RU2169989C2 - Method and system for establishing communications - Google Patents
Method and system for establishing communications Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169989C2 RU2169989C2 RU99108884A RU99108884A RU2169989C2 RU 2169989 C2 RU2169989 C2 RU 2169989C2 RU 99108884 A RU99108884 A RU 99108884A RU 99108884 A RU99108884 A RU 99108884A RU 2169989 C2 RU2169989 C2 RU 2169989C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- spacecraft
- planet
- information exchange
- communication
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области связи, осуществляемой с использованием космических средств, и может быть применено для информационного обмена между различными объектами, расположенными на орбитах вокруг планеты, на поверхности планеты, в ее акватории или под поверхностью. The invention relates to the field of communication, carried out using space means, and can be used for information exchange between various objects located in orbits around the planet, on the surface of the planet, in its water area or under the surface.
Преимущественным волновым диапазоном для настоящего изобретения являются средние, длинные и сверхдлинные волны (~ от 1 МГц до 1 КГц), используемые, в частности, для связи с подводными и подземными объектами, а также для исследования (радиолокации) естественных и искусственных образований в данных областях планеты. The preferred wavelength range for the present invention is medium, long and extra-long waves (~ 1 MHz to 1 KHz), used, in particular, for communication with underwater and underground objects, as well as for the study (radar) of natural and artificial formations in these areas the planet.
Уровень техники
Известны глобальные системы спутниковой связи, включающие сеть геостационарных, 12-часовых или низкоорбитальных космических аппаратов (КА), осуществляющих передачу данных различного типа между определенными регионами Земли. Такие данные передаются, в основном, по каналам телевизионной и радиосвязи в метровом...сантиметровом диапазонах длин волн (~10 МГц...10 ГГц), для которых нижняя ионосфера Земли (слои F, E, D) является прозрачной - см., например, [1]: А.М. Бонч-Бруевич, В.Л. Быков и др. Системы спутниковой связи. М., "Радио и связь". 1992. С. 11-31.State of the art
Known global satellite communications systems, including a network of geostationary, 12-hour or low-orbit spacecraft (SC), transmitting data of various types between certain regions of the Earth. Such data are transmitted mainly through television and radio channels in the meter ... centimeter wavelength ranges (~ 10 MHz ... 10 GHz), for which the lower ionosphere of the Earth (layers F, E, D) is transparent - see , for example, [1]: A.M. Bonch-Bruevich, V.L. Bykov et al. Satellite communications systems. M., "Radio and Communications". 1992.S. 11-31.
Данные системы, широко применяемые для потребительской, коммерческой и навигационной связи, тем не менее ограничены областью достаточно низких частот (средние. . .длинные волны), для которых нижняя ионосфера непрозрачна, так что применение традиционных спутниковых систем затруднено (например, зависит от времени суток) или вовсе невозможно. These systems, which are widely used for consumer, commercial, and navigation communications, are nevertheless limited by the region of sufficiently low frequencies (medium... Long waves), for which the lower ionosphere is opaque, so the use of traditional satellite systems is difficult (for example, it depends on the time of day ) or not possible at all.
Однако некоторые специальные задачи, характеризующие область преимущественного использования изобретения, требуют работы именно в указанных волновых диапазонах. However, some special tasks characterizing the field of predominant use of the invention require work precisely in these wavelengths.
Известны способы и системы связи, основанные на применении космических тросовых систем (ТС), размеры которых (~10...100 км) позволяют генерировать ДВ- и СДВ-сигналы при взаимодействии электропроводных элементов ТС с околоземной плазмой - см., например, [2]: А.В. Андреев, Н.Н. Хлебникова. Космические системы с гибкой связью. Итоги науки и техники. Ракетостроение и космическая техника. Т. 12. М., 1991. С. 134-136; 153. Known communication methods and systems based on the use of space cable systems (TS), the dimensions of which (~ 10 ... 100 km) allow the generation of DV and SDV signals during the interaction of electrically conductive elements of the TS with near-Earth plasma - see, for example, [ 2]: A.V. Andreev, N.N. Khlebnikov. Flexible communications space systems. Results of science and technology. Rocket science and space technology. T. 12.M., 1991. S. 134-136; 153.
