Système personnel de communication par satellite Messenger. Système de communication spatiale "messager". Caractéristiques techniques du segment spatial

Système communications spatiales"Messager"

But du système

Le système de communication en orbite basse "Gonets" fournit connexion personnelle utilisateurs qui peuvent se trouver presque n'importe où dans le monde. Le système se compose d'espace et de segments au sol et se concentre à la fois sur la fourniture de services de communication aux utilisateurs individuels et sur la création de systèmes d'entreprise.

Construire une constellation orbitale

Bien que profondément enrichissantes, les aventures dans l'arrière-pays comportent également des risques qui peuvent parfois mettre la vie en danger, même pour les aventuriers les plus chevronnés. repos actif. La technologie est venue à la rescousse. Bien que les deux soient des émetteurs portatifs, les balises de localisation personnelles et les messagers par satellite présentent des différences importantes. Cet article décrit les bases de chacun.

Les balises de localisation personnelles sont des dispositifs puissants conçus principalement pour envoyer une alerte de détresse personnalisée. Ils nécessitent généralement une vue dégagée du ciel pour une transmission réussie. Important : La balise de localisation personnelle ne doit être activée qu'en cas de danger grave et immédiat, et uniquement en dernier recours, lorsque tous les moyens d'auto-assistance ont été épuisés.

Les principaux domaines d'application et capacités du système de communication "Gonets":

  • création de réseaux de communication départementaux (bancaires, médicaux, administratifs) dédiés ;
  • assurer la communication avec des territoires éloignés de la Russie avec des infrastructures sous-développées (l'Extrême-Nord, la Sibérie, l'Extrême-Orient, etc.);
  • surveiller l'état et l'emplacement des véhicules, déterminer les coordonnées à l'aide de systèmes (GPS / Glonass) avec une précision allant jusqu'à 100 m;
  • contrôle du transport de fret avec transfert de l'itinéraire au centre d'expédition, surveillance à distance;
  • surveillance environnementale et industrielle, collecte informations scientifiques(géodésique, hydrologique, à partir de capteurs sismiques, etc.) ;
  • transmission/réception de messages texte ou fichier de tout format (jusqu'à 200 ko);
  • transmission d'informations à partir de capteurs situés dans des installations distantes, hors ligne ou par des enquêtes de groupe du centre de répartition ;
  • lien avec les services postaux réseau d'entreprise ou Internet.

Composition du système

Les températures froides raccourcissent la durée de vie de la batterie et les situations ci-dessus représentent les pires scénarios. Cependant, gardez à l'esprit que les sauveteurs viennent généralement avec des garanties importantes. Ils ne sont pas conçus pour une utilisation sérieuse en alpinisme.

Comment fonctionne la messagerie satellite

Pour utiliser la messagerie satellite, vous avez besoin frais d'abonnement. Quelles sont les différences entre les réseaux satellitaires ?

  • Offre une couverture planétaire à 100 % grâce à un réseau de 66 satellites.
  • Utilise 2 passerelles terrestres et relaie les messages.
Chaque réseau satellitaire a sa part de fans et de détracteurs associés à leur capacité à délivrer des messages 100% du temps. Sur le ce moment le jury est toujours dehors.

Le système de communication "Messenger" se compose de quatre éléments principaux :

  • segment spatial;
  • terminaux au sol de diverses modifications fournissant une communication personnelle;
  • stations régionales qui permettent la communication entre les abonnés du système "Gonets" et les abonnés des réseaux publics, ainsi que l'exécution des fonctions de gestion des communications dans la région ;
  • centre de contrôle du système qui assure le contrôle du système de communication "Gonets" et constellation orbitale satellites.

Comme indiqué ci-dessus, une mise en œuvre progressive du programme "Gonets" est envisagée : "Gonets-D1", "Gonets-D1M", "Gonets", coordonnée avec une augmentation du nombre de consommateurs et une amélioration de la qualité des services fournis. . Toutes les étapes diffèrent principalement par la structure du segment spatial.

Ce type d'engin spatial enregistre des messages tels que fax, télex ou message électronique, car il déborde de l'expéditeur puis le transmet à la destination lorsqu'il atteint la portée de son antennes de réception. Cette méthode était principalement destinée à la communication dans des zones très éloignées sans liaisons terrestres. Des officiers du renseignement soviétiques et des fonctionnaires des ambassades soviétiques à l'étranger auraient utilisé le satellite Strela pour transmettre des informations hautement sensibles et urgentes, telles que des documents et des images, à Moscou.

