9, 11);
24 - зона видимости СР с НП, внутри которой СР гарантированно наблюдаем с НП при прохождении его по указанной трассе.The invention is illustrated in FIG. 1-6 for a possible version of the SPDD:
figure 1 is a schematic representation of the SSPD, where indicated:
1 - repeater satellite, with indices of the form p, q below pos. 1 correspond to the number p of the CP group and the q number of this CP in this group, the values p max ≥ 2, q p ≥ 3;
2 - near-Earth orbit of the SR, with the index below pos. 2 corresponds to the number p of the CP group;
3 - ground station;
4 - PAP optical inter-satellite communications;
5 - satellite subscriber, with the index below pos. 5 corresponds to the number n CA, n ∈ (1, ..., n max );
6 - near-Earth orbit of the SA, with the index n at the bottom of the pos. 6 corresponds to the number n CA;
7 - PAP broadband communication channel;
8 - channel line of the duplex inter-satellite communication between the SA, with indices of the form p, q, n below pos. 8 correspond to the number p of the CP group, the q number of the CP from the p-group, and the number n of the CA;
9 - channel line of the duplex inter-satellite communication between the SRs of this group, with indices of the form p, q, m below pos. 9 correspond to the number p of the group CP, the number q of the CP from the p-group and the number m of the CP of the same group, m ∈ {1, ..., q p }; m ≠ q; m = g + 1 + l for q <q p ; m = 1 at q = q p ;
10 - Earth;
11 - line of the broadband duplex communication channel between the NP and SR, and the pair of indices p, q below pos. 11 correspond to CP with number q from the composition of the p-group of CP;
P is the plane of the orbit of the CP group, with the index p below pos. P corresponds to the number p of the group CP;
12 - line of intersection of the orbit plane of one CP group with the orbit plane of another CP group;
13 - the Sun in some of its positions relative to the Earth during its annual movement (hereinafter, the Sun's indices are assigned lower indices at position 13);
14 - solar radiation;
FIG. 2 is a schematic representation of the areas of restrictions on the permissible PAP minimum value Δ min of the angle Δ between the mutual visibility line of the SR and the direction to the Sun, where it is indicated:
15 - direction to the Sun from the board of the SR, with the lower indices a and d for this position. as for pos. 13 and angle Δ, correspond to unfavorable positions of the Sun for mutual visibility of two superlattices in terms of exposure to solar radiation, and indices b and c correspond to favorable positions;
16 - a straight circular cone with a vertex in the center of the superlattice and a half-angle Δ min limiting the unfavorable directions 15 to the Sun, and the lower pairs of indices (p, q) and (p, m) for pos. 16, as for pos. 1, correspond to the p-group SR, for which the numbers are q and m;
FIG. 3 - a schematic representation of the areas of restrictions on the permissible PAP minimum value Δ min of the angle Δ between the line of mutual visibility of SR and SA and the direction to the Sun, where it is indicated:
17 - a straight circular cone with a vertex in the center of the CP and a half-angle β max corresponding to the line of sight of the SA from the side of the CP, i.e. restricting the directions of lines 8, and the indices p, q below pos. 17, as in pos. 1, 16, 18, correspond to the CP of the p-group having the number q, and the index n at pos. 17 (items 5.8, 16) - CA having the number n;
18 - axis of the cone 17;
f, h - lower indices for pos. 13 and 15, corresponding to the unfavorable position of the Sun for optical communication;
e, g - subscripts for pos. 13 and 15, corresponding to the position of the Sun favorable for optical communication;
FIG. 4 - the layout of the orbits of two groups of superlattices (j- and k-groups) and the Sun, where it is indicated:
19 - the plane of the ecliptic;
O is the point corresponding to the center of the earth;
I is the angle of inclination of the plane of the orbit of the CP to the plane of the ecliptic, and the indices j and k correspond to the number of the CP group;
U, U * are the points of intersection of the CP orbit with the ecliptic plane, and the indices j and k correspond to the number of the CP group;
δ is the declination angle of the Sun relative to the plane of the orbit of the superlattice, and the indices j and k correspond to the number of the superlattice group;
V, V * are points in orbit for which the position of the Sun relative to the plane of the orbit is characterized by a declination angle δ equal to the sum (Δ min + β max ), and the indices j and k correspond to the number of the CP group;
W, W * are points on the ecliptic for which the position of the Sun relative to the orbital plane is characterized by a declination angle δ equal to the sum (Δ min + β max ), and the indices i and k correspond to the number of the CP group, and the underscore corresponds to points symmetric to the points W, W * ;
