RU2366086C1 - Method of developing space relay system incorporating geosynchronous relay-satellites - Google Patents

Method of developing space relay system incorporating geosynchronous relay-satellites Download PDF

Info

Publication number
RU2366086C1
RU2366086C1 RU2008131091/09A RU2008131091A RU2366086C1 RU 2366086 C1 RU2366086 C1 RU 2366086C1 RU 2008131091/09 A RU2008131091/09 A RU 2008131091/09A RU 2008131091 A RU2008131091 A RU 2008131091A RU 2366086 C1 RU2366086 C1 RU 2366086C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
subscribers
relay
satellite
space
terrestrial
Prior art date
Application number
RU2008131091/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Мухин (RU)
Владимир Анатольевич Мухин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" им. академика М.Ф. Решетнева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" им. академика М.Ф. Решетнева" filed Critical Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" им. академика М.Ф. Решетнева"
Priority to RU2008131091/09A priority Critical patent/RU2366086C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2366086C1 publication Critical patent/RU2366086C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering, namely to relay-satellites (RS) used on high elliptic orbits (HEO). Proposed method uses geosynchronous satellites with longitudes ascending nodes spaced apart through 120° and RS connected via at least, one feeder line with central station. Data line is switched over from Earth Users from RS leaving the their service zone to RS entering aforesaid zone. Proposed method differs from known versions in that every RS is furnished with multi-beam antenna with maximum angle of its beams deviation from the axis passing through RS location and Earth center restricted by angle α=arcsin [Rsv/(R3+Hop)], where Rsv is the radius of sphere of possible locations of space Users, R3 is the Earth radius, Hop is the RS orbit perigee. Central group of beams is isolated from those formed by RS covering the Users service zone, as well as peripheral group covering the remaining zone restricted by angle α. Via previously mentioned zones, data exchange with space Users is performed. Note that RS staying outside service zone effects data exchange with space objects through central and peripheral groups of multi-beam antenna beams. Inter-satellite radio lines are used to communicate RS with two other RSs staying outside above specified service zone.
EFFECT: maximum period of RS operation.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области радиосвязи с применением спутников-ретрансляторов (СР) на высоких эллиптических орбитах (ВЭО) типа «Тундра» и предназначено для преимущественного использования в космических системах ретрансляции и связи, абонентами которых являются земные станции и низкоорбитальные космические аппараты, работающие в общем диапазоне волн.The invention relates to the field of radio communications using satellite transponders (SR) in high elliptical orbits (HEO) of the Tundra type and is intended for primary use in space relay and communication systems whose subscribers are earth stations and low-orbit spacecraft operating in the general range waves.

Известен способ построения спутниковой системы цифрового радиовещания для автомобилистов Sirius с использованием трех геосинхронных спутников /Ю.Журавин. Sirius 1 на орбите // «Новости космонавтики», 2000, №8, с.35-36/.There is a method of building a satellite digital broadcasting system for Sirius motorists using three geosynchronous satellites / U. Zhuravin. Sirius 1 in orbit // "Cosmonautics News", 2000, No. 8, p. 35-36 /.

Известен также способ построения спутниковой системы связи с наземными подвижными объектами Sycomores («Aeronautical Journal», 1989, 93, №930, 387-393, патент США №4943808, Н04В 7/19, Н04В 7/185, 1990 г.), который выбран в качестве прототипа.There is also a method of constructing a satellite communication system with terrestrial mobile objects Sycomores ("Aeronautical Journal", 1989, 93, No. 930, 387-393, US patent No. 4943808, HB04/19, HBB 7/185, 1990), which selected as a prototype.

Системы Sirius и Sycomores построены с использованием геосинхронных спутников-ретрансляторов, обращающихся по высокой эллиптической орбите и имеющих разнесенные на 120° долготы восходящих узлов. Связь с земными абонентами осуществляется в период нахождения по меньшей мере одного СР над зоной их обслуживания, при этом СР соединен посредством фидерной радиолинии по меньшей мере с одной центральной станцией, расположенной в зоне обслуживания земных абонентов, в течение периода нахождения данного СР над указанной зоной. Перед выходом СР за пределы зоны обслуживания информационный поток от земных абонентов переключают на СР, входящий в зону обслуживания.Sirius and Sycomores systems are built using geosynchronous relay satellites that travel in a high elliptical orbit and have uplink nodes separated by 120 °. Communication with terrestrial subscribers is carried out during the period of at least one SR above their service area, while the CP is connected via a feeder radio link to at least one central station located in the terrestrial subscriber service area during the period the SR is located above the specified zone. Before the CP leaves the service area, the information flow from terrestrial subscribers is switched to the CP included in the service area.

