Комплексы приема информации с российских спутников дзз

      Комментарии к записи Комплексы приема информации с российских спутников дзз отключены

Комплексы приема информации с российских спутников дзз

Р.Б. Шевчук

Совокупности передачи целевой информации с космических аппаратов (КА)  ДЗЗ, включающие в свой состав бортовые и наземные средства приема, обработки, своевременного хранения, передачи по каналам связи всегда развиваются и совершенствуются. Совершенствование космических совокупностей дистанционного зондирования почвы (ДЗЗ) по большей части определяется повышением разрешающей свойстве аппаратуры наблюдения, что ведет к формированию производительности аппаратуры КА ДЗЗ и эффективности функционирования бортовой и наземной аппаратуры радиолиний, хранения и оперативности регистрации.

Тенденции разработки ДЗЗ определяют требования к виду бортовой аппаратуры совокупности передачи высокоскоростной радиолинии и  целевой информации (ВРЛ) и, что требует модернизации бортовой и наземной аппаратуры скоростной радиолинии (НА ВРЛ). Имеющиеся эксплуатируемые наземные станции приема информации ДЗЗ, как совокупности долгого применения, приспособленные для работы с разными существующими КА ДЗЗ должны иметь возможность осуществлять прием снова запускаемых КА.  Исходя из этого ОАО «НИИ ТП» ставит перед собой цель обеспечить прием информации на снова создаваемые унифицированные комплексы приема информации (КПИ), передаваемой  со всех российских КА ДЗЗ типа «Ресурс», «Метеор», «Канопус» и частично зарубежных, имеющей своевременную, научную либо коммерческую сокровище для потребителей, как в Российской Федерации, так и за границей.

Из расчета опыта эксплуатации и энергетического бюджета радиолиний КПИ по обслуживанию КА ДЗЗ на данный момент в отечественной орбитальной группировке присутствуют 2 типа КА:

  • КА с ВРЛ разработки ОАО «НИИ ТП» типа «Ресурс» с ЭИИМ 35 дБВт и скоростью передачи на одной несущей 150 Мбит/сек
  • КА с ВРЛ разработки ОАО «РКС» с ЭИИМ 16 дБВт и скоростью передачи на одной несущей до 122,88 Мбит/сек

Первую группу (КА типа «Ресурс») вероятно обслуживать антеннами, имеющими диаметр рефлектора от 2,4 метров, вторую группу («Метеор», «Канопус») смогут обслуживать лишь антенными совокупностями, имеющими диаметр рефлектора от 9 метров.

Исходя из этого российские унифицированные КПИ (разработки ОАО «НИИ ТП») должны иметь возможность принимать данные в метровом, дециметровом (L), сантиметровом (X) диапазонах частот, с правой и левой поляризацией, по нескольким каналам приема, со скоростями до 153 МБ/с по одному каналу, с достоверностью не хуже 10-6.

Унифицированный КПИ снабжает ответ следующих задач:

  • прием установочной информации (режимы работ, несущие частоты, виды демодуляции и т.п. для организации проведения сеанса связи);
  • получение баллистических информации об обслуживаемых КА (к примеру формат TLE);
  • пересчет в координаты антенной системы и формирование опорной траектории перемещения антенны, формирования сигналов для управления приводами антенны с целью наведения антенн, организации вхождения в сообщение с КА и его сопровождения в зоне радиовидимости (программного, автосопровождения);
  • прием, усиление, конвертирование высокочастотного сигнала;
  • демодуляция, дифференциальное декодирование, синхронизация, дескремблирование, декодирование помехоустойчивого кода, восстановление структуры бортового информационного потока, дешифрирование средствами СКЗИ (при необходимости);
  • проведение контроля качества приема информации;
  • выдачи и переформатирование потока в комплекс обработки информации.

Структурная схема унифицированного комплекса приема информации приведена на рис.1.

Рис.1. Структурная схема унифицированного комплекса
приема информации с российских спутников

Серьёзной изюминкой цифровых каналов передачи данных в совокупностях ДЗЗ есть достоверность информации на выходе тракта ВРЛ, высказываемая средней возможностью неточности на бит информации. Передача данных ДЗЗ считается эффектной, в случае если возможность неточности Рош не превышает 10-6. Полученный и экспериментально опробованный уровень качества информации  Рош 10-8.

  Данное значение получено при эксплуатации на демодуляции аппаратуры и объектах приёма ОАО «НИИ ТП»  информации от ДЗЗ при работе с КА типа «Ресурс-ДК», «Terra», «Aqua» и других КА.

Дополнительный выигрыш по энергетическому потенциалу  достигается применением помехоустойчивого кодирования в тракте передачи целевой информации и позволяет расширять круг потенциальных потребителей, передавая данные в наземные станции различного уровня выполнения (применение антенных совокупностей с разным диаметром зеркала). Главное преимущество совокупностей связи, применяющих кодирование, пребывает в том, что эффективность применения каналов выясняется многократно более высокой если сравнивать с тем, в то время, когда коды не употребляются.