Такие сигналы передаются, главным образом, по ионосферным волноводам, естественное положение которых относительно Земли ("горячие пятна" на поверхности, преимущественно в приполярных районах) не может выбираться по желанию, и, кроме того, в волновод попадает незначительная часть энергии сигнала. Such signals are transmitted mainly through ionospheric waveguides, the natural position of which relative to the Earth ("hot spots" on the surface, mainly in the polar regions) cannot be selected at will, and, in addition, a small part of the signal energy enters the waveguide.
Известны также другие способы и системы информационной связи между КА и планетой, например, основанные на отделении части орбитального КА (капсулы с накопленной информацией), ее переводе на траекторию сближения с планетой и последующем спуске в атмосфере, где эта часть затем подбирается, а содержащаяся в ней информация используется потребителем. Энергетически эффективно отделение и перевод на траекторию сближения с планетой указанной части КА могут быть произведены с помощью ТС достаточной длины - см. указанный источник [2], с. 54. Other methods and systems of information communication between the spacecraft and the planet are also known, for example, based on the separation of a part of the orbital spacecraft (capsule with accumulated information), its transfer to the trajectory of approach to the planet and subsequent descent in the atmosphere, where this part is then selected and contained in her information is used by the consumer. Energy-efficient separation and transfer to the path of approach to the planet of the indicated part of the spacecraft can be carried out using vehicles of sufficient length - see the indicated source [2], p. 54.
Недостатком способов и систем подобного типа являются, очевидно, крайне жесткие ограничения на пространственно-временные характеристики информационного обмена, практическая невозможность оперативной двусторонней связи КА с наземными (тем более, глубоководными и подземными) объектами и др. The disadvantage of methods and systems of this type are, obviously, extremely stringent restrictions on the spatio-temporal characteristics of information exchange, the practical impossibility of operational two-way communication of spacecraft with ground (especially deep-sea and underground) objects, etc.
Тем не менее в отдельных приемах и средствах подобной связи, которые в своей выделенной совокупности могут быть приняты в качестве ближайших аналогов предлагаемых способа и системы, присутствует положительный момент, такой как возможность многократного и энергетически экономного сближения приемопередающих частей КА с планетой - причем настолько, что становится возможной (благодаря отличительным особенностям настоящего изобретения) средне- и длинноволновая радиосвязь с интересующими объектами. Nevertheless, in certain techniques and means of such communication, which in their selected aggregate can be taken as the closest analogues of the proposed method and system, there is a positive moment, such as the possibility of multiple and energy-efficient convergence of the transceiving parts of the spacecraft with the planet - so much so that it becomes possible (due to the distinguishing features of the present invention) medium and long-wave radio communication with objects of interest.
В этом отношении задачей и целью изобретения является разработка такого способа и такой реализующей его системы связи, с помощью которых возможно постоянно (периодически) и без существенных энергозатрат производить передачу и/или обмен данными преимущественно на средних, длинных и сверхдлинных волнах между орбитальными КА и различными, предпочтительно специальными, (погруженными и заглубленными) объектами. In this regard, the objective and purpose of the invention is to develop such a method and such a communication system that implements it, with which it is possible to continuously (periodically) and without significant energy costs transmit and / or exchange data mainly on medium, long and extra-long waves between orbital spacecraft and various , preferably special (immersed and buried) objects.