Segment spatial

Le segment spatial du système se compose de satellites ayant des orbites polaires quasi circulaires avec une altitude de 1300-1500 km. Les satellites sont situés dans différents plans, qui sont régulièrement espacés les uns par rapport aux autres le long de la longitude du nœud ascendant.

La conception des satellites du système "Gonets" a été réalisée sur la base de 30 ans d'expérience dans la création et l'exploitation systèmes en orbite basse communication en Russie. Ego a permis de créer un satellite léger d'un poids de 225 kg.

Lorsque deux utilisateurs se trouvent dans des zones différentes, le message sera envoyé comme E-mail, d'abord stocké sur le satellite puis pointé vers le récepteur. Le réseau peut également fournir une navigation avec une précision allant jusqu'à 100 mètres, collecter et relayer des données de divers capteurs comme les instruments géodésiques, les sismographes et les capteurs hydrologiques.

Enfin, il peut envoyer du texte et fichiers graphiques. Le réseau était considéré comme particulièrement utile dans les régions éloignées de la Russie telles que l'Extrême-Nord, la Sibérie et l'Extrême-Orient russe. Des exemples de son utilisation étaient des applications telles que la transmission d'informations sur l'état d'objets critiques et de données sur la cargaison, la surveillance environnementale et industrielle, les rapports d'urgence et la collecte de données météorologiques.

La création du segment spatial sera réalisée par un lancement groupé.

La communication entre terminaux au sol est établie par satellite lorsqu'il se trouve dans la zone de visibilité radio du terminal. Comme un satellite au-dessus d'un point donné de la surface terrestre peut apparaître plusieurs fois par jour avec un temps moyen de 8 minutes, lors de l'utilisation d'un satellite, le temps d'attente pour une session de communication est de plusieurs heures. Pour réduire le temps d'attente d'une session de communication, il est nécessaire d'augmenter le nombre de satellites dans le système et le nombre de plans orbitaux.

La durée de vie réelle des satellites de la constellation s'est avérée être comprise entre 5 et 14 ans, avec deux satellites survivant dans l'espace, jusqu'à présent. Le premier lancement a eu lieu le 12 décembre. La vitesse d'échange d'informations entre les utilisateurs du réseau sera multipliée par plus de 30 par rapport à ce qu'elle était la version précédente, et maintenant le réseau offrira une couverture véritablement mondiale. Jusqu'à un million d'utilisateurs pouvaient communiquer via le système en temps réel.

La conception préliminaire du réseau a été réalisée pendant. Les ressources des deux réseaux promettaient d'étendre encore les capacités du service. Il a promis de lancer une paire de satellites suivis d'un trio vaisseau spatial, au fil de tous ces nouveaux satellites formerait une première constellation capable de fournir des services pratiques limités tels que des échanges de courriers électroniques avec une pause pouvant aller jusqu'à une demi-heure. Dans les régions équatoriales, les pauses atteindront environ 15 minutes. Les cinq satellites ont émis à des fréquences de 2-3 GHz, et trois satellites ont également émis à 3-4 GHz.

Principes d'organisation de la communication dans le système

La communication au sein d'une région dont le diamètre est inférieur à 5000 km (la tache de visibilité radio d'un satellite) s'effectue sur une échelle de temps proche du réel. Dans le même temps, dans la région, les abonnés du système "Gonets" établissent une communication entre eux directement par satellite, et une station régionale est en outre utilisée avec les abonnés des réseaux publics.

Il était désormais promis d'avoir 12 satellites dans un réseau pleinement opérationnel. La famille Strela et le réseau Spring. La version militaire du vaisseau spatial Gonets-M était connue sous le nom de Strela-3M. Le système promettait de fournir un contrôle global, la transmission de données et de télémétrie à partir de satellites et de lance-roquettes, de fournir un accès à Internet mobile vers les régions arctiques et antarctiques, ainsi que pour augmenter la fiabilité et la disponibilité des connexions Internet sans fil dans les rues étroites et les tunnels des villes.

Les satellites individuels du réseau pourront s'échanger des données à grande vitesse pour assurer l'acheminement le plus efficace des informations d'un utilisateur à l'autre. Le prix du système était estimé à 20 milliards de roubles et il a fallu des décennies pour générer des bénéfices.