Недостатком обеих систем является то, что ретрансляционная аппаратура спутников-ретрансляторов обеих систем, ориентированных на обслуживание земных абонентов, расположенных в определенных зонах Северного полушария, отключается перед выходом СР из указанных зон по командам центральных станций управления, после чего СР в нерабочем режиме совершает свой полет до очередного появления над зоной обслуживания абонентов. Зона обслуживания, например, подвижных абонентов выбирается таким образом, чтобы в любой ее точке СР был виден под достаточно высоким углом возвышения (как правило, не менее 40°). Время нахождения СР над такой зоной составляет порядка 8 ч, т.е. СР находится в рабочем состоянии не более 33% времени своего пребывания на орбите.The disadvantage of both systems is that the relay equipment of satellite transponders of both systems, oriented to servicing terrestrial subscribers located in certain areas of the Northern Hemisphere, is turned off before the SR leaves the indicated zones by commands of the central control stations, after which the SR performs its flight in idle mode until the next appearance above the subscriber service area. The service area, for example, of mobile subscribers, is selected in such a way that at any of its points the SR is visible at a sufficiently high elevation angle (usually not less than 40 °). The time spent by SR over such a zone is about 8 hours, i.e. SR is in working condition not more than 33% of its time in orbit.

Следует также учесть, что современные действующие системы подвижной связи строятся на базе дорогостоящих геостационарных СР, оснащенных крупногабаритными многолучевыми антеннами с эквивалентным диаметром апертуры порядка 12 м (например, системы на базе спутников «Турайя», «Гаруда» и «Инмарсат-4»). Для обслуживания определенного региона требуется один такой СР, который ввиду постоянного нахождения над данным регионом имеет круглосуточную загрузку. При создании региональной системы подвижной связи на базе СР на ВЭО (типа упомянутой выше системы Sycomores) для обеспечения круглосуточного обслуживания заданного региона требуется уже три таких СР, из которых активным является только один. В конечном счете, несмотря на то, что региональные системы подвижной связи на ВЭО привлекательны для высокоширотных территорий вследствие предоставляемой возможности связи при более высоких углах возвышения, чем в случае использования геостационарных систем, по экономической эффективности системы на ВЭО уступают системам на геостационарной орбите.It should also be noted that modern existing mobile communication systems are based on expensive geostationary SRs equipped with large multi-beam antennas with an equivalent aperture diameter of about 12 m (for example, systems based on the Turaiya, Garuda and Inmarsat-4 satellites). To service a certain region, one such SR is required, which, due to its constant location over this region, has a round-the-clock load. When creating a regional mobile communication system based on SRs on VEO (such as the Sycomores system mentioned above), three such SRs are required to provide round-the-clock service for a given region, of which only one is active. Ultimately, despite the fact that regional mobile communication systems on VEO are attractive for high-latitude territories due to the possibility of communication at higher elevation angles than in the case of using geostationary systems, the economic efficiency of VEO systems is inferior to systems in geostationary orbit.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение условий для близкого к максимальному времени использования СР на орбите.The aim of the invention is to provide conditions for close to the maximum time of the use of SR in orbit.

Поставленная цель достигается тем, что каждый СР оснащают многолучевой антенной (МЛА), максимальный угол отклонения оси лучей которой от оси, проходящей через точку расположения спутника-ретранслятора и центр Земли, ограничивают углом α=arc sin[RKA/(RЗПСР)], где RKA - радиус сферы возможных положений космических абонентов, RЗ - радиус Земли, НПСР - высота перигея орбиты СР, выделяют из числа лучей, формируемых МЛА спутника-ретранслятора, находящегося над зоной обслуживания земных абонентов, центральную группу лучей, охватывающих зону обслуживания земных абонентов в течение периода нахождения спутника-ретранслятора над указанной зоной, через которые осуществляют информационный обмен с земными абонентами, и периферийную группу лучей, охватывающих всю остальную область пространства, ограниченную углом α, через которые осуществляют информационный обмен с космическими абонентами, причем на спутниках-ретрансляторах, находящихся вне указанной зоны обслуживания, осуществляют информационный обмен с космическими абонентами через центральную и периферийную группу лучей МЛА, в течение периода функционирования системы посредством межспутниковых радиолиний поддерживают связь спутника-ретранслятора, находящегося над зоной обслуживания земных абонентов, с двумя остальными спутниками-ретрансляторами, находящимися вне указанной зоны обслуживания.This goal is achieved in that each SR is equipped with a multi-beam antenna (MLA), the maximum angle of deviation of the axis of the rays of which from the axis passing through the point of location of the satellite-relay and the center of the Earth is limited by the angle α = arc sin [R KA / (R З + Н PSR )], where R KA is the radius of the sphere of possible positions of space subscribers, R З is the radius of the Earth, N PSR is the height of the perigee of the SR orbit, the central group of rays is distinguished from the number of rays formed by the MLA of the relay satellite located above the service area of the Earth subscribers covering the service area terrestrial subscribers during the period when the repeater satellite is above the specified zone through which information is exchanged with terrestrial subscribers, and a peripheral group of rays covering the rest of the space limited by angle α, through which information is exchanged with space subscribers, and on satellites -translators outside the specified service area carry out information exchange with space subscribers through the central and peripheral group of MDA rays, in t chenie period of operation of the system by means of radio links support intersatellite communication satellite repeater located above the zone service subscriber earth, with the other two satellite repeaters located outside of said coverage area.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1-4, гдеThe essence of the invention is illustrated in figures 1-4, where