ΔΩ is the angle corresponding to the displacement of the Sun along the ecliptic relative to the point U j (or U k * ) to the position at which its angle δ above the plane of the CP orbit is equal to the sum (Δ min + β max ), and the indices j and k correspond to the number of the CP group ;
20 is the line of intersection of the plane of the CP orbit with the ecliptic plane, and the indices j and k correspond to the number of the CP group ;,
ΔΩ jk is the angle between the line of intersection of the orbit plane CP of the j-group with the ecliptic plane and the line of intersection of the orbit plane of the CP of the k-group with the ecliptic plane;
FIG. 5 is a schematic representation of one embodiment of a preferred arrangement of satellite transponders in orbits, where:
P j , P k - orbital plane of CP j- and k-groups, respectively;
21 is the line of intersection of the plane of the equator of the Earth with the plane of the ecliptic;
22 - the plane of the equator of the Earth;
i is the inclination of the orbit of the SR, and the lower indices j and k correspond to the number of the SR group;
ε is the angle of inclination of the plane of the equator of the Earth to the plane of the ecliptic;
ξ, ξ * are the points of intersection of the orbit of the SR with the plane of the Earth's equator (i.e., the points of the ascending and descending nodes of the orbit), with the lower indices j and k corresponding to the number of the CP group;
γ, γ * - point of the spring and autumn equinox on the celestial sphere, respectively;
FIG. 6 - paths of geosynchronous orbits of relay satellites in projection onto a rectangular grid of geographical coordinates, where it is indicated:
23 - track SR on a rectangular geographic coordinate system, with indices of the form p below pos. 23 correspond to the p number of the CP group (p can be equal to 1 or 2), aq - to the CP number in this group (q can be 1, 2 or 3, - the same as for pos. 1,9, 11);
24 — visibility zone of the SR with the NP, inside which the SR is guaranteed to be observed from the NP when passing along the specified route.
Устройство ССПД согласно предлагаемому изобретению состоит в следующем (фиг. 1). The device SSPD according to the invention consists in the following (Fig. 1).
Спутниковая система передачи данных содержит спутники-ретрансляторы 1, размещенные группами на околоземных орбитах 2, преимущественно околокруговых с одинаковыми периодами обращения вокруг Земли, при которых реализуются изомаршрутные трассы полета каждого СР относительно наземного пункта 3. В общем случае пара индексов p, q внизу соответствующей поз. обозначают номер p группы СР и номер q конкретного СР в этой группе, причем pmax≥ 2, qp ≥ 3.The satellite data transmission system contains
На каждом СР установлена ППА 4 оптической межспутниковой связи. Аналогичная ППА 4 установлена на СА 5. Спутники-абоненты преимущественно расположены на высотах, меньших высот орбит 2 спутников-ретрансляторов. В общем случае индексы n внизу соответствующих поз. обозначают номер CA, n ∈ (1,..., nmax), причем величина nmax определяется комплектностью ППА 4 на борту СР, а также величинами pmax, gp и требованию к расписанию сеансов связи СА с НП.On each SR,
На НП 3 и на борту по крайней мере одного из СР установлены комплекты ППА 7 широкополосного канала связи, работающие в оптическом или радиодиапазоне электромагнитных волн. ППА 4, размещенная на борту СА 5, оптически сопряжена в любой точке орбиты 6 этого СА с ППА 4, находящейся на борту по крайней мере одного из СР 1 с образованием линий 8 каналов дуплексной межспутниковой связи вида "СА-СР". At NP 3 and on board at least one of the SRs, PPA 7 sets of a broadband communication channel are installed, operating in the optical or radio frequency range of electromagnetic waves.
ППА 4, размещенная на борту СР p-группы, оптически постоянно сопряжена с ППА 4 соседних СР этой же группы с образованием линий 9 каналов дуплексной межспутниковой связи вида "СР-СР". Триада индексов p, q, m внизу поз. 9 соответствует номеру группы СР, номеру данного СР этой группы и номеру СР другого соседнего СР этой же группы.
Работающие в текущий момент времени линии 8 и 9 каналов связи на фиг. 1 и далее изображены двойными линиями со стрелками, а неработающие - сдвоенными пунктирными и штрих-пунктирными со стрелками, причем сдвоенные пунктирные линии соответствуют возможности эпизодического включения соответствующих линий каналов связи в конкретных орбитальных положениях СР и СА. The currently operating communication lines 8 and 9 in FIG. 1 and further are shown by double lines with arrows, and non-working ones by double dashed and dashed-dotted arrows, and the double dashed lines correspond to the possibility of episodic inclusion of the corresponding lines of communication channels in specific orbital positions of CP and SA.