Si les abonnés sont situés dans différentes régions, alors informations numériques transmis par e-mail. Le message transmis au satellite est stocké et transmis au destinataire lorsqu'il apparaît dans la zone de visibilité radio de ce satellite. Le délai de livraison des informations dans ce cas est de plusieurs heures.

Réduire le délai d'acheminement des informations dans le système "Gonets" est inapproprié, puisqu'il est établi qu'environ 80% du trafic se situe dans la région. L'établissement d'une communication entre abonnés de différentes régions sur une échelle de temps proche de la réalité est possible avec l'implication de moyens supplémentaires d'autres systèmes.

Les fusées Soyouz peuvent lancer un groupe de huit satellites, tandis que Rokot peut transporter jusqu'à quatre vaisseau spatial. Bien que le rapport de la commission n'ait pas été rendu public, les responsables de l'industrie ont déclaré que le système de contrôle du troisième étage du véhicule était probablement à l'origine de la panne. L'usine radio de Kiev en Ukraine a fabriqué le système de contrôle à bord de Tsiklon-3, cependant, certains éléments du système sont fournis par un fabricant russe situé dans la ville de Saratov. Une source proche de l'enquête a indiqué que le sous-traitant pourrait être tenu responsable de l'échec.

Caractéristiques techniques du segment spatial

Caractéristiques du segment spatial

Vaisseau spatial "Gonets-D1"

SC "Gonets-D1M"

Type KA

Orbite basse, orientée vers le centre de la Terre, correction le long de l'orbite

Orbite

Circulaire

Dans le même temps, un porte-parole de Rosaviakosmos a déclaré que la télémétrie reçue lors du lancement a montré que l'appareil à gouverner qui contrôle le moteur du troisième étage est bloqué pendant le vol. Il n'était pas immédiatement clair si le système de contrôle pouvait être responsable de cette anomalie.

Selon Rosaviakosmos, le lanceur et ses charge utile est tombé dans la mer gelée de Sibérie orientale, à 58 kilomètres au sud-est de l'île Wrangel. La fusée avait six satellites, dont trois engins spatiaux conçus pour compléter le réseau de communication en orbite basse.

Altitude, km
Inclinaison, grêle
Construction balistique de la constellation orbitale

9 vaisseaux spatiaux dans 2 avions

12 vaisseaux spatiaux dans 4 avions

Alimentation, W
Gamme de fréquences, MHz
Nombre de chaînes sur un satellite :
"en haut"
"vers le bas"
Taux de transfert d'informations d'un canal, Kbps

2.4 ; 4,8 ; 9.6 "haut"
9,6 ; 32; 64 "vers le bas"

Bande passante, Mbit/jour
Poids (kg
Durée d'existence active, année
Mode de retrait (groupe)

"Cyclone" pour 3-6 engins spatiaux

Les satellites ont ensuite été identifiés comme appartenant à une toute nouvelle série Spring. L'agence spatiale russe Roskosmos a qualifié le lancement de succès. Il a également été annoncé qu'un satellite militaire secret a été installé à bord. Selon des sources russes, il appartenait au réseau de communication Strela et était similaire aux satellites civils Gonets.

Le lancement a été reporté à septembre. Selon l'agence spatiale russe Roscosmos, la mission élargira la constellation des Gonets de sept à dix engins spatiaux. Lors de sa mise en orbite, Rokot devait larguer son premier étage dans la mer de Barents, à l'ouest de l'archipel. Nouvelle terre, et sa deuxième étape se déversera ensuite dans l'océan Arctique, au nord-est des îles de Nouvelle-Sibérie.

"Roar" par 3 KA

Moyens de lancement des satellites du système en orbite :

  • "Rus" - lancement en groupe de 9 satellites ;
  • "Cyclone" - lancement en groupe de 6 satellites ;
  • "Rokot" - lancement en groupe de 3 satellites ;
  • "Cosmos" - un seul lancement.

Bornes de terre

Étant donné que les satellites en orbite basse de Gonts sont situés beaucoup plus près de la Terre que les satellites géostationnaires, des caractéristiques énergétiques plus faibles sont nécessaires pour assurer la communication. Cela permet l'utilisation de terminaux au sol portables et peu coûteux pas plus compliqués que les radios de police mobiles conventionnelles. Les terminaux peuvent être alimentés par des batteries solaires et de stockage et ne nécessitent pas de maintenance qualifiée.