- на фиг.1 представлен общий вид системы, реализующей предлагаемый способ;- figure 1 presents a General view of a system that implements the proposed method;

- на фиг.2 показано распределение лучей МЛА по центральной и периферийной группам;- figure 2 shows the distribution of the rays of the MDA in the Central and peripheral groups;

- на фиг.3 приведены геометрические построения, поясняющие предлагаемый способ, а также взаимосвязь между СР;- figure 3 shows the geometric construction, explaining the proposed method, as well as the relationship between the SR;

- на фиг.4 показана функциональная схема бортового ретрансляционного комплекса спутников-ретрансляторов.- figure 4 shows a functional diagram of an airborne relay complex of satellite transponders.

В соответствии с фиг.1 космическая система ретрансляции включает в себя спутники-ретрансляторы 1, 2 и 3, обращающиеся по ВЭО 4 и оснащенные многолучевыми антеннами 5 (приемная) и 6 (передающая). СР 1 находится над зоной обслуживания земных абонентов 7, для связи с которыми МЛА 5 и 6 формируют центральную группу лучей, и зоны лучей 8 заполняют собой всю указанную зону 7. Область формирования центральной группы лучей ограничена конической поверхностью 9, максимальный угловой размер которой определяется размерами зоны 7, видимой с СР 1 в момент нахождения СР 1 над центром этой зоны. Помимо земных абонентов 10, находящихся в зоне 7 (для удобства показана на фиг.1 отдельно), СР 1 осуществляет информационный обмен с находящимися в поле его зрения космическими абонентами 11, обращающимися по низким околоземным орбитам 12. Для этой цели МЛА 5 и 6 формируют периферийную группу лучей, охватывающих видимую с СР часть сферы возможных положений космических абонентов 11 на их орбитах 12. (Для простоты, на фиг.1 показан лишь один луч 13 из указанной периферийной группы). В зоне обслуживания земных абонентов 7 расположена также центральная станция 14, осуществляющая информационный обмен с СР 1 (а через него и с СР 2 и 3) и управление этими СР.In accordance with figure 1, the space relay system includes satellite transponders 1, 2 and 3, circulating through the HEO 4 and equipped with multi-beam antennas 5 (receiving) and 6 (transmitting). CP 1 is located above the service area of terrestrial subscribers 7, for communication with which the MLA 5 and 6 form the central group of rays, and the zone of rays 8 fill the entire specified zone 7. The formation area of the central group of rays is limited by a conical surface 9, the maximum angular size of which is determined by the dimensions zone 7, visible from CP 1 at the time of CP 1 above the center of this zone. In addition to the terrestrial subscribers 10 located in zone 7 (for convenience, shown separately in FIG. 1), CP 1 carries out information exchange with the space subscribers 11 in its field of vision, circulating in low Earth orbits 12. For this purpose, the MLA 5 and 6 form a peripheral group of rays covering the part of the sphere of possible positions of space users 11 in their orbits 12 visible from the SR. (For simplicity, Fig. 1 shows only one beam 13 from the specified peripheral group). In the service area of earth subscribers 7 there is also a central station 14, which carries out information exchange with CP 1 (and through it with CP 2 and 3) and the management of these CPs.

Спутники-ретрансляторы 2 и 3 находятся вне зоны обслуживания земных абонентов, и все формируемые их антеннами лучи могут быть использованы для обслуживания космических абонентов. (Для простоты, на фиг.1 показаны лишь по одному лучу 13 для СР 2 и 3, нацеленных на космические абоненты 11).Repeater satellites 2 and 3 are located outside the service area of terrestrial subscribers, and all the rays formed by their antennas can be used to service space subscribers. (For simplicity, figure 1 shows only one beam 13 for CP 2 and 3, aimed at space subscribers 11).

Для пояснения принципа разделения лучей на фиг.2 показаны проекции лучей МЛА применительно к СР 1 из фиг.1, охватывающие видимую с СР часть сферы возможных положений космических абонентов 15 (черный круг). Из этих лучей МЛА лучи с проекциями 16 (серые круги) покрывают показанную на фиг.1 зону обслуживания земных абонентов 7 и образуют центральную группу лучей. Лучи с проекциями 17 образуют периферийную группу и предназначены для обслуживания космических абонентов.To explain the principle of separation of beams, Fig. 2 shows the projections of the MDA rays as applied to SR 1 from Fig. 1, covering part of the sphere of possible positions of space users 15 visible from the SR (black circle). Of these MDA rays, rays with projections 16 (gray circles) cover the service area of earth subscribers 7 shown in FIG. 1 and form a central group of rays. Rays with projections 17 form a peripheral group and are designed to serve space subscribers.

Разделение лучей МЛА по центральной и периферийной группам обусловлено различием в характере обслуживания земных и космических абонентов. Так, если применительно к космическим абонентам информационный обмен осуществляется только между ними, с одной стороны, и центрами управления и приема информации, с другой, то для земных абонентов информационный обмен осуществляется не только между ними и центральными (или базовыми) станциями, но и непосредственно между абонентами. Соответственно, передача информации в интересах космических абонентов может осуществляться с применением простых ретрансляторов, а в интересах земных абонентов - с применением сложных ретрансляторов с коммутацией каналов на борту СР.The separation of MDA rays into central and peripheral groups is due to the difference in the nature of the service of terrestrial and space subscribers. So, as applied to space subscribers, information exchange is carried out only between them, on the one hand, and information management and reception centers, on the other hand, for earth subscribers, information exchange is carried out not only between them and central (or base) stations, but also directly between subscribers. Accordingly, the transmission of information in the interests of space subscribers can be carried out using simple transponders, and in the interests of terrestrial subscribers using complex transponders with circuit switching on board the SR.

Кроме того, даже при близких значениях скоростей передачи для земных и космических абонентов, количество обслуживаемых земных абонентов значительно превосходит количество космических абонентов, что обусловливает применение ретрансляторов не только с различным принципом построения, но и с разной пропускной способностью.In addition, even at close transmission speeds for terrestrial and space subscribers, the number of served terrestrial subscribers significantly exceeds the number of space subscribers, which leads to the use of repeaters not only with different construction principles, but also with different throughputs.

Для определения размеров области формирования лучей МЛА СР обратимся к геометрическим построениям на фиг.3, выполненным в плоскости ВЭО 4.To determine the size of the region of formation of the rays of the MLA SR, we turn to the geometric constructions in figure 3, made in the plane of the HEO 4.

На фиг.3, поясняющей, кроме того, принцип работы космической системы ретрансляции, приведены следующие условные обозначения. Точки А и Р - соответственно апогей и перигей орбиты 4, точки С и D - соответственно точки восхождения и захождения СР над зоной обслуживания земных абонентов 7, точка В - точка касания линии визирования «СР - космический абонент» сферы возможных положений космических абонентов 18, О - центр Земли и один из фокусов ВЭО 4, 14 - центральная станция управления СР, НП - направление полета СР, RЗ - радиус Земли,Figure 3, explaining, in addition, the principle of operation of the space relay system, the following conventions are given. Points A and P are, respectively, the apogee and perigee of orbit 4, points C and D, respectively, the points of CP ascension and entry above the service area of earth subscribers 7, point B, the point of contact of the line of sight “CP - space subscriber” of the sphere of possible positions of space subscribers 18, О is the center of the Earth and one of the focuses of the VEO 4, 14 is the central control station of the SR, NP is the direction of flight of the SR, R З is the radius of the Earth,

RKA - радиус сферы возможных положений космических абонентов, НПСР - высота перигея СР, α - максимальный угол отклонения оси луча МЛА СР от направления «СР - центр Земли» при обслуживании космических абонентов.R KA is the radius of the sphere of possible positions of space subscribers, N PSR is the height of the perigee of the SR, α is the maximum angle of deviation of the axis of the beam of the MLA SR from the direction "SR - center of the Earth" when servicing space subscribers.

