RU2503127C2 - Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users - Google Patents
Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503127C2 RU2503127C2 RU2011152148/07A RU2011152148A RU2503127C2 RU 2503127 C2 RU2503127 C2 RU 2503127C2 RU 2011152148/07 A RU2011152148/07 A RU 2011152148/07A RU 2011152148 A RU2011152148 A RU 2011152148A RU 2503127 C2 RU2503127 C2 RU 2503127C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- relay
- space
- information
- ground
- subscribers
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- JBQRDRKWCBEQKP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-5-iodo-6-phenyl-1h-pyrimidin-4-one Chemical compound N1C(N)=NC(=O)C(I)=C1C1=CC=CC=C1 JBQRDRKWCBEQKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 4-(2-naphthalen-1-ylethylamino)-4-oxobutanoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CCNC(=O)CCC(=O)O)=CC=CC2=C1 CMSGUKVDXXTJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100038660 PRA1 family protein 3 Human genes 0.000 description 1
- 101710133990 PRA1 family protein 3 Proteins 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 208000018910 keratinopathic ichthyosis Diseases 0.000 description 1
- 238000002370 liquid polymer infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи с применением спутников-ретрансляторов на высокой, например, геостационарной орбите и предназначено для преимущественного использования в глобальных космических системах ретрансляции и связи, осуществляющих информационный обмен с космическими и наземными абонентами.The present invention relates to the field of radio communications using satellite transponders in high, for example, geostationary orbit, and is intended for primary use in global space relay and communication systems that carry out information exchange with space and ground subscribers.
Известна многофункциональная космическая коммуникационная система, включающая группировки спутников на геостационарной, средневысотной и низковысотной орбитах, в которой как минимум один геостационарный спутник посредством линии связи соединен с наземным пунктом управления (патент РФ №2302695, H04B 7/185). При этом геостационарные спутники соединены друг с другом линиями связи и предназначены для ретрансляции:A multifunctional space communication system is known, including constellations of satellites in geostationary, mid-altitude and low-altitude orbits, in which at least one geostationary satellite is connected via a communication line to a ground control station (RF patent No. 2302695, H04B 7/185). At the same time, geostationary satellites are connected to each other by communication lines and are intended for relaying:
- управляющих сигналов с наземного пункта управления на средне- и низковысотные спутники, с которыми они имеют возможность соединения посредством линий связи;- control signals from the ground control point to mid- and low-altitude satellites with which they can be connected via communication lines;
- информационных сигналов, полученных от средне- и низковысотных спутников, на наземный пункт управления.- information signals received from mid- and low-altitude satellites to a ground control point.
Известна многоцелевая космическая система, которая включает в себя спутники-ретрансляторы (СР) на высокой эллиптической орбите, наземный комплекс управления спутниками-ретрансляторами (НКУ СР) и низковысотными космическими абонентами (НКУ КА), средства информационного обмена с КА непосредственно с наземными пунктами приема и передачи информации (ПППИ), средства информационного обмена между наземными абонентами (НА) и центральными земными станциями (ЦЗС) через упомянутые СР (патент РФ №2360848, B64G 1/10, H04B 7/185, G01S 13/06).A multi-purpose space system is known, which includes relay satellites (SR) in high elliptical orbit, a ground control complex of relay satellites (NKU SR) and low-altitude space subscribers (NKU KA), means of information exchange with the spacecraft directly with ground-based reception points and information transmission (PPPI), means of information exchange between terrestrial subscribers (ON) and central earth stations (CES) through the aforementioned SR (RF patent No. 2360848, B64G 1/10, H04B 7/185,
При полном комплексе информационного обмена с КА, включающего в общем случае обмен контрольно-управляющей информацией (командно-программной и телеметрической) и прием информации целевого назначения, в качестве упомянутого ПППИ в указанной системе выступают:With the full range of information exchange with the spacecraft, including in the general case the exchange of control information (command-program and telemetric information) and the reception of target information, the above-mentioned PPPI in this system are:
- входящая в состав НКУ КА командно-измерительная станция, осуществляющая передачу на КА комадно-программной информации (КПИ) и прием с КА телеметрической информации (ТМИ);- a command-measuring station, which is part of the NKU KA, transmitting command-program information (KPI) to the KA and receiving telemetry information (TMI) from the KA;
- станции наземного комплекса приема, обработки и распространения космических данных, осуществляющие прием с КА целевой информации (ЦИ).- stations of the ground-based complex for the reception, processing and distribution of space data, which receive target information (CI) from the spacecraft.
Многоцелевой характер данной системы обусловлен, в частности, обслуживанием КА и НА, при этом в числе последних подразумеваются аварийные радиобуи системы спасания КОСПАС-САРСАТ, гидрометеорологические платформы и станции подвижной спутниковой связи, которые наряду с КА в процессе своего функционирования принимают сигналы для определения местоположения от космических навигационных систем типа ГЛОНАСС и дифференциальных поправок к сигналам этой системы.The multipurpose nature of this system is due, in particular, to the maintenance of the spacecraft and the spacecraft, and the latter include emergency beacons of the rescue system COSPAS-SARSAT, hydrometeorological platforms and stations of mobile satellite communications, which, along with the spacecraft, receive signals for determining the position from GLONASS-type space navigation systems and differential corrections to the signals of this system.