Сущность изобретения
Решение задачи и цель настоящего изобретения достигаются тем, что предлагаемый способ осуществления связи включает в себя следующие операции:
выведение на орбиту вокруг планеты, преимущественно круговую, по меньшей мере одного КА, снабженного средствами для информационного обмена в заданном волновом диапазоне, и связанной с КА ТС;
размещение части указанных средств на ТС, соединенной с КА;
размещение ТС в области, лежащей ниже орбиты центра масс КА, по которой движется этот КА в результате указанного выведения;
отделение ТС от КА, в результате которого она переходит на нисходящий участок траектории сближения с планетой;
излучение и/или прием сигналов ТС при ее движении на участке траектории в районе перицентра (с минимальными высотами над поверхностью планеты);
соединение ТС с КА после ее движения по восходящему участку траектории сближения с планетой.SUMMARY OF THE INVENTION
The solution to the problem and the purpose of the present invention are achieved in that the proposed method for communicating includes the following operations:
launching into orbit around the planet, mainly circular, at least one spacecraft equipped with means for information exchange in a given wave range, and associated with the spacecraft;
placing part of these funds on the vehicle connected to the spacecraft;
placement of the vehicle in the region lying below the orbit of the center of mass of the spacecraft, on which this spacecraft moves as a result of the indicated withdrawal;
separation of the vehicle from the spacecraft, as a result of which it passes to the descending section of the trajectory of approach to the planet;
radiation and / or reception of vehicle signals when it moves along a trajectory in the area of the pericenter (with minimum heights above the planet's surface);
the connection of the vehicle with the spacecraft after its movement along the ascending section of the approach path to the planet.
При этом в процессе движения ТС по траектории сближения с планетой между нею и КА может поддерживаться дистанционная связь (по радио-, лазерному и другим каналам), преимущественно - при излучении/приеме ТС сигналов в районе перицентра, с образованием таким образом линии связи между самим КА и объектами на Земле через посредство ТС. In this case, in the process of moving the vehicle along the path of approach to the planet between it and the spacecraft, remote communication can be maintained (via radio, laser and other channels), mainly when the vehicle emits / receives signals in the area of the pericenter, thus forming a communication line between itself Spacecraft and objects on Earth through the vehicle.
Траектория сближения ТС с планетой должна быть выбрана так, чтобы в районе перицентра приемоизлучающая ("нижняя") часть ТС находилась ниже ионосферного слоя F (~180 км) или даже ниже слоя E (~100 км). Последнее условие критично по соображениям динамического нагрева кабель- троса ТС атмосферным потоком, а также ввиду возможного развития неустойчивости относительного движения троса [2], с. 82-90. Однако сравнительно короткое время сеанса связи на таких высотах и некоторые специальные меры могут минимизировать данные отрицательные явления. The trajectory of the approach of the vehicle to the planet should be chosen so that in the pericenter region the receiving-radiating ("lower") part of the vehicle is below the ionospheric layer F (~ 180 km) or even below the layer E (~ 100 km). The latter condition is critical for reasons of dynamic heating of the cable of the vehicle by atmospheric flow, and also because of the possible development of instability of the relative movement of the cable [2], p. 82-90. However, the relatively short time of the communication session at such heights and some special measures can minimize these negative phenomena.
На круговую орбиту (орбиты) может быть выведено несколько КА, распределенных вдоль орбиты (по орбитам) так, чтобы каждая ТС - после отделения от одного КА, проведения сеанса связи в районе перицентра и движения по восходящему участку траектории сближения с планетой - могла сблизиться и соединиться с другим КА (схема "переброски" ТС от одного КА к другому). Several spacecraft can be placed in a circular orbit (orbits) distributed along the orbit (in orbits) so that each vehicle — after separation from one spacecraft, conducting a communication session in the pericenter region and moving along the ascending section of the approach path to the planet — can approach and connect to another spacecraft (vehicle transfer scheme from one spacecraft to another).
В общем случае орбиты КА и траектории ТС могут корректироваться теми или иными средствами (в том числе в режиме "орбитального двигателя/генератора" [2] , с. 72-74) для обеспечения цикличности работы системы связи согласно изобретению. In the general case, the orbits of the spacecraft and the trajectory of the vehicle can be corrected by various means (including in the "orbital engine / generator" mode [2], pp. 72-74) to ensure the cyclic operation of the communication system according to the invention.