Cependant, les trois nouveaux satellites ont encore besoin de 45 à 60 jours pour les tests et la mise en service. À un moment donné, ma femme a dit quelque chose du genre "peut-être que d'autres personnes voudront cette information". Cet article est le premier d'une série en trois parties sur les communications par satellite bidirectionnelles pour l'alpinisme léger. Cette partie 1 est une introduction ; décrivant brièvement les alternatives, le fonctionnement des systèmes satellitaires et chacun des systèmes satellitaires que vous pourriez envisager. La partie 2 est dédiée téléphones satellites, et la partie 3 couvre les téléviseurs par satellite.

Les bornes au sol "Gonets" permettent un accès direct aux chaînes satellites, c'est à dire. communiquer directement avec les satellites dans la zone de visibilité radio. La communication avec le satellite est établie automatiquement sans la participation de l'opérateur. Les terminaux au sol ont un certain nombre de modifications conçues pour principes généraux. Ce sont des appareils portables, portables qui ont toutes les qualités appareils modernes transmission de messages.

Système satellitaire "Gonets"

Toutes les informations de cette série sont fournies sur les sites Web des fournisseurs et les avis en ligne, à l'exception du " Expérience personnelle". Pourquoi vous pouvez utiliser bidirectionnel communication par satellite en grimpant ? Ignorant les principales préoccupations concernant l'autonomie et la déconnexion du réseau, les causes les plus courantes sont.

Développement du projet "Messenger"

Voulez-vous apporter des modifications à sauvegarde de l'arrière-pays, y compris la commande d'équipement neuf ou de remplacement. Vous souhaitez un accès Internet et pouvez accepter des pénalités de poids ou de vitesse importantes.

  • Vous voulez de l'aide en cas d'urgence.
  • Vous souhaitez communiquer avec vos proches ? cela peut être une condition de votre voyage.
  • Vous souhaitez communiquer avec le travail ; encore une fois, cela peut être une condition de votre voyage.
  • Vous voulez un suivi en temps réel de votre position.
Une communication bidirectionnelle avec les premiers intervenants, la famille ou les amis peut faire la différence entre la vie et la mort, entre un réchauffement de type 2 et un sauvetage inutile, entre sauver votre propre vie et risquer inutilement la vie des sauveteurs.

Équipements d'abonné (terminaux) de diverses modifications :

  • Borne portative. Terminal portable à usage universel, fonctionnant avec un PC ou clavier externe avec affichage. Fournit un transfert de données à des vitesses allant jusqu'à 9,6 Kbps, y compris l'échange de messages fax à une vitesse de 2,4 Kbps.
  • borne de réception. Téléavertisseur satellite alphanumérique avec antenne fouet et écran. Le volume des messages de radiomessagerie numériques et alphanumériques transmis peut atteindre 125 caractères (1 Kbit).
  • Borne fixe. Il s'installe directement chez l'utilisateur personnel ou collectif et peut être connecté à réseau local Type Ethernet. Type d'antenne - tourniquet ou plat. Le kit comprend câble d'antenne avec éléments de fixation pour installation à l'extérieur. Alimentation - du secteur 220 V, 50 Hz.
  • Terminal mobile. Un terminal avec un dispositif de localisation conçu pour être installé sur des voitures et d'autres objets en mouvement. Alimentation - à partir d'une batterie 12 V. Il fonctionne en modes entretenu et sans surveillance.
  • Borne autonome. Un émetteur-récepteur conçu pour être installé dans des conteneurs non chauffés, sur des oléoducs et gazoducs, des points de contrôle environnemental. La programmation des modes de fonctionnement du terminal autonome et l'entrée/sortie des données des capteurs sont effectuées via le port série RS-232C.

Principales caractéristiques des fonds souscripteurs

Jetons un coup d'œil aux autres technologies que vous pouvez utiliser pour communiquer dans le désert. De nombreuses zones du désert ont peu ou pas de couverture téléphone portable, surtout là où vous êtes loin de la civilisation. Chapitre. Vous devez ajouter un téléphone pour passer des appels téléphoniques et un ordinateur portable, une tablette ou un smartphone pour accéder à Internet.

Le système satellitaire des Gonets est en test dans le Grand Nord

La portée des petits radars vent léger peut être très limitée. Vous ne pouvez pas utiliser les radios amateurs à des fins commerciales. Les balises de localisation personnelles ne sont bonnes que pour une chose : secourir en cas d'extrême urgence. Les appareils à simple face sont souvent plus légers et moins chers que les appareils à double face.