Из фиг.3 следует, что максимальный угол обзора сферы возможных положений космических абонентов 2α будет иметь место при нахождении СР в перигее его орбиты, т.е. в точке Р. Из прямоугольного треугольника РОВ по известным геометрическим соотношениям получаем максимальное значение угла отклонения оси лучей МЛА СР от оси, проходящей через точку расположения СР и центр Земли, равноеFrom figure 3 it follows that the maximum viewing angle of the sphere of possible positions of space subscribers 2α will take place when the SR is in the perigee of its orbit, i.e. at point P. From the right-angled triangle of the DOM, according to known geometric relations, we obtain the maximum value of the angle of deviation of the axis of the rays of the MLA CP from the axis passing through the point of location of the CP and the center of the Earth, equal to

Figure 00000001
Figure 00000001

Применительно к суточной ВЭО типа «Тундра» с высотой перигея около 24600 км (высота апогея 46700 км), при RKA, не превышающем 8370 км, и RЗ, равном 6370 км, расчет по формуле (1) дает значение α, равное 15,7°.With regard to the daily TEC of the Tundra type with a perigee height of about 24,600 km (apogee height of 46,700 km), with R KA not exceeding 8370 km and R З equal to 6370 km, calculation by formula (1) gives a value of α equal to 15 , 7 °.

Для пояснения работы космической системы ретрансляции в соответствии с заявляемым способом обратимся к упомянутой выше фиг.3 и к фиг.4, представляющей функциональную схему бортового ретрансляционного комплекса (БРК) 19 спутника-ретранслятора 1 (на фиг.3 и 4 обозначен как СР1) во взаимодействии с земными 10 и космическими 11 абонентами, центральной станцией 14 и соседними СР 2 и 3 (на фиг.3 и 4 - СР 2 и СР 3).To explain the operation of the space relay system in accordance with the claimed method, we turn to the aforementioned figure 3 and figure 4, which is a functional diagram of the airborne relay complex (DBK) 19 of the relay satellite 1 (designated as CP1 in figures 3 and 4) in interaction with terrestrial 10 and space 11 subscribers, the central station 14 and neighboring CP 2 and 3 (in FIGS. 3 and 4 - CP 2 and CP 3).

За исходное состояние системы примем показанное на фиг.3 расположение спутников-ретрансляторов на ВЭО 4 с разнесением между ними на 120°, что соответствует времени последовательного прохождения каждым СР точек С, D и Р через 8 часов. В точке С СР1 появляется над зоной обслуживания земных абонентов 7.For the initial state of the system, we will take the arrangement of satellite transponders on VEO 4 shown in Fig. 3 with a separation of 120 ° between them, which corresponds to the time of successive passage of points C, D and P by each SR after 8 hours. At point C CP1 appears above the service area of terrestrial subscribers 7.

Когда СР1 следует по орбите 4 от точки С до точки D, его БРК 19 работает следующим образом. Для формирования лучей, по которым осуществляется связь с земными абонентами (земными станциями - ЗС) 10 и космическими абонентами (КА) 11, в качестве МЛА 5 и 6 могут использоваться как зеркальные антенны с облучающей антенной решеткой, так и активные фазированные антенные решетки. Диаграммообразующие схемы (ДОС) 20 и 21 (фиг.4) соответственно приемной МЛА 5 и передающей МЛА 6 формируют центральную группу лучей (ЦГЛ) и периферийную группу лучей (ПГЛ). Излучаемые ЗС 10 сигналы принимаются лучами ЦГЛ ДОС приемной МЛА (ДОС ПРМ) 21 и через первую коммутационную матрицу (КМ1) 22 поступают в тракт ретранслятора РТР ЗС - ЦС 23 (здесь и далее в названии каждого ретранслятора фигурирует направление передачи, которое он обслуживает). Сигналы, излучаемые КА 11, принимаются лучами ПГЛ ДОС ПРМ 20 и направляются в тракт ретранслятора РТР КА - ЦС 24. Далее сигналы с выходов РТР 23 и 24 поступают в передатчик фидерной линии (ПРД ФЛ) 25 для последующего излучения через первый диплексер (Д1) 26 и приемопередающую антенну фидерной линии (АФЛ) 27 на центральную станцию (ЦС) 14.When CP1 follows in orbit 4 from point C to point D, its DBK 19 works as follows. To form the beams that communicate with terrestrial subscribers (earth stations - ЗС) 10 and space subscribers (KA) 11, both mirrored antennas with an irradiating antenna array and active phased antenna arrays can be used as MLA 5 and 6. Diagram-forming circuits (DOS) 20 and 21 (Fig. 4), respectively, of the receiving MLA 5 and transmitting MLA 6 form the central group of rays (CTL) and the peripheral group of rays (PGL). The signals emitted by the ZS 10 are received by the TsGL DOS beams of the receiving MLA (DOS PRM) 21 and through the first switching matrix (KM1) 22 they enter the path of the RTR ZS - TsS 23 repeater (hereinafter, in the name of each relay, the direction of transmission that it serves) appears. The signals emitted by KA 11 are received by the PGL DOS PRM 20 beams and sent to the path of the RTR KA-TsS 24 repeater. Next, the signals from the RTR 23 and 24 outputs are fed to the feeder line transmitter (FL PD) 25 for subsequent radiation through the first diplexer (D1) 26 and a transceiver antenna feeder line (AFL) 27 to the central station (CA) 14.