Система для осуществления связи, реализующая предлагаемый способ, содержит:
по меньшей мере один КА, выводимый преимущественно на круговую орбиту вокруг планеты и снабженный средствами информационного обмена в заданном волновом диапазоне;
ТС, снабженную средствами стыковки и разделения с КА, на которой размещена часть указанных средств для информационного обмена;
вспомогательные средства управления движением (системы навигации, коррекции и др.) и работой обеспечивающих бортовых систем (ориентации, стабилизации, наведения антенн и др.) КА и ТС в совместном и раздельном их полете.A communication system implementing the proposed method comprises:
at least one spacecraft, placed mainly in a circular orbit around the planet and equipped with means of information exchange in a given wavelength range;
TS equipped with means of docking and separation from the spacecraft, on which a part of the indicated means for information exchange is located;
auxiliary controls for the movement (navigation, correction systems, etc.) and the operation of the supporting on-board systems (orientation, stabilization, antenna pointing, etc.) of the spacecraft and the vehicle in their joint and separate flight.
Указанные средства информационного обмена могут включать в себя средства для поддержания дистанционной связи между КА и ТС при их раздельном полете. The indicated means of information exchange may include means for maintaining remote communication between the spacecraft and the vehicle during their separate flight.
Система для осуществления связи может содержать несколько КА, размещенных вдоль одной или нескольких орбит. A communication system may comprise several spacecraft located along one or more orbits.
Анализ уровня техники не выявил технических решений с идентичной совокупностью признаков, ввиду чего изобретение обладает новизной. По отдельности известные приемы и элементы объединены в предлагаемом изобретении так, что позволяют достичь неочевидного конечного результата, что свидетельствует о соответствии изобретения условию изобретательского уровня. Промышленная применимость изобретения обосновывается нижеприводимыми примерами его реализации. The analysis of the prior art did not reveal technical solutions with an identical set of features, which is why the invention is novel. Separately, well-known techniques and elements are combined in the present invention so as to achieve an unobvious final result, which indicates that the invention meets the condition of an inventive step. The industrial applicability of the invention is justified by the following examples of its implementation.
Сущность изобретения иллюстрируется нижеследующими графическими материалами. The invention is illustrated by the following graphic materials.
На фиг. 1 представлена упрощенная структура нижней ионосферы Земли. In FIG. 1 shows a simplified structure of the lower ionosphere of the Earth.
На фиг. 2 схематично показано влияние слоя E на диаграмму направленности излучающего элемента ТС, размещенного ниже этого слоя. In FIG. 2 schematically shows the effect of layer E on the radiation pattern of the radiating element of the vehicle located below this layer.
На фиг. 3 дана упрощенная схема использования "волновода" между слоями E и D. In FIG. Figure 3 shows a simplified diagram of the use of a "waveguide" between layers E and D.
На фиг. 4 дан пример простейшего орбитального построения системы согласно изобретению. In FIG. 4 gives an example of the simplest orbital construction of a system according to the invention.
На фиг. 5 представлена принципиальная конструктивная схема системы для реализации предлагаемого способа связи. In FIG. 5 presents a schematic structural diagram of a system for implementing the proposed communication method.
На фиг. 6 показана система по фиг. 5 после разделения КА и ТС. In FIG. 6 shows the system of FIG. 5 after separation of the spacecraft and the vehicle.
На фиг. 7 представлена возможная рабочая конфигурация ТС при ее движении на минимальных высотах над Землей. In FIG. Figure 7 shows the possible working configuration of the vehicle during its movement at minimum heights above the Earth.
На фиг. 8 показан возможный вариант модификации конструктивной схемы по фиг. 5. In FIG. 8 shows a possible modification of the structural circuit of FIG. 5.
Предпочтительные примеры реализации изобретения
Как известно, в нижней ионосфере Земли можно условно выделить ряд слоев (фиг. 1) с различной, зависящей от времени суток, солнечной активности и других факторов, электронной концентрацией, непосредственно влияющей на распространение радиоволн. Сильное преломление и отражение радиоволн (при вертикальном падении) происходит вблизи критической частоты
где N - электронная концентрация (см-3). В таблице 1 приведены ориентировочные характеристики ионосферы Земли с точки зрения пропускания радиоволн разного типа (см., например, [3]: Н.М. Изюмов и Д.П. Линде. Основы радиотехники. М.-Л. "Энергия". 1965. С. 171-189).Preferred Embodiments
As is known, in the lower ionosphere of the Earth it is possible to conditionally distinguish a number of layers (Fig. 1) with different, depending on the time of day, solar activity and other factors, electron concentration, directly affecting the propagation of radio waves. Strong refraction and reflection of radio waves (with vertical incidence) occurs near the critical frequency
where N is the electron concentration (cm -3 ). Table 1 shows the approximate characteristics of the Earth’s ionosphere in terms of transmission of various types of radio waves (see, for example, [3]: NM Izyumov and DP Linde. Fundamentals of radio engineering. M.-L. "Energy". 1965 S. 171-189).