Недостатками вышеописанной системы является низкая оперативность доставки информации от КА, а также отсутствие централизованного управления ее каналами ретрансляции и связи.The disadvantages of the above system is the low efficiency of information delivery from the spacecraft, as well as the lack of centralized control of its relay and communication channels.
Данная космическая система наиболее близка к космической системе по предлагаемому изобретению и поэтому выбрана в качестве прототипа.This space system is closest to the space system according to the invention and is therefore selected as a prototype.
Целью предлагаемого изобретения является повышение оперативности доставки информации от космических абонентов, а также обеспечение централизованного управления каналами ретрансляции и связи космической системы ретрансляции.The aim of the invention is to increase the efficiency of delivery of information from space subscribers, as well as providing centralized control of the relay channels and communications of the space relay system.
Многофункциональная космическая система для информационного обмена с космическими и наземными абонентами по предлагаемому изобретению, как и указанный прототип по патенту РФ №2 360 848, содержит спутники-ретрансляторы на высокой, например, геостационарной орбите, наземный комплекс управления СР и КА, средства информационного обмена с КА непосредственно с наземными ПППИ и средства информационного обмена между НА и ЦЗС через упомянутые СР.The multifunctional space system for information exchange with space and terrestrial subscribers according to the invention, as well as the specified prototype according to RF patent No. 2 360 848, contains relay satellites in high, for example, geostationary orbit, ground control system of spacecraft and spacecraft, means of information exchange with The spacecraft directly with ground-based AIS and means of information exchange between NA and CZS through the mentioned SR.
Для достижения указанной цели предлагаемая система построена с возможностью передачи информации с КА через СР, для чего СР содержат бортовую ретрансляционную аппаратуру для передачи информации между КА и ПППИ, космические абоненты содержат аппаратуру для передачи и приема информации через СР, а ПППИ содержат аппаратуру для информационного обмена с космическими абонентами через спутники-ретрансляторы, предлагаемая система построена с возможностью централизованного контроля и управления каналами ретрансляции и связи, для чего содержит центр управления ретрансляцией и связью (ЦУРС), а ПППИ и ЦЗС содержат, соответственно, имитаторы аппаратуры космических и наземных абонентов.To achieve this goal, the proposed system is built with the possibility of transmitting information from the spacecraft through the SR, for which the SRs contain on-board relay equipment for transmitting information between the spacecraft and the AIPP, space subscribers contain equipment for transmitting and receiving information through a SR, and the AIPP contain information exchange equipment with space subscribers via relay satellites, the proposed system is built with the possibility of centralized monitoring and control of relay and communication channels, for which m relay control center and communications (Zürs), and PIPs and the hub include, respectively, the simulators equipment space and terrestrial subscribers.
При этом ЦУРС соединен наземными линиями связи с НКУ СР и НКУ КА, ПППИ и ЦЗС, а ПППИ - с НКУ КА.In this case, the SDGS is connected by land lines with the NKU SR and NKU KA, PPPI and CZS, and PPPI - with NKU KA.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1 - 6, где:The essence of the invention is illustrated in figures 1 to 6, where:
- на фиг.1 представлена структура системы в целом;- figure 1 presents the structure of the system as a whole;
- на фиг.2 показан состав аппаратуры космического абонента;- figure 2 shows the composition of the equipment of the space subscriber;
- на фиг.3 показан состав аппаратуры спутника-ретранслятора;- figure 3 shows the composition of the equipment of the satellite relay;
- на фиг.4 показан аппаратурный состав наземного пункта приема и передачи информации;- figure 4 shows the hardware composition of the ground-based point of reception and transmission of information;
- на фиг.5 показан аппаратурный состав центральной земной станции;- figure 5 shows the hardware composition of the central earth station;
- на фиг.6 показан аппаратурный состав центра управления ретрансляцией и связью.- figure 6 shows the hardware composition of the control center of the relay and communication.
Предлагаемая многофункциональная космическая система ретрансляции (МКСР) в соответствии с представленной на фиг.1 структурой содержит следующие основные части:The proposed multifunctional space relay system (MKSR) in accordance with the structure shown in figure 1 contains the following main parts:
- высокоорбитальный спутник-ретранслятор (1), находящийся, например, на геостационарной орбите;- a high-orbit relay satellite (1) located, for example, in a geostationary orbit;
- космический абонент (2), находящийся на низкой околоземной орбите;- space subscriber (2), located in low Earth orbit;
- наземный комплекс управления спутниками-ретрансляторами (3), структурно состоящий из центра управления полетом (ЦУП) СР и командно-измерительной станции (КИС) СР (на фиг.1 не показаны);- ground-based satellite-relay satellite control complex (3), structurally consisting of a flight control center (MCC) SR and a command-measuring station (CIS) SR (not shown in FIG. 1);
- наземный комплекс управления космическими абонентами (4), также состоящий из ЦУП КА и КИС КА (на фиг.1 не показаны);- ground-based space subscriber management system (4), also consisting of a MCC KA and KIS KA (not shown in Fig. 1);
- наземный пункт приема и передачи информации (5);- ground station for receiving and transmitting information (5);
- наземные абоненты (6);- ground subscribers (6);
- центральная земная станция (7);- central earth station (7);
- центр управления ретрансляцией и связью (8). Кроме того на фиг.1 изображены:- Relay and communications control center (8). In addition, figure 1 shows:
- потребители целевой информации (9);- consumers of targeted information (9);
- каналы спутниковой связи (11-19);- satellite communication channels (11-19);
- каналы наземной связи (20-26).- ground communication channels (20-26).