Nom

Signification

Sensibilité du récepteur, µV

0,3

Puissance de l'émetteur, W

10

Précision de la détermination de l'emplacement du mobile
objet selon le système GPS/GLONASS, m

100

Type de modulation

De nombreux appareils unidirectionnels ne peuvent envoyer que trois ou quatre messages prédéfinis - pas utile pour "envoyer plus de pop tart" si vous ne vous attendiez pas à ce message. Pigeons pesant de 300 g à 450 g, ainsi qu'environ 50 g de nourriture, plus une cage. Vous ne pouvez utiliser un pigeon qu'une seule fois par voyage en sac à dos, ce qui les rend peu pratiques pour l'alpinisme léger. Pour les messages de retour, vous devez entraîner un autre groupe de pigeons à voler vers des emplacements prédéfinis tout au long de votre voyage.

Comment fonctionnent les systèmes satellite bidirectionnels

Vous pouvez accéder à Internet derrière des pigeons voyageurs en utilisant des normes bien définies, mais vous aurez des problèmes de latence élevés et une perte de paquets élevée due aux faucons et autres prédateurs. Iridium, téléphone, satellite et station au sol. Les signaux satellites doivent emprunter un chemin direct entre votre appareil et le satellite, et entre le satellite et une station au sol connectée au système téléphonique et à Internet. Les signaux satellites sont encore plus faibles que les signaux des téléphones portables, bloqués par des bâtiments, des montagnes, des parois de canyon, des arbres et parfois de fortes pluies ou de la neige.

FM-2, SOFM-4, GMSK

Alimentation depuis le réseau, V

220 ou VIP 12

Poids, grammes

jusqu'à 700


Equipements abonnés (terminaux) "Messenger"


Borne d'abonné portable "Gonets"


Terminal modem "Gonets"


Borne d'abonné autonome "Gonets"

Les modifications des terminaux au sol diffèrent par les services fournis : messagerie bidirectionnelle, détermination de l'emplacement d'un objet mobile et fourniture d'informations au centre, réception de messages diffusés, transmission d'informations à partir de capteurs de contrôle, radiomessagerie, radiotéléphonie, ainsi que le lieu d'installation : fixe locaux, portatifs ou portatifs, objets mobiles, capteurs de contrôle sans entretien.

Gares régionales

Les stations régionales sont installées dans des locaux fixes et assurent les tâches suivantes :

  • organisation du système de communication "Gonets" dans la région ;
  • connexion du système "Gonets" aux réseaux publics et fourniture de communications entre le système "Gonets" et d'autres systèmes ;
  • service à la clientèle et facturation des services rendus aux clients.

Centre de contrôle du système

Le centre de contrôle du système effectue deux tâches principales :

  • gestion de la constellation de satellites, y compris :
    • planification et coordination des travaux de déploiement de la constellation orbitale;
    • réception et analyse d'informations télémétriques;
    • formation et transmission d'informations de commande et de programme pour le contrôle de satellites;
    • effectuer des mesures de trajectoire et déterminer les paramètres de l'orbite des satellites.


centre de contrôle des missions

  • gestion du système de communication, y compris :
    • répartition des ressources système (bande passante) entre différents consommateurs ;
    • coordination et planification des travaux des stations régionales, y compris le transfert des informations technologiques nécessaires à celles-ci;
    • vérifier l'opérabilité des éléments du système de communication et délivrer l'autorisation de les mettre en service.


Caractéristiques

Nom

2005

2010 (projet)

2015 (projet)

Constellation orbitale

Nombre de satellites

9 (2 avions pour 3 et 6 engins spatiaux)

12 (4 avions pour 3 engins spatiaux)

24 (4 avions, 6 vaisseaux spatiaux chacun)

Temps d'attente de session maximum/moyen, h

2,5/1,5

0,3/0,6

Taux de transfert d'informations, Kbps

2,4

2,4; 4,8; 9,6

2,4-64

Gamme de fréquences, MHz

200/300

200/300, 300/400

200/300, 300/400

Probabilité d'erreur par symbole

<10 -4

< 10 -6

<10 -6

Codage

Bloquer

Convolutif(k=7, r=3/4)

Convolutif(k=7, r=3/4)

Protocole d'accès

MDVR

S-ALOHA

S-ALOHA

Débit du système, Mbps

10 2

10 3

10 4

Nombre d'utilisateurs, mille

100

1500

Précision de localisation, m

100 (GPS)

100 (GPS/Glonass), 1000 (hors ligne)