Указанное постоянное оптическое сопряжение ППА всех соседних СР данной группы образует информационную "шину", вращающуюся вокруг Земли 10. Эта "шина" может быть реализована как замкнутая или разомкнутая цепь каналов связи. К "шине" посредством линий 8 подключаются ППА соответствующих СА, а сама "шина" имеет постоянную связь с НП 3 посредством линий 11 каналов дуплексной связи вида "НП-СР". The indicated constant optical conjugation of the PAP of all neighboring SRs of this group forms an information "bus" rotating around the
Плоскости П орбит 2 соответствующих пар групп СР попарно пересекаются друг с другом по линиям 12. Положение орбит 2 в пространстве таково, что по крайней мере у одной группы СР из рассматриваемой пары заведомо выполняется условие постоянного оптического сопряжения ППА последовательно всех СР между собой на каждом витке орбиты СР, причем ни для какой линии 9 связи Солнце 13 воздействием своего излучения 14 не приведет к опасности повреждения ППА 4 ни для одного из СР данной группы. Другая группа СР из рассматриваемой пары групп будет обеспечивать аналогичные условия после соответствующего перемещения Солнца в его годовом движении, т.е. когда первая группа будет отключена. The planes P of the
Указанное выше условие постоянного оптического сопряжения ППА для СР данной группы означает, что угол Δb/ или Δc (фиг. 2) между направлением линии 9 канала связи, совпадающим с линией взаимной видимости СР, и направлением 15b или 15c на Солнце 13 (13b или 13c) всегда больше значения Δmin угла Δ,, допустимого конструктивным исполнением ППА 4, причем для любого СР данной группы. Т. е. направление 15 на Солнце 13 с борта любого СР данной группы будет находиться вне конуса 16 с вершиной в центре этого СР (16p,g или 16p,m, соответственно), имеющего угол полураствора Δmin и ось симметрии, совпадающую с направлением линии взаимной видимости рассматриваемых СР. Таким образом, для данной группы СР на длительных интервалах времени года всегда будут иметь место случаи положения Солнца, аналогичные 13е и 13c, и не будет случаев положения Солнца, аналогичных 13a, 13d, когда ППА могут быть повреждены воздействием излучения 14.The above condition for constant optical conjugation of the PAP for the SR of this group means that the angle Δ b / or Δ c (Fig. 2) between the direction of the communication channel line 9, which coincides with the mutual visibility line of the CP, and the direction of 15 b or 15 c on the Sun 13 (13 b or 13 c ) is always greater than the value Δ min of the angle Δ allowed by the design of the
Отметим, что интервалы времени полета группы СР, при которых их ППА не отключается на каждом витке из-за опасности ее повреждения солнечным излучением, существуют только в том случае, когда угол 1 наклона плоскости орбиты СР к эклиптике находится в диапазоне от Δmin до 180°-Δmin. Причем таких интервалов всего два. Наибольшая величина каждого из них составляет и достигается при I = 90o, где - средняя угловая скорость движения Земли вокруг Солнца.Note that the time intervals of the SR group’s flight, at which their PSA does not turn off at each turn due to the risk of damage by solar radiation, exist only when the
Условие оптического сопряжения ППА 4, размещенной на СА 5, в любой точке орбиты 6 с ППА 4, находящейся на борту по крайней мере одного из СР 1, аналогично изложенному выше условию по положению линии 15 направления на Солнце 13 относительно линии 8 канала оптической связи (фиг. 3), совпадающей с линией взаимной видимости СР и СА. Т.е. направление 15 на Солнце 13 с борта СР 1 будет находиться вне конуса 16 с вершиной в центре СР и углом полураствора Δmin относительно линии 8 (случай вида 15e), а направление 15 на Солнце 13 с борта СА 5 будет находиться вне конуса 16 с вершиной в центре СА и углом полураствора Δmin относительно линии 8 (случай вида 15g). При этом СА 5 одновременно должен быть в зоне его прямой видимости с борта СР 1, что соответствует движению СА внутри полости конуса 17 с вершиной в центре СР 1 и углом полураствора βmax относительно оси 18 этого конуса, совпадающей с местной вертикалью в точке полета СР.The condition for the optical conjugation of
Величина угла βmax может быть определена по формуле:
βmax= arcsin(max rCA/rCP),
где rСА, rСР - модули радиусов-векторов положения СА и СР, соответственно.The angle β max can be determined by the formula:
β max = arcsin (max r CA / r CP ),
where r CA , r CP are the moduli of the radius vectors of the position of CA and CP, respectively.
Из фиг. 3 следует, что если для СА 5, находящегося на оси 18 конуса 17, yroл Δ между направлением на Солнце с борта СР и направлением на СА с борта этого СР равен или больше (Δmin+βmax), то при движении СА внутри полости конуса 17 всегда имеет место Δ > Δmin.