Средние, ДВ- и СДВ-волны практически не проходят через слои E и F. ДВ- и СДВ- сигналы не преодолевают наиболее низкого (60...90 км) слоя D. Важно отметить, однако, что этот слой практически полностью исчезает в ночное время (см. фиг. 1, табл. 1). Medium, DW and SDW waves practically do not pass through layers E and F. The DV and SDW signals do not overcome the lowest (60 ... 90 km) layer D. It is important to note, however, that this layer almost completely disappears in night time (see Fig. 1, table. 1).
Согласно предлагаемому изобретению сеансы связи в интересующих диапазонах производятся с помощью приемоизлучающих элементов, располагаемых ниже или у самой нижней границы слоя E, т.е. на высотах около 110±10 км (причем длины ~10 км могут приходиться собственно на активные антенные элементы). При этом отражающие свойства слоя E используются для повышения направленности антенны (см. [3], с. 150-153), как это схематично показано на фиг. 2. According to the invention, communication sessions in the ranges of interest are carried out using receiving-emitting elements located below or at the lowest boundary of the layer E, i.e. at altitudes of about 110 ± 10 km (moreover, lengths of ~ 10 km can actually be attributed to active antenna elements). The reflective properties of layer E are used to increase the directivity of the antenna (see [3], pp. 150-153), as shown schematically in FIG. 2.
Приемоизлучающий (антенный) элемент вследствие ощутимого аэродинамического сопротивления, при соответствующем его исполнении и управлении, может занимать различные промежуточные - между вертикальным и горизонтальным - положения. Это предоставляет дополнительные возможности регулировать характеристики приема-излучения радиоволн. Due to tangible aerodynamic drag, the receiving-radiating (antenna) element, with its corresponding performance and control, can occupy various intermediate - between vertical and horizontal - positions. This provides additional opportunities to adjust the characteristics of the reception-emission of radio waves.
Для радиосвязи на длинных и сверхдлинных волнах может быть использован и "волновод" между слоями E и D с выходом/входом на ночной стороне Земли (где исчезает слой D) - см. фиг. 3. For radio communication on long and extra-long waves, a “waveguide” between layers E and D with an output / input on the night side of the Earth (where layer D disappears) can also be used - see FIG. 3.
Объект, с которым осуществляет связь ТС, находится в области ("пятне") S на ночной стороне Земли, куда попадают сигналы из "волновода". От объекта к ТС сигналы могут направляться обратным путем. Принципиально, "окна" в слое D можно временно проделывать (на дневной стороне) искусственным путем (с помощью плазмогасящих соединений), однако это нежелательно по экологическим соображениям. Для того же, чтобы иметь возможность опустить часть ТС ниже слоя D (т. е. до 80-60 км), требуется решить сложные проблемы теплового нагрева и компенсации весьма значительного аэродинамического торможения ТС. The object with which the vehicle communicates is located in the region ("spot") S on the night side of the Earth, where the signals from the "waveguide" get. From the object to the vehicle, the signals can be sent in the opposite way. In principle, “windows” in layer D can be temporarily made (on the day side) artificially (using plasma damping compounds), but this is undesirable for environmental reasons. In order to be able to lower part of the vehicle below layer D (i.e., up to 80-60 km), it is necessary to solve the complex problems of thermal heating and compensate for the very significant aerodynamic drag of the vehicle.