100 (GPS/Glonasse),
1000 (hors ligne)

Schéma de fonctionnement du système


Des informations sur le système de satellites en orbite basse "Gonets D1M" et ses sous-systèmes sont présentées. Les paramètres techniques des segments espace et abonnés sont pris en compte. Les principales décisions prises dans la mise en œuvre du système, de la charge utile du satellite et des terminaux utilisateurs sont expliquées.
Fournit des informations sur le système satellite LEO "Gonets D1M" et ses sous-systèmes. Examiner les paramètres techniques du segment spatial et du segment de clientèle. Explique les principales décisions prises dans la mise en œuvre des systèmes, des charges utiles et des terminaux utilisateurs.

Andreï Jarov
Premier vice-président - Designer en chef. Andreï Zarov
1er vice-président - constructeur en chef

Mots clés:

systèmes satellitaires, systèmes en orbite basse

système satellite, système LEO

Il convient de considérer les systèmes de communication par satellite en orbite basse (LOSS) comme une classe indépendante de systèmes spatiaux. Tout d'abord, l'attractivité du NSSS est associée à la possibilité d'un service client mondial et / ou d'une collecte de données mondiale. De plus, des liaisons radio à haute énergie sont réalisées, ce qui permet l'utilisation de dispositifs d'abonné avec des antennes faiblement directionnelles et non directionnelles, c'est-à-dire l'utilisation de terminaux d'abonné (AT) de petite taille. Un facteur positif important est que le retard du signal dans de tels systèmes est minime.

Un intérêt particulier pour les systèmes de communication en orbite basse a été observé dans les années 1990. Le nombre de projets se chiffre en dizaines. Cependant, les mérites et les perspectives commerciales du NSSS ont été clairement surestimés, puisque peu de gens auraient pu imaginer un développement aussi rapide des réseaux mobiles terrestres à la fin des années 1990.

Malgré le point de vue commun selon lequel tous les projets de création du NSSS n'ont pas été à la hauteur des attentes, tous ces systèmes qui étaient autrefois pleinement déployés ont prouvé leur pertinence et sont maintenant au stade de créer les prochaines générations : Orbcomm déploie Orbcomm -2, Iridium - IridiumNext, Globalstar - Globalstar-2. Tout cela prouve que la pertinence des systèmes de communication mobile par satellite n'est en aucun cas une chose du passé, mais a un avenir bien mérité. En plus des tâches directes de communication, NSSS résout aujourd'hui un large éventail de tâches connexes liées à la collecte et à la transmission de données.



Actuellement, il existe environ 17 systèmes spatiaux amenés à la mise en œuvre pratique.

Il convient de noter que tous ces systèmes fonctionnent grâce au soutien de l'État, car souvent leur efficacité économique se manifeste dans des domaines connexes, c'est-à-dire qu'il y a un effet économique multiplicateur. Le système national "Gonets" fait référence aux systèmes de transmission de données et peut remplir les fonctions de systèmes de collecte de données à l'échelle mondiale.

Développement du projet "Messenger"

Les travaux dans le cadre de la R & D Gonets-M sont réalisés conformément aux programmes spatiaux fédéraux de Russie (2001–2006 et 2006–2015) afin d'augmenter le débit du système en élargissant les bandes de fréquences utilisées, en augmentant la vitesse de transmission d'informations dans les liaisons radio « Terre-espace » jusqu'à 9,6 Kbps et dans la liaison radio « espace-Terre » jusqu'à 76,8 Kbps en créant la constellation orbitale Gonets-M (12 SC) du système Gonets-D1M modernisé et mener une opération expérimentale du vaisseau spatial Gonets-D1. Depuis décembre 2013, 6 engins spatiaux "Gonets-M", qui subissent des essais en vol, et un engin spatial "Gonets-D1", opèrent dans l'OG. En 2014, il est prévu de lancer 6 autres engins spatiaux, qui sont produits en série. Il est prévu de maintenir le Gonets-M SC dans l'état-major régulier avant le déploiement du Gonets-M1 SC en lançant 9 autres SC en série. La deuxième étape se terminera par l'achèvement de l'exploitation du dernier engin spatial Gonets-M dans le cadre de l'OG standard Depuis 2009, des travaux ont été lancés pour déterminer l'apparence technique du prometteur engin spatial Gonets-M1, et à partir de ce moment-là, nous peut parler du début de la 3ème étape du développement du projet "Gonets".A ce jour, aucune décision finale n'a été prise sur la construction du système.