Для того чтобы это обеспечивалось для любого наклонения орбиты 6 СА, необходимо угол 1 наклона плоскости орбиты СР к плоскости эклиптики устанавливать в пределах диапазона от (Δmin+βmax) до 180°-(Δmin+βmax).
Наибольшее значение длительности таких интервалов времени составляет и достигается при I=90o.From FIG. 3 it follows that if for CA 5 located on the axis 18 of the cone 17, л л между between the direction to the Sun from the side of the CP and the direction to the CA from the side of this CP is equal to or greater (Δ min + β max ), then when the CA moves inside the cavity cone 17 always takes place Δ> Δ min .
In order to ensure this for any inclination of the orbit of 6 CA, it is necessary to set the angle of 1 inclination of the plane of the CP orbit to the ecliptic plane within the range from (Δ min + β max ) to 180 ° - (Δ min + β max ).
The greatest value of the duration of such time intervals is and is achieved at I = 90 o .
Таким образом, угол 1 наклона плоскости орбиты СР данной группы к эклиптике определяется условием оптического сопряжения ППА спутника-абонента с ППА СР этой группы, причем целесообразно угол 1 наклона плоскостей орбит групп СР устанавливать по возможности близким к 90o.Thus, the
Очевидно, что, поскольку одна группа СР не может обеспечить в течение года непрерывное оптическое сопряжение с ППА 4 любого СА 5, то необходимо использование нескольких групп СР, угловое положение плоскостей орбит которых друг относительно друга в пространстве таково, что, в конечном итоге, достигается возможность круглогодичной непрерывной связи НП с любым СА через соответствующую группу СР с комплектами ППА каналов межспутниковой оптической связи, стационарно работающими на каждом витке орбиты. Obviously, since one SR group cannot provide continuous optical conjugation with
Изложенное поясняет схема размещения орбит 2 двух групп СР (j и k) относительно друг друга и плоскости 19 эклиптики, изображенная на фиг.4, где точка О соответствует центру Земли. The above explains the layout of the orbits of 2 two groups of CP (j and k) relative to each other and the
В общем случае углы 1 наклона плоскостей орбит 2 этих групп СР к плоскости 19 эклиптики не равны между собой (lj±Ik). Из сферических треугольников вида UWV, у которых дуга WV равна сумме (Δmin+βmax), видно, что в плоскости эклиптики существуют угловые сектора с углом полураствора, который определяется по формуле
ΔΩ = arcsin[sin(Δmin+βmax)/sinI].
Эти сектора находятся в окрестности линии 20 пересечения плоскости орбиты 2 СР с плоскостью эклиптики. Если линии направления из точки О на Солнце находятся внутри этих секторов, то условие Δ ≥ Δmin+βmax невыполнимо для всех точек орбиты СА при любом наклонении орбиты 6. То есть невозможно в соответствующий период года выполнить требование постоянного оптического сопряжения ППА 4, установленной на борту СА, с ППА 4, находящейся на борту хотя бы одного из СР. Если же линии 20j и 20k пересечения с плоскостью эклиптики 19 плоскостей двух выделенных групп СР (j-й и k-й групп) будут отстоять друг от друга на угол ΔΩjk, устанавливаемый в диапазоне от (ΔΩj+ΔΩk) до 180°-(ΔΩj+ΔΩk), то эти группы будут взаимно дополнять друг друга, обеспечивая в совокупности постоянное оптическое сопряжение всех комплектов ППА в цепях каналов связи "СА-СР-...-СР".In the general case, the
ΔΩ = arcsin [sin (Δ min + β max ) / sinI].
These sectors are located in the vicinity of the
Глобальный обзор Земли и околоземного космического пространства, где могут находиться СА на орбитах 6 произвольного наклонения высотой не более 3-5 тыс. км, может осуществляться с использованием трех равноудаленных друг от друга СР, находящихся на круговой орбите с периодом обращения 24 часа (так называемая ГСхО - геосинхронная орбита). Следовательно, минимально необходимое количество СР в группе равно трем, а минимально необходимое и достаточное количество групп СР при использовании ГСхО равно двум. A global survey of the Earth and near-Earth outer space, where spacecraft can be located in orbits 6 of arbitrary inclination with a height of no more than 3-5 thousand km, can be carried out using three equally spaced SRs located in a circular orbit with a period of 24 hours (the so-called GShO - geosynchronous orbit). Consequently, the minimum required amount of CP in the group is three, and the minimum necessary and sufficient number of CP groups when using GCO is two.