Пример построения элементарной орбитальной системы согласно изобретению дан на фиг. 4. В каждом сеансе связи ТС отцепляется от KA1 и переходит на траекторию O'2 сближения с планетой. На нижнем участке производится обмен информацией между ТС (и - через ее посредство - между КА1) и наземными объектами, как показано на фиг. 2-3. После этого ТС переходит на восходящий участок траектории, по которому сближается с начальной орбитой, опережая KA1 на некоторое расстояние.An example of constructing an elementary orbital system according to the invention is given in FIG. 4. In each communication session, the vehicle detaches from KA 1 and moves onto the approach path O ' 2 to the planet. In the lower section, information is exchanged between the vehicle (and, through it, between spacecraft 1 ) and ground objects, as shown in FIG. 2-3. After that, the vehicle passes to the ascending section of the trajectory, which approaches the initial orbit, ahead of KA 1 by a certain distance.
Следует заметить, что при расцепке КА и ТС орбита КА также изменится - в данном случае КА1 перейдет на более высокую орбиту, касающуюся исходной орбиты O1 в точке расцепки (здесь же для простоты считается, что масса KA1 гораздо больше массы ТС, так что новая орбита КА практически совпадает с O1).It should be noted that when the spacecraft and the vehicle are uncoupled, the orbit of the spacecraft will also change - in this case, the spacecraft 1 will go to a higher orbit, touching the initial orbit O 1 at the point of uncoupling (here, for simplicity, it is assumed that the mass KA 1 is much larger than the mass of the vehicle, so that the new orbit of the spacecraft practically coincides with O 1 ).
Для "подхвата" ТС в точке сближения с орбитой O1 в системе может быть предусмотрен второй КА2
В предпочтительном варианте система согласно изобретению содержит КА 1 (фиг. 5-6) и тросовую систему с основным кабель-тросом 2 (силовой частью и электро- или оптоволоконной линией связи) и излучающим и/или приемным (антенным) участком 3. Средства стыковки - разделения КА 1 и ТС могут быть совмещены со средствами 4 дистанционной связи между КА и ТС (например, по высокочастотному или лазерному каналу).To "pick up" the vehicle at the point of convergence with the orbit O 1 in the system, a second spacecraft 2 can be provided
In a preferred embodiment, the system according to the invention contains KA 1 (Fig. 5-6) and a cable system with a main cable-cable 2 (power part and an electric or fiber optic communication line) and a radiating and / or receiving (antenna)
В исходном состоянии центр масс связки движется по орбите О1, а центр масс ТС - по орбите О2 (фиг. 5). В данном примере эти орбиты круговые.In the initial state, the center of mass of the bundle moves in the O 1 orbit, and the center of mass of the vehicle - in the O 2 orbit (Fig. 5). In this example, these orbits are circular.
В системе может быть предусмотрен концевой блок 5 с оборудованием, необходимым для работы приемопередающего участка 3 и функционального сопряжения этого участка с остальной информационной частью - в кабель-тросе 2 и средствах 4. An
Кроме этих функций блок 5 выполняет роль "противовеса" и, возможно, защиты участка 3 (по крайней мере, частично) от нагрева в атмосфере, а также для управления положением и движением всего кабель-троса (как в атмосфере, так и вне нее). In addition to these functions, block 5 acts as a “counterweight” and, possibly, protects section 3 (at least partially) from heating in the atmosphere, as well as to control the position and movement of the entire cable (both in the atmosphere and outside it) .
Полезной модификацией системы по фиг. 5 может служить показанная на фиг. 8. Согласно этой схеме стыковочно-разделительное устройство, совмещенное со средствами 4 дистанционной связи, содержит дополнительный силовой трос (кабель-трос) с частями 6 и 7 соответственно на ТС и КА. Эти части троса снабжены необходимыми механизмами выпуска-подтягивания (лебедками), концевыми замками и средствами взаимного улавливания в месте расположения замков (т. е. по крайней мере один из тросов 6 или 7 может быть выполнен активным, см., например, [2], с. 120-123). A useful modification of the system of FIG. 5 may serve as shown in FIG. 8. According to this scheme, the docking and separation device, combined with means 4 for remote communication, contains an additional power cable (cable-cable) with
Наличие дополнительного троса 6-7 облегчает "подхват" ТС при сближении с КА2 (фиг. 4), тем более, что удаление ТС от исходной орбиты О1 возрастает вследствие некоторого атмосферного торможения в районе перигея.The presence of an additional cable 6-7 facilitates the "pickup" of the vehicle when approaching spacecraft 2 (Fig. 4), especially since the removal of the vehicle from the original O 1 orbit increases due to some atmospheric braking in the perigee region.