Construire une constellation orbitale

La construction d'une constellation orbitale du système multifonctionnel de communication et de transmission de données par satellite personnel Gonets-D1M devrait fournir une communication continue et globale aux consommateurs avec un compact (pas plus de 360 ​​g et un volume de pas plus de 0,4 dm3), de faible puissance (pas plus de 10 W par rayonnement) et équipement de transmission de données bon marché (jusqu'à 1000 $). Il convient de noter que l'exigence de continuité est assez stricte et que, pour la remplir, il est nécessaire d'utiliser un nombre important de satellites. dans la constellation orbitale. Habituellement, la continuité de la communication est requise avec une probabilité P proche de l'unité, et dans certains L'exigence d'une faible consommation d'énergie de l'équipement de communication signifie que la hauteur des orbites de l'engin spatial doit être aussi faible que possible. l'exigence de globalité et de continuité oblige à augmenter la hauteur et l'inclinaison des orbites des engins spatiaux. Ainsi, le problème est multiparamétrique et multicritère.



Le choix de la structure orbitale du système spatial Gonets se réduit à trouver le nombre minimum d'engins spatiaux qui fournissent une couverture unique continue (avec probabilité P) et globale, sous les restrictions suivantes (Fig. 1, Tableau 1):

  1. Les altitudes données de tous les engins spatiaux sont égales à 1500 km et toutes les orbites ont la même excentricité et inclinaison nominales ;
  2. Le nombre d'engins spatiaux dans chaque avion est de 3 ;
  3. L'inclinaison orbitale du vaisseau spatial est de 82,5 degrés. (pour cette inclinaison, il existe une voie de lancement développée pour le lanceur Rokot depuis le cosmodrome de Plesetsk);
  4. Pour maintenir les caractéristiques spatio-temporelles de la constellation orbitale pendant toute la période d'existence active de l'engin spatial Gonets-M, chaque engin spatial dispose d'une réserve de "corps de travail" suffisante pour corriger l'orbite en fonction des commandes de la Terre pendant 5– 7 ans.
  5. La formation adoptée de la constellation avec 12 SC Gonets-M en orbite basse, 3 SC dans 4 plans, devrait assurer le temps d'attente de communication minimum à un angle d'élévation ≥ 10 degrés et une probabilité de P=0,9.



Lors du choix des paramètres des orbites, l'effet des rayons cosmiques a également été pris en compte.

Tâches du système et ses caractéristiques

Le système de communication personnel multifonctionnel par satellite (MSPSS) "Gonets-D1M" est conçu pour transmettre des données et fournir les services de communication suivants aux abonnés situés partout dans le monde :

  • messagerie entre les installations au sol des consommateurs (AT-AT);
  • déterminer l'emplacement des utilisateurs mobiles ;
  • collecte automatisée de données à partir de capteurs pour surveiller l'état de tout objet, y compris ceux sans surveillance, collecte de données sur l'emplacement d'objets ;
  • diffuser des messages à un groupe d'installations au sol ;
  • communication vocale des utilisateurs mobiles et fixes situés dans la même zone de visibilité radio du vaisseau spatial (AT-AT);
  • transmission de messages d'urgence de l'AT aux centres de répartition des consommateurs (un message d'urgence est généré automatiquement dans l'AT lorsqu'un «bouton de panique» affiché séparément est enfoncé ou qu'un capteur d'urgence est déclenché et contient des données sur les coordonnées de l'AT, le moment de l'événement);
  • interaction des moyens des consommateurs de MSPSS "Gonets-D1M" avec le réseau public, Internet et d'autres réseaux terrestres.

Le MSSSS Gonets-D1M implémente l'authentification des abonnés dans le SC BRTK, ainsi que la protection cryptographique des informations dans les canaux de contrôle SC Les principales caractéristiques techniques du MSSSS Gonets-D1M avec la constellation orbitale Gonets-M sont présentées dans le tableau 2.


Composition fonctionnelle du système et interaction des sous-systèmes

La composition du MSPSS "Gonets-D1M" sous forme de composants comprend un complexe spatial, un complexe de communication, un centre de contrôle du système et des installations de consommation au sol sous la forme de terminaux d'abonnés (AT). Le complexe de communication gère les modes de fonctionnement de l'engin spatial en termes de communication et de transmission de données, d'acheminement des messages grand public entre les régions de service et vers des réseaux externes.