Если I ≈ 90 и (Δmin+βmax) ≤ 45°, то это эквивалентно достижению не менее чем полугодового интервала времени работы данной группы СР в условиях стационарного сопряжения ППА всех СР этой группы между собой на каждом витке орбиты. А если угол ΔΩjk≈ 90°, то обеспечивается возможность круглогодичного сопряжения ППА любого СА с ППА одного из СР, входящего в состав соответствующей орбитальной группы, работающей в режиме стационарной межспутниковой оптической связи на каждом витке орбиты и создающей соответствующую информационную глобальную "шину".If I ≈ 90 and (Δ min + β max ) ≤ 45 ° , then this is equivalent to achieving at least six months of the operating time of this group of SRs under conditions of stationary conjugation of the PSA of all SRs of this group with each other on each orbit of the orbit. And if the angle ΔΩ jk ≈ 90 ° , then the possibility of year-round conjugation of the PSA of any CA with the PSA of one of the SRs, which is part of the corresponding orbital group operating in the stationary inter-satellite optical communication mode on each orbit of the orbit and creating the corresponding global information bus, is ensured.
В связи с этим одним из предпочтительных вариантов реализации предлагаемого изобретения является такое положение плоскостей Пj и Пk орбит 2j и 2k, при котором углы Ij и Ik составляют ≈ 90±20o (фиг. 5).In this regard, one of the preferred embodiments of the invention is the position of the planes P j and P k orbits 2 j and 2 k at which the angles I j and I k are ≈ 90 ± 20 o (Fig. 5).
При этом, если расположить линии 20j и 20k пересечения орбит 2j и 2k с плоскостью 19 эклиптики так, что они будут симметричны относительно линии 21 пересечения плоскости 19 эклиптики с плоскостью 22 экватора Земли, то наклонения i соответствующих орбит 2 будут равны друг другу, а их величина может быть определена по формуле
i = arccos[cosε•cosI-sinε•sinI•cos(ΔΩjk/2)],
где ε ≈ 23°30′ - угол наклона плоскости экватора Земли к плоскости эклиптики.Moreover, if we arrange the
i = arccos [cosε • cosI-sinε • sinI • cos (ΔΩ jk / 2)],
where ε ≈ 23 ° 30 ′ is the angle of inclination of the plane of the equator of the Earth to the plane of the ecliptic.
В данном варианте наклонение i может находиться в диапазоне значений от 51,6 до 90o при ΔΩjk от 70 до 110o. Выбор конкретной величины этого наклонения определяется возможностями выведения СР на рабочую орбиту, допустимыми вековыми эволюциями рабочих орбит, размещением НП, величиной угла Δmin и т. д. Отметим, что для круговых ГСхО с наклонением 51,6-70o вековой уход их плоскостей по восходящему углу составляет не более 3-1,7o в год, что может потребовать проведения не чаще 1 раза в 1-2 года коррекций орбит СР, обеспечивающих заданное прохождение трассы относительно НП.In this embodiment, the inclination i can be in the range of values from 51.6 to 90 o at ΔΩ jk from 70 to 110 o . The choice of the specific value of this inclination is determined by the capabilities of launching the SR into the working orbit, permissible secular evolutions of the working orbits, the placement of the NP, the value of the angle Δ min , etc. Note that for circular GSOs with an inclination of 51.6-70 o the secular departure of their planes along the ascending angle is not more than 3-1.7 o per year, which may require the correction of SR orbits no more than once every 1-2 years, providing a given passage of the path relative to the NP.
Установив в плоскостях ГСхО обеих групп соответствующие начальные угловые положения СР, можно получить ситуацию (фиг. 6), при которой орбиты СР в проекции на прямоугольную географическую систему координат будут иметь трассы 23 в виде трех "восьмерок", группирующихся попарно из двух различных орбитальных групп. При этом в зоне 24 видимости НП 3 в любой момент суток будет находиться по крайней мере один СР любой группы, т.е. НП может быть связан линией 11 канала связи с одним из СР, и по действующим линиям 9 каналов связи между ППА работающей группы СР осуществлять передачу данных на любой низкоорбитальный СА и, соответственно, принимать от СА необходимые данные. Having established the corresponding initial angular positions of the SR in the GCO planes of both groups, we can obtain a situation (Fig. 6) in which the orbits of the SR in projection onto a rectangular geographical coordinate system will have traces 23 in the form of three "eights" grouped in pairs from two different orbital groups . At the same time, in
Предлагаемая ССПД работает следующим образом (фиг. 1, 4, 6). The proposed SSPD works as follows (Fig. 1, 4, 6).