Назначение спутниковых и наземных каналов и виды передаваемой по ним информации будут рассмотрены в ходе дальнейшего изложения логики работы представляемой МКСР.The purpose of satellite and terrestrial channels and the types of information transmitted through them will be considered in the course of further presentation of the logic of the work presented by the ISSR.
Для простоты изложения такие составляющие МКСР, как НКУ СР, НКУ КА, СР, КА, ПППИ и ЦЗС показаны на фиг.1 в единственном числе, хотя принципиально их количество рамками данного изобретения не ограничивается.For simplicity of presentation, such components of the ISSR, such as NKU SR, NKU KA, SR, KA, PPPI and CZS are shown in FIG. 1 in the singular, although in principle their number is not limited by the scope of this invention.
В рассматриваемой МКСР НКУ СР 3 осуществляет формирование и передачу на СР 1 КПИ и съем ТМИ по каналу 11, предназначенному для управления СР 1. В свою очередь, НКУ КА 4 осуществляет формирование и передачу на КА 2 КПИ и съем ТМИ по каналу 12, предназначенному для непосредственного управления КА 2. Формируемая на борту КА 2 целевая информация (например, данные, полученные при дистанционном зондировании Земли) передаются непосредственно на ПППИ 5 при нахождении в его зоне радиовидимости по каналу 13.In the considered MKSR, NKU SR 3 forms and transmits to
В отличие от системы-прототипа, в рассматриваемой МКСР КА 2 имеет возможность по каналу 14 передавать ЦИ и ТМИ в направлении на СР 1, через который ЦИ и ТМИ ретранслируется по каналу 15 на ПППИ 5. В обратном направлении ПППИ 5 передает по каналу 15 адресованную КА 2 КПИ, которая ретранслируется на данный КА по каналу 14.In contrast to the prototype system, in the ISSR under consideration, KA 2 has the ability to transmit DI and TMI through
В описанных выше случаях канал 12 образует прямой канал управления КА 2, а каналы 14 и 15 - так называемый спутниковый контур управления этим КА.In the cases described above,
Для функционирования спутникового контура управления КА 2 НКУ КА 4 формирует и передает на ПППИ 5 по каналу 20 адресованную КА 2 КПИ, а в обратном направлении принимает полученную от него ТМИ. В то же время, принятая ПППИ 5 от КА 2 по каналам 13 или 15 ЦИ по каналу 21 передается одному из потребителей ЦИ 9 для последующей обработки.For the satellite control loop KA 2 to function, the NKU KA 4 generates and transmits to KPPI 5 via
Таким образом, при использовании не менее двух геостационарных СР 1 и по крайней мере такого же количества ПППИ 5 возможно обеспечить управление и съем ЦИ с КА 2 при нахождении последнего в любой точке его орбиты и в любой момент времени независимо от того, находится ли КА 2 в зоне радиовидимости КИС НКУ КА 4 или ПППИ 5.Thus, when using at least two
Для информационного обмена с Землей как непосредственно, так и через СР 1 в состав бортовой аппаратуры 30 КА 2 входят (фиг.2):For information exchange with the Earth, both directly and through
- целевая аппаратура 31, осуществляющая, например, наблюдение за поверхностью Земли;-
- бортовой комплекс управления (БКУ) 32, осуществляющий контроль и управление всеми системами КА 2;- airborne control complex (BKU) 32, monitoring and control of all spacecraft 2 systems;
- аппаратура информационного обмена с наземными ПППИ, включающая приемопередающую аппаратуру (ППА) канала «космос-Земля» 33 совместно с антенной 34 для непосредственной связи с НКУ КА 4 и ПППИ 5;- information exchange equipment with ground-based radio satellite data transmitting equipment, including transmit-receive equipment (PAS) of the space-to-Earth
- аппаратура для передачи и приема информации через СР, включающая ППА канала «космос - космос» 35 совместно с антенной 36 для связи с ПППИ 5 через СР 1.- equipment for transmitting and receiving information through the SR, including the PAM channel "space - space" 35 in conjunction with the
Бортовая аппаратура 30 КА функционирует следующим образом. Командно-программная информация, задающая программу работы целевой аппаратуры 31 и КА 2 в целом на определенном участке его орбиты, может быть заложена в БКУ 32 двумя способами.On-
При непосредственном управлении КА 2 с Земли ППА канала «космос-Земля» 33 через антенну 34 принимает КПИ от НКУ КА 4 по каналу 12. В обратном направлении по каналу 12 на НКУ КА 4 передается квитанция о надлежащей закладке КПИ в БКУ 32 и, при необходимости, ТМИ о состоянии КА 2 и его бортовой аппаратуры 30.With direct control of spacecraft 2 from the Earth, the PAC of the space-to-Earth
При управлении КА 2 через СР 1 прием КПИ на борту КА 2 осуществляется ППА канала «космос-космос» 35 через антенну 36 по каналу 14. По этому же каналу в обратном направлении передаются квитанции и ТМИ.When controlling the spacecraft 2 through SR 1, the reception of KPI on board the spacecraft 2 is carried out by the PAM of the space-to-
Заложенная в БКУ 32 программа работы целевой аппаратуры 31 содержит, в частности, режим передачи на Землю формируемой целевой аппаратурой 31 ЦИ: непосредственно на ПППИ 5 по каналу 13 или через СР 1 по каналу 14. В соответствии с этим целевая аппаратура 31 после отработки заложенной в БКУ 32 программы и формирования ЦИ осуществляет ее передачу либо с использованием ППА канала «космос -Земля» 33, либо ППА канала «космос-космос» 35.The program of operation of the