Мерой роста эффективности в большинстве случаев выбирается энергетический выигрыш кодирования (ЭВК), что показывает, на какое количество возможно снизить удельную энергетику канала, т.е. отношение средней энергии передачи одного бита данных к спектральной плотности шума Eb/No при применении некоторых декодирования и методов кодирования если сравнивать с их отсутствием, дабы обеспечить сохранение требуемой достоверности, которая нужна в данной совокупности. Свойство кодов снабжать высокодостоверную передачу данных при маленьком уровне сигнала разрешает снизить мощность передатчиков и минимизировать размеры аппаратуры либо значительно уменьшить размеры антенн.

Фактически, величина ЭВК может быть около 5-8 дБ и более. Из российских космических аппаратов лишь космические аппараты типа «Ресурс» имеют  режим передачи с применением помехозащищенного кодирования.

Существующие комплексы, как в Российской Федерации так и за границей, учитывая единые тенденции в развитии техники в  области приема информации ДЗЗ, смогут быть доработаны для обеспечения приема информации с КА типа «Ресурс», «Метеор», «Канопус».

С учетом громадной цене поставки комплекса в целом и учитывая, что компании специализирующиеся на приеме информации ДЗЗ уже владеют определенным парком антенных совокупностей разного диаметра, самый предпочтительным вариантом доработки есть сопряжение с устройством регистрации и синхронизации информации с российских спутников.

Сейчас в Российской Федерации отсутствуют решения о применении тех либо иных стандартов регламентирующих структуры информации и параметры  радиосигналов при передачи с КА ДЗЗ. Для оптимального ответа таковой задачи регистрации информации и устройство синхронизации созданное ОАО «НИИ ТП» разрешает расширять группировку принимаемых КА методом своевременного перепрограммирования. На данный момент обеспечивается прием с КА типа «Ресурс», «Канопус», «Метеор», Terra, Aqua, RADARSAT, Envisat.

Ниже приводится обзор приемных комплексов созданных  ОАО «НИИ ТП» и их техвозможности, каковые смогут быть актуальны в зависимости от требований клиента.

Характеристики  комплекса приема информации

Параметры Значение
Антенный комплекс
Офсетный  рефлектор, D,  м D= 2,4
Схема построения опорно-поворотного устройства азимутально-угломестная с третьей осью*
Диапазон рабочих углов:

— по азимуту, град

— по углу места, град

± 270

от 0 до 85 (до 90 с третьей осью)*

Большие скорости наведения:

— по азимуту, градус/с

— по углу места, градус/с  (не меньше)

20

10

Суммарная погрешность наведения, угл.мин. (не более) 6
Функционирование при большой скорости ветра, м/с 25
Габариты  (ШхВхГ) (м) 4*4,2*4
масса (кг) 1200
материал рефлектора алюминиевый сплав c порошковым покрытием
Радиопрозрачное укрытие (РПУ) Употребляется без РПУ
Х диапазон
Полоса принимаемых частот, ГГц 8,0-8,40
поляризация правая и левая
Коэффициент усиления, дБ 43
Диапазон несущих частот, ГГц 8,035-8,380
Вид модуляции принимаемого сигнала BPSK, QPSK
регистрации и Скорость приёма, Мбит/с до 160 по каждому из приемных каналов
Количество памяти накопителя, Тбайт 6
Режим работы Ручное наведение

Программное наведение

Режим коррекции траектории по сигналу КА

L диапазон
Полоса принимаемых частот, ГГц 1,6-1,7
поляризация правая
Коэффициент усиления, дБ, не меньше 27
Вид модуляции принимаемого сигнала BPSK, QPSK, DBPSK, DQPSK
регистрации и Скорость приёма, Мбит/с 0,256-2,56
Количество памяти накопителя, Тбайт 2
Интерфейс выходной информации Ethernet 100/1000
Типы принимаемых КА Ресурс, Метеор (L-диапазон), Terra, Aqua, Aura,Spot

Характеристики мобильного комплекса приема информации

Параметры Значение
Антенный комплекс
 Рефлектор, D,  м (схема Кассегрена) D= 5
Схема построения опорно-поворотного устройства азимутально-угломестная с третьей осью*
Диапазон рабочих углов:

— по азимуту, град

— по углу места, град

± 270

от 5 до 85 (до 90 с третьей осью)*

Большие скорости наведения:

— по азимуту, градус/с

— по углу места, градус/с  (не меньше)

20

10

Большие неточности  наведения по углу и азимуту места:

— по азимуту, угловые 60 секунд

— по углу места, угловые митнуты

2

4

Функционирование при большой скорости ветра, м/с 25 (обеспечивается РПУ)
габариты (ШхВхГ) (м) 8*8*8 – определяется РПУ
масса (кг) 2300
материал рефлектора Углепластик, структура — стеклосоты
Радиопрозрачное укрытие (РПУ) Употребляется с РПУ
Х диапазон
Полоса принимаемых частот, ГГц 8,0-8,40
поляризация правая и левая
Коэффициент усиления, дБ 47
Диапазон несущих частот, ГГц 8,035-8,380
Вид модуляции принимаемого сигнала BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM, 16APSK
регистрации и Скорость приёма, Мбит/с до 600 (300 по одному каналу)
Количество памяти накопителя, Тбайт 8
Режим работы Ручное наведение