Ясно, что может быть построено несколько элементарных орбитальных систем, подобных показанной на фиг. 4, путем, например, равномерного размещения вдоль орбиты нескольких КА: KA1, КА2, ...и предусмотра нескольких ТС, соответственно синхронизированных с КА и с ними взаимодействующих в верхних точках траекторий типа О'2. При этом могут быть выбраны, по известным специалистам методикам, необходимые точки сеансов связи (в перигеях траекторий О'2 ТС), их увязка с положением на Земле интересующих объектов, периодичность и длительность связи и т.д.It is clear that several elementary orbital systems similar to that shown in FIG. 4, by, for example, even distribution along several spacecraft orbit: KA 1, KA 2, ..., and there are several TS, respectively synchronized with the AC and interacting with them at the high points of the trajectories of type G '2. This may be selected by methods known in the art, the required point communication sessions (in perigee trajectories G 'TC 2), linking them to the position of objects in the world, the frequency and duration of communications, etc.
Для более конкретного представления о характеристиках предлагаемой системы связи ниже приводятся некоторые простые оценки. For a more specific idea of the characteristics of the proposed communication system, some simple estimates are given below.
Максимальное удаление ТС по вертикали (снижение вдоль радиуса орбиты) при отцепке от КА - без предварительной раскачки ТС - составляет примерно 7δ, где δ - расстояние между исходными орбитами O1 и О2 на фиг. 5.The maximum removal of the vehicle vertically (decrease along the radius of the orbit) when uncoupling from the spacecraft — without preliminary buildup of the vehicle — is about 7δ, where δ is the distance between the initial orbits O 1 and O 2 in FIG. 5.
При сильной раскачке получаем около 14δ, а при умеренной ≈ 10δ [2; с. 52-53] . Отсюда можно оценить потребную длину троса 2 ТС (фиг. 5) - для заданной высоты основной орбиты (O1) КА и минимальной высоты полета участка 3-5 ТС (см. фиг. 5-7). Последнюю примем в 100 км.With a strong buildup we get about 14δ, and with a moderate ≈ 10δ [2; from. 52-53]. From here one can estimate the required length of the
Отставание KA1 от отделенной от него ТС, через один оборот по орбите O1 (без учета изменения орбиты О'2 в результате малого торможения ТС), составит примерно 12πδ ≈ 38δ. Данным расстоянием определяется расстановка нескольких КА: КА1, КА2,... вдоль орбиты О1.Lagging KA 1 separated away from the vehicle through one orbit O 1 (excluding changes orbit G '2 by a small vehicle deceleration) will be approximately 12πδ ≈ 38δ. This distance determines the arrangement of several spacecraft: spacecraft 1 , spacecraft 2 , ... along the orbit O 1 .
В табл. 2 даны соответствующие оценки. In the table. 2 corresponding estimates are given.
Из приведенных данных видно, что на характерных высотах длительного полета КА (~ 500...450 км) длина ТС умеренная и масса силового троса (для материалов типа кевлар и СВМ) невелика. Отставание КА (т.е. расстояние между KA1 и КА2 на фиг. 4) составляет, для этих же высот, примерно 2000 км/оборот.It can be seen from the data presented that at the characteristic altitudes of a long spacecraft flight (~ 500 ... 450 km), the length of the vehicle is moderate and the mass of the power cable (for materials such as Kevlar and CBM) is small. The spacecraft lag (i.e. the distance between KA 1 and KA 2 in Fig. 4) is, for the same altitudes, approximately 2000 km / revolution.