Для обеспечения вышеописанного информационного обмена между космическими абонентами 2 и ПППИ 5 по каналам 14 и 15, связи с наземными абонентами 6 по каналам 17 и с центральными земными станциями 7 по каналам 18, а также управление и контроль СР 1 и его ретрансляционной аппаратуры по каналам 11 в состав бортовой аппаратуры 40 СР 1 входят (фиг.3):To ensure the above information exchange between space subscribers 2 and AIE 5 on
- бортовой комплекс управления 41, осуществляющий контроль и управление всеми системами СР 1;- the
- приемопередающая аппаратура командно-измерительной системы (ППА КИС) 42 совместно с антенной 43 для связи БКУ 41 с НКУ СР 3;- transceiver equipment command-measuring system (PAP KIS) 42 together with
- бортовая ретрансляционная аппаратура для передачи информации между КА и наземными ПППИ, включающая бортовой ретранслятор контроля и управления КА (РТР КУ) 44, антенну 45 для связи с КА 2 и антенну 46 для связи с ПППИ 5;- on-board relay equipment for transmitting information between the spacecraft and ground-based AIS, including an on-board relay and control satellite (RTR KU) 44, an
- бортовые ретрансляторы связи и передачи данных (РТР СПД) 47 совместно с антенной 48 для связи с НА 6 и антенной 49 для связи с ЦЗС7.- Airborne Repeaters of Communication and Data Transmission (RTR SPD) 47 together with
По каналу 11 ППА КИС 42 осуществляет прием от НКУ СР 3 и передачу в БКУ СР 41 КПИ, которая преобразуется в БКУ 41 в управляющие сигналы для РТР КУ 44 и РТР СПД 47. Эти управляющие сигналы задают, при необходимости, требуемую конфигурацию ретрансляционных стволов обоих РТР, включают РТР КУ 44 и наводят его антенну 45 в точку нахождения КА 2 в периоды проведения сеансов ретрансляции. Это связано с тем, что наземные абоненты 6 должны иметь постоянный доступ к каналам связи СР 1, в то время как космические абоненты 2 в силу специфичности своей работы выходят на связь с СР 1 в заранее запланированные промежутки времени. Исключение составляют специальные стволы РТР КУ 44, предназначенные для постоянного приема специальных сигналов от КА 2, излучаемых ими в случае возникновения на борту КА 2 нештатной ситуации.On
БКУ 41 производит также контроль состояния РТР КУ 44 и РТР СПД 47 с помощью установленных в них телеметрических датчиков путем периодического опроса состояния этих датчиков, формирует массив ТМИ и через ППА КИС 42 и антенну 43 передает эту информацию на НКУ СР 3 по каналу 11.
Хотя при описании функционирования бортовой аппаратуры КА 30 и бортовой аппаратуры СР 40 это не упоминалось, но следует иметь ввиду, что входящие в состав этой аппаратуры БКУ 32 и 41 обеспечивают контроль и управление всеми бортовыми системами КА 2 и СР 1, а не только указанной аппаратурой.Although this was not mentioned when describing the functioning of the onboard equipment of the
Для обеспечения информационного обмена с КА 2 как непосредственно, так и через СР 1 в состав аппаратуры 50 ПППИ 5 входят (фиг.4):To ensure information exchange with KA 2 both directly and through
- приемник ЦИ 51 совместно с антенной 52 для приема ЦИ непосредственно с борта КА 2;- the
- ППА канала СР - ПППИ 53 совместно с антенной 54 для информационного обмена с КА 2 через СР 1;- PPA channel SR -
- коммутатор-маршрутизатор (КМ) 55 для обеспечения связи с НКУ КА 4, ЦУРС 8 и потребителями целевой информации 9;- switch-router (KM) 55 for communication with the NKU KA 4, SDG 8 and consumers of target information 9;
- блок управления (БУ) 56.- control unit (CU) 56.
Кроме того, для обеспечения контроля состояния каналов ретрансляции в состав аппаратуры ПППИ 50 входят имитаторы аппаратуры космических абонентов 57 совместно с антенной 58.In addition, to ensure monitoring of the status of the relay channels, the equipment of the
По каналу 20 ПППИ 5 получает от НКУ КА 4 команды для проведения сеансов непосредственной связи с КА 2 или ретрансляции через СР 1. Команды поступают в БУ 56 через КМ 55 и преобразуются в управляющие сигналы для приемника ЦИ 51 и его антенны 52 или для ППА 53 и ее антенны 54. Эти управляющие сигналы управляют временем включения упомянутых устройств 51 и 53, обеспечивают наведение антенны 52 на КА 2 и слежение за ним в течение сеанса связи, а также управляют перенацеливанием антенны 54 в случае изменения положения СР 1. Принятая по каналам 13 (от КА 2) или 15 (от СР 1) ЦИ поступает на КМ 55, затем по каналу 21 потребителю ЦИ 9.On
Если по каналу 15 ППА 53 принимает от КА 2 (через СР 1) ТМИ, то КМ 55 по команде от БУ 56 осуществляет ее передачу на НКУ КА 4 по каналу 20. В обратном направлении от НКУ КА 4 передается для КА 2 КПИ, которая КМ 55 направляется в ППА 53 для дальнейшей ретрансляции по каналу 15.If on
Помимо информационного обмена с космическими абонентами 2 представляемая МКСР обеспечивает информационный обмен с наземными абонентами 6, осуществляемый с помощью центральных земных станций 7 по каналам 17 (НА-СР) и каналам 18 (СР-ЦЗС). По каналу 19 производится тестирование сквозного канала ретрансляции НА-СР-ЦЗС с помощью имитатора аппаратуры НА, размещаемой на ЦЗС 7.In addition to information exchange with space subscribers 2, the presented MKSR provides information exchange with ground subscribers 6, carried out using central earth stations 7 through channels 17 (NA-SR) and channels 18 (SR-CZS).