Программное наведение

Режим автосопровождения по сигналу КА

L диапазон
Полоса принимаемых частот, ГГц 1,6-1,7
поляризация правая
Коэффициент усиления, дБ 27
Вид модуляции принимаемого сигнала BPSK, QPSK, DBPSK, DQPSK
регистрации и Скорость приёма, Мбит/с 0,256-2,56
Количество памяти накопителя, Тбайт 2
Интерфейс выходной информации Ethernet 100/1000
Типы принимаемых КА Ресурс, Метеор (L-диапазон), Terra, Aqua, Aura,Spot, Envisat

Характеристики мобильного комплекса приема информации

Параметры Значение
Антенный комплекс
 Рефлектор, D,  м (схема Кассегрена) D= 4,8
Схема построения опорно-поворотного устройства азимутально-угломестная с третьей осью
Диапазон рабочих углов:

— по азимуту, градусы

— по углу места, градусы

— по азимуту наклонный, градусы

± 178

от минус10 до 88

± 100  (угол отклонения от вертикали 10)

Угловые скорости наведения  градус/с  (не меньше) 4
Большие неточности  наведения по углу и азимуту места:

— по азимуту, угловые 60 секунд

— по углу места, угловые 60 секунд

2

2

Функционирование при большой скорости ветра, м/с 25
Габариты, м (ШхВхГ) 6,7х6,6х6,7
Масса, кг, не более 5000
материал рефлектора Алюминий
Радиопрозрачное укрытие (РПУ) Употребляется без РПУ
Х диапазон
Полоса принимаемых частот, ГГц 8,0-8,40
поляризация правая и левая
Коэффициент усиления, дБ 49
Диапазон несущих частот, ГГц 8,035-8,380
Вид модуляции принимаемого сигнала BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM, 16APSK
регистрации и Скорость приёма, Мбит/с до 600
Количество памяти накопителя, Тбайт 8
Режим работы Ручное наведение

Программное наведение

Режим коррекции траектории по сигналу КА

L диапазон
Полоса принимаемых частот, ГГц 1,6-1,7
поляризация правая
Коэффициент усиления, дБ 27
Вид модуляции принимаемого сигнала BPSK, QPSK, DBPSK, DQPSK
регистрации и Скорость приёма, Мбит/с 0,256-2,56
Количество памяти накопителя, Тбайт 2
Интерфейс выходной информации Ethernet 100/1000
Типы принимаемых КА Ресурс, Метеор (L-диапазон), Terra, Aqua, Aura,Spot

Характеристики мобильного комплекса приема информации

Параметры Значение
Антенный комплекс
 Рефлектор, D,  м (однозеркальная схема) D= 9
Схема построения опорно-поворотного устройства азимутально-угломестная с третьей осью
Диапазон рабочих углов:

— по азимуту, град

— по углу места, град

— по углу азимут наклонный, град

± 178

от минус 10 до 88

± 100  (угол отклонения от вертикали 10)

Угловые скорости наведения  градус/с, не меньше 4
Большие неточности  наведения по углу и азимуту места:

— по азимуту, угловые 60 секунд

— по углу места, угловые митнуты

2

2

Функционирование при большой скорости ветра, м/с 25
Габариты, м (ШхВхГ) 18х12х18
Масса, кг, не более 16000
материал рефлектора алюминий
Радиопрозрачное укрытие (РПУ) Употребляется без РПУ
Х диапазон
Полоса принимаемых частот, ГГц 8,0-8,40
поляризация правая и левая
Коэффициент усиления, дБ 55
Диапазон несущих частот, ГГц 8,035-8,380
Вид модуляции принимаемого сигнала BPSK, QPSK
регистрации и Скорость приёма, Мбит/с до 320
Количество памяти накопителя, Тбайт 8
Режим работы Ручное наведения

Программное наведение

Режим коррекции по сигналу

Типы принимаемых КА Ресурс, Метеор (X-диапазон), Канопус

Характеристики

Параметры Значение
Прием цифровых информационных потоков: в один момент от двух демодуляторов (в интерфейсах LVDS, TTL, ECL (PECL, NECL, LVPECL)).
Первичную (“сырой” поток) и вторичную (синхронизированный поток) регистрацию со скоростью: не меньше 307,2 Мбит/с (при двухканальном режиме).

не меньше 153,6  Мбит/с (при одноканальном режиме).

Воспроизведение первичной регистрации для предстоящей (повторной) синхронизации со скоростью: не меньше 307,2 Мбит/с (при двухканальном режиме)

не меньше 153,6  Мбит/с (при одноканальном режиме)

Обмен информацией с  средствами криптозащиты информации. имеется
Загрузка выбор и ПЛИС режимов работы с применением протокола Ethernet: КА (отечественные):

«Ресурс-ДК», «Ресурс-П», «Канопус-В», «Метеор»

КА (зарубежные):

RADARSAT-1, Aqua, Terra, Envisat

Российская орбитальная группировка КА ДЗЗ. Телемост с НЦ ОМЗ, АО «РКС»


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: