1. ВВЕДЕНИЕ

Все больше людей на Земле хотели бы иметь услуги персональной связи вне зависимости от того, где они находятся. При удалении абонентов за пределы устойчивой связи местных (сотовых) радиосетей, спутниковая связь играет ключевую роль при предоставлении этих услуг, т.к. снимает ограничения на подключение к конкретной точке наземной сети. К 2000 году охват сотовыми системами связи приблизится вплотную к 60% населения планеты и 15% ее земной поверхности. Поэтому во многих частях света спрос на услуги подвижной связи может быть эффективно удовлетворен только с помощью подвижной спутниковой связи. По мере уменьшения габаритов оборудования и его удешевления рост мировых рынков подвижной персональной связи будет стремительно расти.

Предварительные прогнозы мирового рынка персональной спутниковой связи показывают, что к 2000 году число пользователей этих услуг составит один миллион, а в начале следующего десятилетия - 2-3 млн. человек. Подобное развитие представляет собой экспоненциальный рост с точкой отсчета в 40 тыс. пользователей системы связи "ИНМАРСАТ" в настоящее время. По различным источникам в России можно ожидать появления 500 тысяч пользователей вновь создаваемых спутниковых систем связи. Прибыль персональных и подвижных спутниковых служб оценивается величиной в 60 млрд. долларов. Успех развития персональных спутниковых служб неразрывно связан с внедрением новых технических решений, ключевыми из которых можно считать обработку сигнала на борту спутника-ретранслятора (СР), создание эффективных сетевых протоколов обмена информацией, недорогих портативных терминалов с малым энергопотреблением. В системах спутниковой связи, способных решать задачи персональной связи, СР могут находиться на самых различных типах орбит: низких, средневысотных, геостационарных (см. рис.01 )и эллиптических.

Геостационарные спутники, располагаясь на высоте примерно 36 000 км, постоянно находятся над заданной точкой земной поверхности. Они обеспечивают обслуживание без перерывов, обусловленных взаимным перемещением спутника и терминала пользователя. Срок службы спутника составляет около 10-15 лет, а зона обслуживания - 41%. Система из трех спутников позволяет охватить всю территорию земной поверхности, кроме высокоширотных районов. Однако геостационарные космические аппараты (КА) способны обеспечивать услуги персональной связи лишь в том случае, если формируемые ими на поверхности Земли зоны обслуживания примерно одинаковы с зонами низкоорбитальных систем.

Системы, использующие низкие орбиты (высотой 700-1500 км), обладают лучшими энергетическими характеристиками, нежели системы на высоких орбитах, но проигрывают им в продолжительности активной эксплуатации спутника. Так, если период обращения низкоорбитального КА составляет 100 мин, то в среднем 30 мин он находится на теневой стороне Земли. Соответственно, аккумуляторные батареи на борту низкоорбитальных спутников должны обеспечивать приблизительно 5000 циклов зарядки/разрядки в год. Срок службы низкоорбитальных спутников, как правило, не превышает 5-7,5 лет; один аппарат способен охватить не более 6-7% территории Земли.

Трасса средневысотных КА проходит между первым и вторым поясами Ван-Аллена, т. е. на высоте 5000-15 000 км. Один спутник может охватить около 25% поверхности Земли, что существенно больше зоны низкоорбитального спутника. Срок службы КА от 10 до 15 лет. Период его обращения на средневысотной орбите составляет около 6 ч, из которых он лишь несколько минут проводит в тени Земли, поэтому длительность циклов зарядки/разрядки солнечных батарей и их частота становятся в несколько раз меньшими, чем у низкоорбитальных систем. Это значительно облегчает работу бортовой системы электропитания и, в конечном счете, увеличивает срок службы КА до 12-15 лет. Для круговых орбит с высотой 10 000 км средняя продолжительность обслуживания составляет около 50 мин. (Для сравнения: в низкоорбитальной системе Iridium средняя продолжительность сеанса - 6 мин, а в Globalstar - 7 мин.)

Далее мы остановимся на рассмотрении низкоорбитальных систем спутниковой связи ( НССС, LEO ).

Стартовая страница...................................................... Следующая страница