В зависимости выполняемых функций НА 6 может работать только на передачу (аварийные радиобуи системы КОСПАС-САРСАТ, платформы сбора метеоданных и т.п.), только на прием (приемники корректирующих сигналов навигационных спутниковых систем, приемники спутникового теле- и радиовещания) или на прием и передачу (подвижная связь). Соответственно, связанная с той или иной группой НА 6 ЦЗС 7 будет оснащаться аппаратурой либо только для приема сигналов от СР 1, либо только для их передачи на СР 1, либо для приема и передачи этих сигналов.Depending on the functions performed, HA 6 can only work on transmission (emergency beacons of the COSPAS-SARSAT system, meteorological data collection platforms, etc.), only on reception (receivers of corrective signals of navigation satellite systems, receivers of satellite television and radio broadcasting) or on reception and transmission (mobile). Accordingly, the DSC 7 associated with one group or another ON 6 will be equipped with equipment either only for receiving signals from
Типовой состав аппаратуры 60 ЦЗС 7 для работы в МКСР приведен на фиг.5. Данная аппаратура включает в себя:A typical composition of the
- приемопередающую (в общем случае) аппаратуру 61 канала СР -ЦЗС совместно с антенной 62;- transceiver (in the general case)
- имитаторы аппаратуры наземных абонентов 63 совместно с антенной 64 для тестирования сквозного канала ретрансляции НА-СР-ЦЗС;- simulators of the equipment of
- блок управления 65;-
- интерфейсное устройство 66, которое обеспечивает связь ЦЗС 7 с ЦУРС 8 по каналу 26, а также связь приемопередающей аппаратуры канала СР-ЦЗС 61 с внешними поставщиками или потребителями информации (на фиг.5 не показана).- an
Объединение в рассматриваемой МКСР различных по своему назначению каналов ретрансляции и связи как и в системе-прототипе способствует, во-первых, передаче с использованием одной и той же орбитальной группировки СР корректирующих сигналов спутниковых навигационных систем, поскольку все абоненты МКСР являются их потребителями.The combination of relay and communication channels of different purpose in the ISSN under consideration, as in the prototype system, facilitates, firstly, the transmission of the correction signals of satellite navigation systems using the same orbital group of SRs, since all ISSN subscribers are their consumers.
Во-вторых, практически всем абонентам МКСР необходимо обеспечить связь в глобальном или близком к нему масштабе, что принципиально возможно достичь одним и тем же составом орбитальной группировки СР.Secondly, it is necessary for almost all ISSN subscribers to provide communications on a global or close scale, which is fundamentally possible to achieve with the same composition of the SR orbital group.
В третьих, наличие в составе аппаратуры 40 СР 1 ретрансляторов, работающих как периодически (РТР КУ 44), так и постоянно (РТР СПД 47) позволяет более полно использовать энергетические ресурсы СР 1.Thirdly, the presence of 40
С целью рассмотрения реализации в представляемой МКСР централизованного контроля и управления каналами ретрансляции и связи обратимся к фиг.1.In order to consider the implementation of the centralized monitoring and control of relay and communication channels in the presented ICRC, we turn to Fig. 1.
Для решения главной целевой задачи по обеспечению информационного обмена с космическими абонентами ЦУРС 8 осуществляет прием от потребителей ЦИ 9 по каналу 25 заявок на съем с определенных КА 2 необходимой им ЦИ. С другой стороны, ЦУРС 8 получает от НЕСУ КА 4 по каналу 23 заявки на съем с КА 2 ТМИ и передачу на них КПИ через СР 1.In order to solve the main target task of ensuring information exchange with space subscribers, SDGS 8 receives from the consumers DI 9 through a channel of 25 applications for removal from certain spacecraft 2 of the DI they need. On the other hand, SDG 8 receives from NESA KA 4 through
На основании полученных вышеперечисленных заявок ЦУРС 8 формирует и передает в НКУ КА 4 по каналу 23 планы проведения сеансов ретрансляции с КА через СР 1. Для обеспечения наведения антенн ПППИ 5 на СР 1 НКУ СР 3 формирует начальные условия (НУ) движения СР 1, которые по каналу 22 через ЦУРС 8 передаются в НКУ КА 4. Используя полученные данные, НКУ КА 4 формирует и передает на ПППИ 5 по каналу 20:On the basis of the above applications received, SDG 8 forms and transmits plans of relaying sessions from the spacecraft through
- команды управления аппаратурой ПППИ 5;- teams of equipment control ПППИ 5;
- целеуказания для наведения антенн ПППИ 5 на СР 1.- target designation for pointing antennas PPPI 5 on
Благодаря описанным действиям земной сегмент МКСР подготавливается к проведению сеансов ретрансляции. Процесс подготовки космического сегмента МКСР выполняется следующим образом.Thanks to the described actions, the ISDN terrestrial segment is being prepared for relay sessions. The process of preparing the space segment of the ISSR is as follows.
НКУ КА 4 выдает в ЦУРС 8 и далее в НКУ СР 3 НУ движения КА 2, по которым НКУ СР 3 осуществляет расчет программ наведения антенны абонентского канала 45 на КА 2 и слежения за ним в процессе сеанса ретрансляции. Одновременно ЦУРС 8 выдает в НКУ СР 3 планы проведения сеансов ретрансляции с КА 2 через СР 1 для формирования в НКУ СР 3 и последующей передачи на СР 1 по каналу управления 11 КПИ, включающей программу работы РТР КУ 44 в процессе подготовки и проведения сеанса ретрансляции.NKU KA 4 issues to TsURS 8 and further to NKU SR 3 the NU of KA 2 traffic, according to which NKU SR 3 calculates the programs of pointing the antenna of
КПИ для задания программы работы КА 2 на орбите с целью получения ЦИ и последующей ее передачи в ПППИ 5 разрабатывается НКУ КА 4, а затем закладывается на борт КА 2 либо непосредственно с НКУ КА 4 или через СР 1. Во втором случае указанная КПИ выдается в ПППИ 5 и передается далее по каналам 15 и 14 на борт КА 2.KPI for setting the program of work of KA 2 in orbit with the aim of receiving a QI and its subsequent transfer to KPI 5 is developed by the NKU KA 4, and then it is put on board the KA 2 either directly from the NKU KA 4 or through
Необходимо также отметить, что для планирования сеансов ретрансляции НКУ СР 3 выдает в ЦУРС 8 по каналу 22 следующую дополнительную информацию:It should also be noted that for the planning of relay sessions NKU SR 3 gives to SDG 8 on
- ограничения на работу каналов ретрансляции, связанные, например, с профилактическими работами с СР 1, сменой местоположения СР 1 или возникновением на его борту нештатных ситуаций. Эта же информация передается с ЦУРС 8 в НКУ КА 4 по каналу 23 и в ЦЗС 7 по каналу 26;- restrictions on the operation of relay channels associated, for example, with preventive maintenance with
- планы закладок КПИ на СР 1.- KPI bookmark plans for
НКУ КА 4 передает в ЦУРС 8 по каналу 23 сведения об изменении состава парка космических абонентов, обслуживаемых МКСР.NKU KA 4 transmits to SDG 8 through
Контроль состояния каналов ретрансляции и связи осуществляется в представляемой МКСР следующим образом. Для контроля каналов ретрансляции РТР КУ 44 привлекаются входящие в состав ПППИ 5 имитаторы аппаратуры космических абонентов 57, представляющие собой наземные прототипы приемопередающей аппаратуры канала «космос -космос» 35 КА 2. Указанный на фиг.1 канал 16 имеет такие же характеристики, как и канал 14, благодаря чему в процессе передачи контрольных сигналов между имитатором аппаратуры КА 57 и приемопередающей аппаратурой 53 канала СР - ПППИ производится надлежащая проверка состояния каналов ретрансляции информации между КА 2 и ПППИ 5. Тестирование каналов ретрансляции осуществляется по командам блока управления 56, выдаваемым в аппаратуру 57 и 53, и производится как периодически в соответствии с заложенной в блоке управления 56 программой, либо по запросам из ЦУРС 8, переданным по каналу 24. По этому же каналу блок управления 56 выдает в ЦУРС 8 через КМ 55 сообщения о результатах произведенного тестирования.Monitoring the status of relay and communication channels is carried out in the presented MKSR as follows. To control the relay channels of the
Дополнительной информацией для контроля состояния каналов ретрансляции служит получаемая НКУ СР 3 с борта СР 1 ТМИ о состоянии бортовой аппаратуры 40 СР 1 и получаемая НКУ КА 4 с борта КА 2 ТМИ о состоянии бортовой аппаратуры 30 КА 2. Эта ТМИ поступает в ЦУРС 8 по каналам 22 и 23 соответственно.Additional information for monitoring the status of relay channels is received by NKU SR 3 from
Аналогичным образом выполняется контроль каналов ретрансляции и связи 17 и 18, задействованных через РТР СПД 47. Каждая из ЦЗС 7 в соответствии с заложенной блоке управления 65 с участием имитатора аппаратуры НА 63 и аппаратуры 61 канала СР - ЦЗС осуществляет периодическое тестирование сквозного канала НА-СР-ЦЗС с выдачей результатов тестирования в ЦУРС 8 по каналу 26. При необходимости ЦУРС 8 может по тому же каналу послать ЦЗС 7 запрос на внеплановое тестирование упомянутого сквозного канала.Similarly, the control of relay and
Как видно, еще одной отличительной особенностью предлагаемой МКСР является то, что для контроля состояния каналов ретрансляции МКСР ЦНИИ 5 и ЦЗС 7 в отличие от аналогичных станций системы-прототипа содержат имитаторы аппаратуры соответственно космических и наземных абонентов.As you can see, another distinctive feature of the proposed ISSR is that to monitor the status of the relay channels of the ISSR TsNII 5 and TsZS 7, unlike similar stations of the prototype system, contain simulators of equipment for space and ground subscribers, respectively.