В обратном направлении сигналы от ЦС 14 для ЗС 10 и КА 11 поступают через АФЛ 27 и Д1 26 в приемник фидерной линии (ПРМ ФЛ) 28, где происходит их разделение. Сигналы для ЗС 10 поступают в тракт ретранслятора РТР ЦС - ЗС 29 и через вторую коммутационную матрицу (КМ2) 30 и лучи ЦГЛ ДОС ПРД 21 излучаются в направлении на ЗС 10. Сигналы для КА 11 после прохождения через РТР ЦС - КА 31 по лучам ПГЛ излучаются в направлении на КА 11.In the opposite direction, the signals from the DS 14 for ZS 10 and KA 11 arrive through the AFL 27 and D1 26 to the receiver of the feeder line (PFP FL) 28, where they are separated. The signals for ZS 10 enter the path of the RTR TsS - ZS 29 repeater and through the second switching matrix (KM2) 30 and the TsGL DOS PRD 21 rays are emitted in the direction to the ZS 10. The signals for KA 11 after passing through the RTR TsS - KA 31 through the PGL rays emitted in the direction of spacecraft 11.

Между ретрансляторами 23 и 29 существует связь, благодаря которой обеспечивается непосредственная связь между ЗС 10.Between the repeaters 23 and 29 there is a connection, due to which a direct connection between the AP 10 is provided.

Сигналы от находящихся вне зоны видимости с ЦС спутников-ретрансляторов СР 2 и СР 3 принимаются по межспутниковым линиям (МСЛ) соответственно антеннами МСЛ (АМСЛ1, АМСЛ2) 32 и 33, вторым и третьим диплексерами (Д2, ДЗ) 34 и 35, приемниками (ПРМ МСЛ1, ПРМ МСЛ2) 36 и 37, объединяются в сумматоре 38 и далее по тракту фидерной линии (устройства 25, 26 и 27) передаются на ЦС. В обратном направлении принятые от ЦС 14 ПРМ ФЛ 28 сигналы поступают в передатчики (ПРД МСЛ1, ПРД МСЛ2) 39 и 40, затем через диплексеры 34 и 35 и антенны 32 и 33 излучаются в направлении СР2 и СР3.Signals from SR 2 and SR 3 satellite transponders located outside the range of visibility from the DS are received via inter-satellite links (MSL), respectively, MSL antennas (AMSL1, AMSL2) 32 and 33, second and third diplexers (D2, DZ) 34 and 35, receivers ( PFP MSL1, PFP MSL2) 36 and 37, are combined in the adder 38 and then along the path of the feeder line (devices 25, 26 and 27) are transmitted to the CA. In the opposite direction, the signals received from the TS 14 PFP FL 28 are transmitted to the transmitters (PFM MSL1, PFM MSL2) 39 and 40, then, through diplexers 34 and 35 and antennas 32 and 33 are emitted in the direction of CP2 and CP3.

В составе БРК СР 19 имеется блок управления ретранслятором (БУР) 41. В момент, когда СР1 подходит к точке D (фиг.3) и готовится выйти за пределы зоны обслуживания земных абонентов 7, по принятым БУР 41 командам от ЦС 14 происходит смена режима работы коммутирующих матриц 22 и 30, благодаря чему выходы приемных и входы передающих лучей ЦГЛ подключаются к трактам ретрансляторов РТР КА - ЦС 24 и ЦС - КА 31. Тем самым СР1 на участке орбиты DPC переходит на связь исключительно с космическими абонентами. Также по принятой БУР 41 команде осуществляется отключение МСЛ с СР2, т.к. связь с обоими соседними СР будет теперь поддерживать поступивший в точку С СР3 (до своего перехода в точку D). Перед прохождением СР1 точки перигея Р по команде с ЦС 14, переданной через СР3 (находящийся в данный момент на подходе к точке D), на СР1 происходит включение МСЛ для работы с СР2, подходящим к точке С, и отключение МСЛ для работы с СР3. Когда СР1 вновь появляется в точке С, происходит повторная смена режима работы матриц 22 и 30, после чего лучи ЦГЛ МЛА переходят на связь с ЗС 10, а лучи ПГЛ продолжают обслуживать КА 11. Одновременно восстанавливается связь с СР3.As part of the CPK CP 19, there is a repeater control unit (BUR) 41. At the time when CP1 approaches point D (Fig. 3) and prepares to go beyond the service area of earth subscribers 7, the mode changes according to the received BUR 41 commands from the CA 14 operation of the switching matrices 22 and 30, due to which the outputs of the receiving and inputs of the transmitting rays of the CTL are connected to the paths of the RTR KA - TsS 24 and TsS - KA 31 repeaters. Thus, CP1 at the DPC orbit section switches to communication exclusively with space subscribers. Also, according to the adopted BUR 41 command, the MSL is disconnected from CP2, because communication with both neighboring CPs will now be supported by CP3 arriving at point C (before its transition to point D). Before CP1 passes the point of perigee P by a command from CA 14 transmitted via CP3 (currently on the way to point D), CPL is turned on for CP1 to work with CP2 suitable for point C, and MSL is turned off for working with CP3. When CP1 reappears at point C, the mode of operation of matrices 22 and 30 is changed again, after which the CGL rays of the MLA switch to communication with the ZS 10, and the PGL rays continue to serve the spacecraft 11. At the same time, communication with the CP3 is restored.