Комплекты ППА 4 оптической связи, находящиеся на борту спутников-ретрансляторов 1 одной из орбитальных групп, например, k-й группы, для которых в некоторый момент времени угол δk склонения Солнца 13 над плоскостью их орбиты становится больше суммы углов (Δmin+βmax) и продолжает возрастать, сопрягаются последовательно линиями 9 каналов оптической связи между собой (показаны двойными сплошными отрезками прямых), образуя "шину" передачи (циркуляции) данных, работающую в стационарном режиме. Эта "шина", состоящая из линий 9 квазистационарной длины, сохраняется (поддерживается) с помощью работающих в стационарном режиме комплектов ППА 4 в течение всего интервала времени, соответствующего условию abs(δk) ≥ (Δmin+βmax) и длящегося несколько месяцев.Optical communication PPA sets 4, located
Приемно-передающая аппаратура 7 на НП 3 соединяется линией вида 11 канала связи с ППА 7 того СР k-й работающей орбитальной группы, который в текущий момент времени находится в зоне 24 его видимости с данного НП. В результате НП 3 получает каналы связи с необходимыми СА 5, которые в соответствии с имеющимся расписанием сеанса связи соединяются с теми или иными СР 1 данной группы. Эти каналы формируются линиями вида "11-8-9" соответствующих каналов связи с использованием ППА 4, установленной на СР 1 и заданных СА 5. В том числе некоторые из этих каналов могут работать постоянно на каждом витке орбиты соответствующих СР в течение длительных интервалов времени ежегодно. При этом с
НП 3 передаются необходимые потоки данных для управления спутниками-абонентами 5, а с СА 5 на НП 3 - телеметрическая и целевая информация, например, результаты метеонаблюдения.The receiving and transmitting equipment 7 at the NP 3 is connected by a line of type 11 of the communication channel to the PSA 7 of that CP of the k-th working orbital group, which is currently in
NP 3 transmits the necessary data streams for controlling subscriber-satellites 5, and from CA 5 to NP 3 - telemetry and target information, for example, weather observation results.
При годовом движении Солнца 13 угол его склонения над плоскостью данной группы СР увеличивается от 0 до максимального значения (≈ 90o), а затем уменьшается до 0 и далее до минимального значения (≈ -90o), после чего снова увеличивается. Т. е. два раза в году для данной группы СР существуют такие интервалы времени, когда abs(δk) ≥ (Δmin+βmax). Следовательно, когда abs(δk) уменьшается от ≈ 90o и становится равным предельно возможному для оптической связи с любым СА, данная орбитальная группа СР переводится в дежурный режим, и начинает работать другая группа (например, с номером j). В процессе реализации перевода данной k-группы СР в дежурный режим могут одновременно работать обе группы, обеспечивая переключение каналов связи НП 3 с соответствующими СА 5 без потери связи с ними, а также обеспечивая возможность связи НП 3 с необходимыми СА 5.With the annual movement of the
В случае необходимости в некоторых ситуациях НП 3 может связываться с СА 5 и через СР другой группы, у которой abs(δj) < (Δmin+βmax), по линиям 9 временной связи (изображены двойными пунктирными отрезками прямых). Однако такой режим работы не всегда желателен, т.к. ППА 4 на борту СР этой группы должна на каждом витке орбиты включаться на определенных участках орбитального полета, осуществлять вхождение в связь между собой и затем, чтобы избежать опасности повреждения ППА от солнечных лучей, выключаться, причем эти операции для каждой пары сопрягаемых ППА 4 выполняются дважды на витке.If necessary, in some situations NP 3 can communicate with CA 5 through the SR of another group, in which abs (δ j ) <(Δ min + β max ), along lines 9 of the temporary connection (shown by double dashed straight line segments). However, this mode of operation is not always desirable, because
Заметим, что размещение орбитальных групп СР на ГСхО с наклонением орбиты, существенно отличном от нулевого, обеспечивает возможность более широкого использования околоземного пространства по сравнению с геостационарной орбитой, для которой "точки стояния" спутников регламентируются международными соглашениями. We note that the placement of SR orbital groups on the GCW with an orbital inclination substantially different from zero provides the possibility of wider use of the near-Earth space compared with the geostationary orbit, for which the satellite’s “standing points” are regulated by international agreements.
Вместе с этим группы СР могут размещаться и на других орбитах, например, с периодом 12 часов (круговых или эллиптических). Однако в этих случаях для обеспечения возможности глобальной и непрерывной связи НП с любыми СА количество СР будет увеличиваться. At the same time, SR groups can be placed in other orbits, for example, with a period of 12 hours (circular or elliptical). However, in these cases, to ensure the possibility of global and continuous communication between NPs and any CAs, the number of CPs will increase.