Как следует из вышеизложенного и из фиг.1, для обеспечения централизованного управления каналами ретрансляции и связи в предлагаемой МКСР ЦУРС 8 соединен с НКУ СР 3, НКУ КА 4, ПППИ 5 и ЦЗС 7, а ПППИ 5 соединен с НКУ КА 4.As follows from the foregoing and from FIG. 1, in order to provide centralized control of relay and communication channels in the proposed MKSR, SDG 8 is connected to NKU SR 3, NKU KA 4, PPPI 5 and TsZS 7, and PPPI 5 is connected to NKU KA 4.
ЦУРС 8 для решения возложенных на него задач в составе своей аппаратуры 60 содержит (фиг.6):SDG 8 for solving the tasks assigned to it as part of its
- устройства анализа и обработки информации 61;- devices for analysis and
- устройства подготовки и планирования сеансов ретрансляции и связи 62;- devices for the preparation and planning of relay and
- информационно-вычислительный комплекс 63;- information and
- устройства связи с внешними абонентами 64.- communication devices with
Устройства анализа и обработки информации 61 и устройства подготовки и планирования сеансов ретрансляции и связи 62 представляют собой совокупность автоматизированных рабочих мест (АРМ) операторов на базе персональных компьютеров, использующих ресурсы информационно-вычислительного комплекса (ИВК) 63, в том числе имеющуюся в его составе информационную базу данных. ИВК 63 выполняет также функции управления распределением данных между АРМ указанных устройств 61 и 62, поступающих от внешних абонентов (НКУ СР 3, НКУ КА 4, ПППИ 5, потребителей ЦИ 9 и ЦЗС 7) по наземным каналам связи 22, 23, 24, 25 и 26 соответственно через устройство связи с внешними абонентами 64.Information analysis and
Устройства анализа и обработки информации 61 используют для своей работы следующие данные, получаемые от:Information analysis and
1)НКУСР:1) NKUSR:
- ТМИ о состоянии СР и его бортовой аппаратуры ретрансляции и связи;- TMI on the state of the SR and its on-board relay and communication equipment;
- НУ движения СР;- OU movement SR;
- ограничения на проведение сеансов ретрансляции и связи;- restrictions on relaying and communication sessions;
- квитанции об исполнении команд управления бортовой аппаратурой СР и закладке КПИ на СР;- receipts on the execution of commands to control the onboard equipment of the SR and the laying of the KPI on the SR;
2)НКУКА:2) NKUKA:
- ТМИ о состоянии бортовой аппаратуры КА;- TMI on the state of the onboard equipment of the spacecraft;
- НУКА;- NUKA;
- об изменении состава парка КА;- on changing the composition of the spacecraft fleet;
- о состоянии ПППИ;- about the state of PPPI;
- о результатах тестирования канала ретрансляции КА-СР-ПППИ;- on the results of testing the relay channel KA-SR-PPPI;
- о результатах проведения сеансов ретрансляции;- about the results of relay sessions;
3) ЦЗС:3) CZS:
- о состоянии ЦЗС;- about the status of the central locking center;
- о результатах тестирования канала НА-СР-ЦЗС.- On the results of testing the channel NA-SR-CZS.
Результатом работы устройств анализа и обработки информации является расчет зон взаимной видимости КА 2 и СР 1, а также определение ограничений (во времени) на проведение сеансов ретрансляции и связи. Эта информация через ИВК 63 поступает на устройства подготовки и планирования сеансов ретрансляции и связи 62.The result of the operation of information analysis and processing devices is the calculation of the mutual visibility zones of SC 2 and
Указанные устройства 62 используют для своей работы следующие данные:These
- от потребителей ЦИ - заявки на ретрансляцию ЦИ с КА;- from consumers of QI - applications for relaying QI from spacecraft;
- от НКУ СР - планы закладок КПИ на СР;- from NKU SR - plans for laying KPI on SR;
- от НКУ КА - заявки на съем с КА ТМИ и передачу на них КПИ.- from NKU KA - applications for removal from KM TMI and transfer of KPI to them.
Результатом работы устройств подготовки и планирования сеансов ретрансляции и связи 62 являются:The result of the devices for the preparation and planning of relay and
- КПИ для СР в части управления его ретрансляционной аппаратурой, выдаваемая в НКУ СР;- KPI for SR in terms of control of its relay equipment, issued by the NKU SR;
- планы проведения сеансов ретрансляции, выдаваемые в НКУ КА;- plans for relaying sessions issued by the NKU KA;
- ограничения на организацию каналов ретрансляции и связи, выдаваемые в НКУ КА и ЦЗС;- restrictions on the organization of relay channels and communications issued by the NKU KA and TsZS;
- сообщения об отмене сеансов ретрансляции, выдаваемые в НКУ СР и в НКУ КА.- messages on cancellation of relay sessions issued in the NKU SR and in the NKU KA.
Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить оперативность доставки целевой информации от низкоорбитальных космических абонентов и управления ими при использовании минимального количества наземных пунктов приема и передачи информации, а также обеспечить централизованное управление каналами ретрансляции и связи многофункциональной космической системы ретрансляции, что позволяет оперативно реагировать на запросы потребителей информации, на изменение состояния технических средств системы и планировать их загрузку, повышая тем самым эффективность использования имеющихся ресурсов.The use of the invention allows to increase the efficiency of delivery of target information from low-orbit space subscribers and their management using a minimum number of ground-based points of reception and transmission of information, as well as to provide centralized control of relay channels and communication of the multifunctional space relay system, which allows you to quickly respond to requests from information consumers, to change the state of the hardware of the system and plan their download, thereby increasing the efficiency of the use of available resources.