Использование предлагаемого способа обеспечивает загрузку высокоэллиптических спутников-ретрансляторов на участках трассы, не видимой, например, с территории России, что позволяет увеличить период их активной работы, а значит и пропускную способность космической системы ретрансляции в целом и ее экономическую эффективность.Using the proposed method provides the loading of highly elliptical satellite transponders on sections of the track that is not visible, for example, from the territory of Russia, which allows to increase the period of their active operation, and therefore the throughput of the space relay system as a whole and its economic efficiency.

Из известных авторам источников патентных и информационных материалов не известна совокупность признаков заявляемых объектов, поэтому заявитель склонен считать техническое решение отвечающим признакам новизны.From the sources of patent and information materials known to the authors, the totality of the features of the claimed objects is not known, therefore, the applicant is inclined to consider the technical solution to be consistent with the features of novelty.

Настоящее решение технически реализуемо, поскольку базируется на известных и отработанных устройствах, и предполагается к использованию в космической системе ретрансляции, предназначенной для информационного обмена с земными и космическими абонентами.This solution is technically feasible, because it is based on well-known and well-established devices, and is supposed to be used in the space relay system, designed for information exchange with terrestrial and space subscribers.

Claims (1)

Способ построения космической системы ретрансляции с использованием геосинхронных спутников-ретрансляторов, обращающихся по высокой эллиптической орбите и имеющих разнесенные на 120° долготы восходящих узлов, предназначенной для связи с земными и космическими абонентами, при котором связь с земными абонентами осуществляют в период нахождения по меньшей мере одного спутника-ретранслятора над зоной обслуживания земных абонентов, при этом соединяют указанный геосинхронный спутник-ретранслятор посредством фидерной радиолинии по меньшей мере с одной центральной станцией, расположенной в зоне обслуживания земных абонентов, в течение периода нахождения спутника-ретранслятора над указанной зоной, переключают информационный поток от земных абонентов со спутника-ретранслятора, покидающего зону обслуживания земных абонентов, на спутник-ретранслятор, входящий в указанную зону, отличающийся тем, что каждый спутник-ретранслятор оснащают многолучевой антенной, максимальный угол отклонения оси лучей которой от оси, проходящей через точку расположения спутника-ретранслятора и центр Земли, ограничивают углом α=arcsin [RKA/(R3ПРС)], где RKA - радиус сферы возможных положений космических абонентов; R3 - радиус Земли; НПСР - высота перигея орбиты спутника-ретранслятора, выделяют из числа лучей, формируемых многолучевой антенной спутника-ретранслятора, находящегося над зоной обслуживания земных абонентов, центральную группу лучей, охватывающих зону обслуживания земных абонентов в течение периода нахождения спутника-ретранслятора над указанной зоной, через которые осуществляют информационный обмен с земными абонентами, и периферийную группу лучей, охватывающих всю остальную область пространства, ограниченную углом α, через которые осуществляют информационный обмен с космическими абонентами, причем на спутниках-ретрансляторах, находящихся вне указанной зоны обслуживания, осуществляют информационный обмен с космическими абонентами через центральную и периферийную группу лучей многолучевой антенны, в течение периода функционирования системы посредством межспутниковых радиолиний поддерживают связь спутника-ретранслятора, находящегося над зоной обслуживания земных абонентов, с двумя остальными спутниками-ретрансляторами, находящимися вне указанной зоны обслуживания. A method of constructing a space relay system using geosynchronous relay satellites in high elliptical orbit and having 120 ° longitude nodes ascending for communication with terrestrial and space subscribers, in which communication with terrestrial subscribers is carried out while at least one a repeater satellite above the earth subscriber service area, wherein said geosynchronous repeater satellite is connected via a feeder radio link at least with at least one central station located in the service area of terrestrial subscribers, during the period when the repeater satellite is above the specified zone, the information flow from terrestrial subscribers from the repeater satellite leaving the terrestrial subscriber service area is switched to the repeater satellite included in the specified zone, characterized in that each repeater satellite is equipped with a multi-beam antenna, the maximum angle of deviation of the axis of the rays of which from the axis passing through the point of location of the satellite-relay and the center of the Earth is limited by the angle α = arcsin [R KA / (R 3 + Н СПС )], where R KA is the radius of the sphere of possible positions of space subscribers; R 3 is the radius of the Earth; N PSR is the perigee height of the orbit of the satellite-relay, distinguish from the number of rays generated by the multi-beam antenna of the satellite-relay located above the service area of terrestrial subscribers, the central group of beams covering the service area of terrestrial subscribers during the period of stay of the satellite-relay above the specified zone, through which carry out information exchange with terrestrial subscribers, and a peripheral group of rays covering the rest of the space, limited by angle α, through which formation exchange with space subscribers, moreover, on relay satellites located outside the specified service area, information exchange with space subscribers is carried out through the central and peripheral group of beams of the multi-beam antenna; during the period of the system’s operation, the satellite-relay located above the zone is supported by inter-satellite radio lines Earth subscriber service, with the other two relay satellites outside the specified service area.
RU2008131091/09A 2008-07-28 2008-07-28 Method of developing space relay system incorporating geosynchronous relay-satellites RU2366086C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131091/09A RU2366086C1 (en) 2008-07-28 2008-07-28 Method of developing space relay system incorporating geosynchronous relay-satellites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131091/09A RU2366086C1 (en) 2008-07-28 2008-07-28 Method of developing space relay system incorporating geosynchronous relay-satellites