Таким образом, в результате:
размещения СР не менее чем двумя орбитальными группами, в каждой из которых не менее трех СР располагается на одной орбите и периодически постоянно связаны между собой с помощью ППА оптической связи, а плоскость орбиты каждой группы спутников-ретрансляторов образует с плоскостью эклиптики указанный выше угол наклона,
расположения плоскостей орбит k-й и j-й групп спутников-ретрансляторов друг относительно друга так, что между линиями их пересечения с плоскостью эклиптики устанавливается заданный угол ΔΩjk в определенном выше диапазоне его значений,
оптического сопряжения ППА спутника-абонента с ППА по крайней мере одного СР в любой точке орбиты СА, -
обеспечивается решение поставленной задачи - становится возможной непрерывная двухсторонняя связь НП с любым СА через каналы, предоставляемые ППА оптической связи, установленной на борту СР, входящих в состав той или иной орбитальной группы.Thus, as a result of:
the placement of SRs by at least two orbital groups, in each of which at least three SRs are located in the same orbit and are periodically permanently connected to each other by means of optical communication devices, and the orbital plane of each group of relay satellites forms the inclination angle indicated above with the ecliptic plane,
the location of the orbital planes of the kth and jth groups of relay satellites relative to each other so that between the lines of their intersection with the ecliptic plane a predetermined angle ΔΩ jk is set in the range of its values defined above,
optical pairing of the satellite of the subscriber’s satellite with the satellite of at least one SR at any point in the orbit of the SA,
a solution to the problem is provided - continuous bilateral communication between the NP and any SA becomes possible through the channels provided by the optical communication board installed onboard the SR that are part of a particular orbital group.
ИСТОЧНИКИ
1. Dinwiddy S.E., Dickinson A. The European Data Relay System. Сборник статей "The 14-th Int. Commun. Satell. Syst. Conf. and Exib.", March 22-24, 1992: Collect Techn. Pap.Rt, 1. Washington (D.C.)-1992, pp. 596-610.SOURCES
1. Dinwiddy SE, Dickinson A. The European Data Relay System. Collection of articles "The 14th Int. Commun. Satell. Syst. Conf. And Exib.", March 22-24, 1992: Collect Techn. Pap.Rt, 1. Washington (DC) -1992, pp. 596-610.
2. Реферат 6Б117. Реферативный журнал ВИНИТИ, 29, "Связь", сводный том, 6,1994. 2. Abstract 6B117. Review journal VINITI, 29, "Communication", consolidated volume, 6.1994.
3. Чуковский Н.Н. Оптическая связь в космосе. Журнал "Радио", Россия, 2, 1994, стр.2,3,42. 3. Chukovsky N.N. Optical communication in space. The journal "Radio", Russia, 2, 1994, p. 2,3,42.
4. Лазерная космическая связь. Сб. под ред. М. Кацмана. М.: Радио и связь, 1993, стр. 188. 4. Laser space communication. Sat under the editorship of M. Katzman. M .: Radio and communications, 1993, p. 188.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117277A RU2155447C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Satellite system for data transmission between customer satellites and ground station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117277A RU2155447C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Satellite system for data transmission between customer satellites and ground station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2155447C1 true RU2155447C1 (en) | 2000-08-27 |
Family
ID=20223667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99117277A RU2155447C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Satellite system for data transmission between customer satellites and ground station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2155447C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2496233C2 (en) * | 2011-12-09 | 2013-10-20 | Александр Васильевич Гармонов | Low-orbit satellite communication system |
RU2576643C2 (en) * | 2010-05-24 | 2016-03-10 | Джапэн Аэроспейс Эксплорейшн Эдженси | Ultrahigh altitude sun synchronous orbit satellite system |
RU2673060C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-11-22 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Satellite transmitter |
RU2681957C2 (en) * | 2014-01-24 | 2019-03-14 | Квинетик Лимитед | Improvement of satellite methods for determining location |
RU2691631C1 (en) * | 2016-03-22 | 2019-06-17 | ЛАЙТЛУП ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | System and method of storing data in motion |
US10789009B2 (en) | 2018-08-10 | 2020-09-29 | Lyteloop Technologies Llc | System and method for extending path length of a wave signal using angle multiplexing |
US11243355B2 (en) | 2018-11-05 | 2022-02-08 | Lyteloop Technologies, Llc | Systems and methods for building, operating and controlling multiple amplifiers, regenerators and transceivers using shared common components |
US11361794B2 (en) | 2018-08-02 | 2022-06-14 | Lyteloop Technologies, Llc | Apparatus and method for storing wave signals in a cavity |