Т. о. , для построения системы "непрерывной" связи (в которой каждая ТС взаимодействовала бы с одним из КА в конце каждого оборота по траектории О'2) потребовалось бы не менее 20 КА на орбите О1. При этом число ТС могло бы составлять от 1 до 20. Период между последовательными сеансами связи каждой ТС в такой системе будет порядка 1,5 часов,T. about. , to build a system of "continuous" communication (in which each vehicle would interact with one of the spacecraft at the end of each revolution along the O ' 2 trajectory), at least 20 spacecraft in orbit O 1 would be required. Moreover, the number of vehicles could be from 1 to 20. The period between consecutive communication sessions of each vehicle in such a system would be about 1.5 hours,
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99108884A RU2169989C2 (en) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | Method and system for establishing communications |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99108884A RU2169989C2 (en) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | Method and system for establishing communications |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99108884A RU99108884A (en) | 2001-02-10 |
RU2169989C2 true RU2169989C2 (en) | 2001-06-27 |
Family
ID=20219184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99108884A RU2169989C2 (en) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | Method and system for establishing communications |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2169989C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2780535C2 (en) * | 2018-02-13 | 2022-09-27 | Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнз Корп., Лтд. | Device and method for “vehicle-to-everything” communication |
US11825507B2 (en) | 2018-02-13 | 2023-11-21 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Apparatus and method for performing vehicle to everything communication |
-
1999
- 1999-04-29 RU RU99108884A patent/RU2169989C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАРТЕР Л. Системы связи с использованием ИСЗ. - М.: Мир, 1964, с.78-134. БОНЧ-БРУЕВИЧ А.М. и др. Система спутниковой связи. - М.: Радио и связь, 1992, с.11-31. АНДРЕЕВ А.В. и др. Космические системы с гибкой связью. Итоги науки и техники. Ракетостроение и космическая техника, т.12. - М., 1991, с.134-136, 153. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2780535C2 (en) * | 2018-02-13 | 2022-09-27 | Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнз Корп., Лтд. | Device and method for “vehicle-to-everything” communication |
US11825507B2 (en) | 2018-02-13 | 2023-11-21 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Apparatus and method for performing vehicle to everything communication |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1108036C (en) | Optical satellite feederlinks | |
EP1189329B1 (en) | Space photovoltaic power generation method and system | |
EP1358723A1 (en) | Communication system using an aerostat tethered above the earth surface and linked to a base station by an optical fibre | |
CN1193854A (en) | Multiple altitude satellite relay system and method | |
CN110221296B (en) | High-low orbit SAR satellite combined observation system based on simulation forwarding mode | |
US11329728B1 (en) | Optical tracking system using polarization modulation | |
Jono et al. | Acquisition, tracking, and pointing systems of OICETS for free space laser communications | |
CN110611529A (en) | System for realizing integration of terahertz tracking and data relay communication | |
CN113691303A (en) | Optical link relay communication system | |
Hemmati et al. | Comparative study of optical and radio-frequency communication systems for a deep-space mission | |
RU2169989C2 (en) | Method and system for establishing communications | |
CN109039433A (en) | A kind of installed load system of high throughput satellite | |
CN103594749B (en) | Based on the spacecraft charging method of wireless energy transmission | |
CN108306688A (en) | Spatial chaos laser communication system based on the anti-mirror in spaceborne angle and method | |
Toyoshima | Trends in laser communications in space | |
JP3799904B2 (en) | Communication device | |
Shikatani et al. | Optical intersatellite link experiment between the earth station and ETS-VI | |
Hemmati et al. | Comparative study of optical and RF communication systems for a Mars mission | |
US20240174383A1 (en) | Satellite Array System for Detection and Identification | |
RU2753665C1 (en) | System for transmitting information between space vehicles and unmanned aerial vehicles | |
JPH047853B2 (en) | ||
Jing et al. | Technologies and applications of free-space optical communication and space optical information network | |
Furch et al. | Optical satellite links for ESA's space missions | |
Atayev et al. | High-Speed Data Transmission in LEO Satellite Networks with Free Space Optics-Based Transponder and 3D Switch Model | |
Zekavat et al. | Space-based power grids introduction: Feasibility study |