Из известных авторам источников патентных и информационных материалов не известна совокупность признаков, эквивалентных (или совпадающих) с признаками данного предполагаемого изобретения, поэтому заявитель склонен считать техническое решение отвечающим критерию «новизна».From the sources of patent and information materials known to the authors, the totality of features that are equivalent (or coincide) with the features of this proposed invention is not known, therefore, the applicant is inclined to consider the technical solution to meet the criterion of "novelty."
Настоящее решение технически реализуемо, поскольку базируется на известных и отработанных устройствах, и предполагается к использованию в многофункциональной космической системе ретрансляции, предназначенной для информационного обмена с космическими и наземными абонентами.This solution is technically feasible, because it is based on well-known and well-established devices, and is supposed to be used in a multifunctional space relay system designed for information exchange with space and ground subscribers.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152148/07A RU2503127C2 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011152148/07A RU2503127C2 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011152148A RU2011152148A (en) | 2013-06-27 |
RU2503127C2 true RU2503127C2 (en) | 2013-12-27 |
Family
ID=48701097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011152148/07A RU2503127C2 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2503127C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113873667B (en) * | 2020-06-30 | 2024-08-23 | 大唐移动通信设备有限公司 | Scheduling method, device, equipment and readable storage medium |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU42303U1 (en) * | 2004-06-08 | 2004-11-27 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | ON-BOARD RADIO ELECTRONIC EQUIPMENT SIMULATOR |
AU2001234911B2 (en) * | 2000-02-07 | 2005-06-09 | Qualcomm Incorporated | Reducing radio link supervision time in a high data rate system |
RU2302695C2 (en) * | 2005-06-02 | 2007-07-10 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Мега Микро Технология Интернешнл" | Multifunction space communication system |
RU2352067C1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-04-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт специальных систем связи "Интеграл", а/я 364 | System of communication to retransmitters that change their location in space |
RU2360848C1 (en) * | 2008-01-25 | 2009-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Multi-purpose space system |
-
2011
- 2011-12-20 RU RU2011152148/07A patent/RU2503127C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2001234911B2 (en) * | 2000-02-07 | 2005-06-09 | Qualcomm Incorporated | Reducing radio link supervision time in a high data rate system |
RU42303U1 (en) * | 2004-06-08 | 2004-11-27 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | ON-BOARD RADIO ELECTRONIC EQUIPMENT SIMULATOR |
RU2302695C2 (en) * | 2005-06-02 | 2007-07-10 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Мега Микро Технология Интернешнл" | Multifunction space communication system |
RU2352067C1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-04-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт специальных систем связи "Интеграл", а/я 364 | System of communication to retransmitters that change their location in space |
RU2360848C1 (en) * | 2008-01-25 | 2009-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Multi-purpose space system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011152148A (en) | 2013-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109861737B (en) | Automatic satellite remote measuring, tracking and commanding system | |
Al-Hraishawi et al. | A survey on nongeostationary satellite systems: The communication perspective | |
Azari et al. | Evolution of non-terrestrial networks from 5G to 6G: A survey | |
EP3520248B1 (en) | Method and system for dealing with antenna blockage in a low earth orbit constellation | |
EP4624340A2 (en) | Multi-pathway satellite communication system and method | |
CN109560862A (en) | A kind of Inter-satellite Communication System and method based on Satellite Formation Flying | |
EP2528248A2 (en) | Extensible high bandwidth global space communication network | |
CN101960502A (en) | Device and method for flight safety and/or air traffic control of aircraft | |
CN213043681U (en) | Measurement, operation and control system of polar orbit satellite | |
CN107942743B (en) | A kind of aircraft measurement and control system and method based on tower base station | |
CN103684576A (en) | High-speed data communication method based on minisatellite cluster ad-hoc network | |
Akhtyamov et al. | An implementation of software defined radios for federated aerospace networks: Informing satellite implementations using an inter-balloon communications experiment | |
CN119906474B (en) | Moon-passing remote-guiding satellite formation system and cooperative working method | |
RU2155447C1 (en) | Satellite system for data transmission between customer satellites and ground station | |
RU2503127C2 (en) | Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users | |
RU2554517C2 (en) | Complex for provision of radio communication using unpiloted aircraft (ua) | |
RU2622508C1 (en) | Mobile measuring point of complex of measuring, collecting and processing information means from missile-carriers and/or ground boosters measuring complex | |
RU2427078C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
Heppe | Problem of UAV communications | |
Flanegan et al. | NASA lunar communication and navigation architecture | |
Speretta et al. | Designing the radio link for a lunar cubesat: the lumio case | |
He et al. | Satellite-Assisted Low-Altitude Economy Networking: Concepts, Applications, and Opportunities | |
Fuller et al. | Communications System Concept of Operations (ConOp) for Supporting Second Shift (SS) Operations | |
Zhang et al. | Hybrid GEO and IGSO satellite constellation design with ground supporting constraint for space information networks | |
Schier | NASA's Lunar Space Communication and Navigation Architecture |