RU2793898C1 (en) * | 2022-10-21 | 2023-04-07 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Relay satellite |
-
1999
- 1999-08-09 RU RU99117277A patent/RU2155447C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПЕТРОВИЧ Н.Т., КАМНЕВ Е.Ф., КАБЛУКОВА М.В. Космическая радиосвязь. - М.: Cов. радио, 1977, с. 14 - 15. * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576643C2 (en) * | 2010-05-24 | 2016-03-10 | Джапэн Аэроспейс Эксплорейшн Эдженси | Ultrahigh altitude sun synchronous orbit satellite system |
RU2496233C2 (en) * | 2011-12-09 | 2013-10-20 | Александр Васильевич Гармонов | Low-orbit satellite communication system |
US10677929B2 (en) | 2014-01-24 | 2020-06-09 | Qinetiq Limited | Method and apparatus for determining the time of arrival of an incoming satellite signal |
RU2681957C2 (en) * | 2014-01-24 | 2019-03-14 | Квинетик Лимитед | Improvement of satellite methods for determining location |
RU2691631C1 (en) * | 2016-03-22 | 2019-06-17 | ЛАЙТЛУП ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | System and method of storing data in motion |
RU2717559C2 (en) * | 2016-03-22 | 2020-03-24 | ЛАЙТЛУП ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | System and method of storing data in motion |
US10812880B2 (en) | 2016-03-22 | 2020-10-20 | Lyteloop Technologies, Llc | Data in motion storage system and method |
US11190858B2 (en) | 2016-03-22 | 2021-11-30 | Lyteloop Technologies, Llc | Data in motion storage system and method |
RU2673060C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-11-22 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Satellite transmitter |
US11361794B2 (en) | 2018-08-02 | 2022-06-14 | Lyteloop Technologies, Llc | Apparatus and method for storing wave signals in a cavity |
US10789009B2 (en) | 2018-08-10 | 2020-09-29 | Lyteloop Technologies Llc | System and method for extending path length of a wave signal using angle multiplexing |
US11467759B2 (en) | 2018-08-10 | 2022-10-11 | Lyteloop Technologies, Llc | System and method for extending path length of a wave signal using angle multiplexing |
US11243355B2 (en) | 2018-11-05 | 2022-02-08 | Lyteloop Technologies, Llc | Systems and methods for building, operating and controlling multiple amplifiers, regenerators and transceivers using shared common components |
RU2793898C1 (en) * | 2022-10-21 | 2023-04-07 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Relay satellite |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10512021B2 (en) | System and method for providing continuous communications access to satellites in geocentric, non-geosynchronous orbits | |
CA2222570C (en) | Multiple altitude satellite relay system and method | |
US6954613B1 (en) | Fixed satellite constellation system employing non-geostationary satellites in sub-geosynchronous elliptical orbits with common ground tracks | |
US6577864B2 (en) | Elliptical satellite system which emulates the characteristics of geosynchronous satellites | |
CA1306289C (en) | Communications system with moving bodies with the aid of satellites | |
US10903900B2 (en) | Non-geosynchronous orbit satellite constellations | |
US20020136191A1 (en) | System and method for satellite communications | |
EP0833462A2 (en) | Medium earth orbit communication satellite system | |
JP2001506465A (en) | High latitude geostationary satellite system | |
ES2385622T3 (en) | Frequency reuse in a geosynchronous satellite communication system | |
WO2000014902A9 (en) | Network for providing wireless communications using an atmospheric platform | |
RU2155447C1 (en) | Satellite system for data transmission between customer satellites and ground station | |
Sodnik et al. | Deep-space optical communication system (DOCS) for ESA's space weather mission to lagrange orbit L5 | |
CN103684576A (en) | High-speed data communication method based on minisatellite cluster ad-hoc network | |
JPH10336111A (en) | Method and device for interruption preventing operation of inter satellite communication link in leo network | |
US5995841A (en) | Technique for sharing radio frequency spectrum in multiple satellite communication systems | |
EP1471664A2 (en) | Satellite communication system utilizing highly inclined, highly elliptic orbits | |
CN113271136B (en) | Inter-satellite network topological structure based on high, medium and low orbit mixed constellation configuration | |
CN111585635B (en) | Satellite internet system design method based on space-frequency hybrid multiple access mode | |
RU2659564C1 (en) | System of satellite communication with hybrid orbital construction | |
US9998206B2 (en) | Ring constellations for decreased data latency and increased download rates | |
RU2366086C1 (en) | Method of developing space relay system incorporating geosynchronous relay-satellites | |
US20220052758A1 (en) | Hybrid communication | |
Liebrecht et al. | The decade of light: innovations in space communications and navigation technologies | |
US9356686B1 (en) | Polar satcom system and related method |