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2366086C1 true RU2366086C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41150061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008131091/09A RU2366086C1 (en) 2008-07-28 2008-07-28 Method of developing space relay system incorporating geosynchronous relay-satellites

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2366086C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738263C1 (en) * 2020-04-27 2020-12-11 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» Method of constructing space system for relaying information between earth stations and subscriber terminals
RU2755019C2 (en) * 2020-03-05 2021-09-09 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Method for constructing space relay and communication system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755019C2 (en) * 2020-03-05 2021-09-09 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Method for constructing space relay and communication system
RU2738263C1 (en) * 2020-04-27 2020-12-11 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» Method of constructing space system for relaying information between earth stations and subscriber terminals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2660952C2 (en) Inclined orbit satellite systems
US5890679A (en) Medium earth orbit communication satellite system
US7379673B2 (en) Mobile communications system
US6011951A (en) Technique for sharing radio frequency spectrum in multiple satellite communication systems
US9917635B2 (en) Distributed SATCOM aperture on fishing boat
US5949766A (en) Ground device for communicating with an elevated communication hub and method of operation thereof
US6850732B2 (en) Scalable satellite data communication system that provides incremental global broadband service using earth-fixed cells
US9461733B2 (en) Device and method for optimizing the ground coverage of a hybrid space system
US20020132578A1 (en) Interactive fixed and mobile satellite network
US20130069820A1 (en) Apparatus and Methods for Satellite Communication
KR950013076A (en) Communication control method of communication satellite, satellite seat, cellular telecommunication system and original communication system configuration method
US20130070677A1 (en) Concurrent airborne communication methods and systems
CN100417046C (en) Method and apparatus using transmit sequential lobing for identifying an interfering mobile terminal
US6267329B1 (en) Medium earth orbit communications satellite system
WO2000014902A9 (en) Network for providing wireless communications using an atmospheric platform
KR20100088632A (en) Apparatus and methods for satellite communication
RU2366086C1 (en) Method of developing space relay system incorporating geosynchronous relay-satellites
CN111585635B (en) Satellite internet system design method based on space-frequency hybrid multiple access mode
RU2155447C1 (en) Satellite system for data transmission between customer satellites and ground station
EP0961420A1 (en) Integrated geosynchronous orbit (GSO)/nongeosynchronous orbit (NGSO) Satellite communications system
CN113647030A (en) Hybrid communication
CN112134609A (en) Method and system for providing air traffic control within a geographic sector
RU2695540C2 (en) Global satellite communication system on medium circular orbits
RU2755019C2 (en) Method for constructing space relay and communication system
RU2619582C2 (en) Multifunctional satellite communication system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150729