Pour fournir un service client sur le territoire de la Fédération de Russie à l'aide du complexe de communication, 4 stations régionales opérant dans la bande 0,2–0,3 GHz ont déjà été déployées - à Moscou, dans le territoire de Krasnoïarsk (Zheleznogorsk), à Tiksi et à Yuzhno-Sakhalinsk. Dans le cadre de l'introduction d'une nouvelle gamme de 0,3-0,4 GHz, une station régionale bi-bande a été développée, qui remplacera les stations régionales actuelles, et sera également livrée à Mourmansk, Norilsk, Rostov-on-Don. Le système utilise un accès multiple par répartition dans le temps, qui à son tour nécessite la synchronisation des installations aéroportées et au sol et la formation d'une trame d'accès multiple par répartition dans le temps (TDMA).

La synchronisation du fonctionnement des installations aéroportées et au sol dans la trame TDMA est effectuée par un signal de marqueur (MS), qui, dans une certaine zone de service, est transmis par tous les satellites du système aux mêmes fréquences spécialement sélectionnées, et contient un message spécial (mot de synchronisation) pour la formation par les équipements au sol d'une trame TDMA synchrone avec le RTCS. Les PM de différents engins spatiaux sont espacés dans le temps pour exclure les interférences dans les zones de visibilité radio communes.

Le service des abonnés (moyens terrestres des consommateurs) dans la gamme de 0,2-0,3 GHz et 0,3-0,4 GHz peut être effectué dans l'un des 3 modes :

  • personnel - avec l'échange de paquets de messages directement via le BRTK du vaisseau spatial sans utiliser les installations au sol du complexe de communication. Ce mode est généralement utilisé pour servir les agences gouvernementales. Le complexe de communication terrestre reçoit un rapport de la session de communication menée pour la comptabilisation dans le système de facturation ;
  • groupe - pour les abonnés qui se trouvent dans la zone commune de visibilité radio. BRTK donne simultanément une commande à un groupe d'abonnés pour transmettre des informations. Dans ce mode, en règle générale, les terminaux d'abonnés sans surveillance sont interrogés;
  • avec l'utilisation de moyens d'un complexe de communication - des paquets de messages échangés par des moyens terrestres de consommateurs sont transmis via le répéteur embarqué de l'engin spatial à une station régionale qui effectue leur routage afin de minimiser le temps de leur livraison.

En ce qui concerne la fourniture de services MSPSS, "Gonets-D1M" interagit uniquement avec Internet. Le point de connexion est le centre de contrôle du complexe de communications (CUCC). Actuellement, la connexion n'a pas été mise en œuvre. Il est prévu de fournir jusqu'à 8 simultanément connexions VPN organisées avec RS, et le nombre total de connexions VPN organisées simultanément des consommateurs pour la fourniture de services est d'au moins 100 (au stade initial).L'accès aux serveurs Web, FTP, de messagerie est fourni.Filtrage du trafic, protection contre les attaques de réseau et l'authentification des consommateurs connectés sont fournis.

La détermination de l'emplacement de l'AT, couplée au récepteur GLONASS, peut être effectuée avec presque toutes les fréquences. Les interruptions de communication sont compensées par la capacité du terminal à accumuler des informations de navigation sur l'itinéraire de déplacement de l'abonné avec leur transmission ultérieure au centre de surveillance lorsqu'un engin spatial apparaît dans la zone de visibilité radio AT.

Charge utile du vaisseau spatial "Gonets-M"

La vue générale du satellite "Gonets-M" est illustrée à la Fig. 2. La charge utile est le complexe d'ingénierie radio embarqué (BRTK, Fig. 3) "Sadko", qui comprend des dispositifs de réception et de transmission, un complexe informatique embarqué, un complexe de radiocommande en orbite (RKO ) et un système télémétrique (TS), un progiciel et un canal de service.



BRTK est un complexe de relais composé de deux répéteurs. Un répéteur fonctionne dans la gamme de fréquences 259-265 MHz (D1) (16 fréquences au total), l'autre fonctionne dans la gamme de fréquences 312-315 MHz pour la réception et 387-390 MHz pour la transmission (D2).

Le répéteur de la gamme D1 fonctionne dans la structure de signaux et de messages adoptée dans le système "Gonets-D1". Le répéteur de la gamme D2 fonctionne dans la structure de signaux et de messages adoptée dans le système "Gonets-D1M".


Les deux répéteurs fonctionnent pour la réception via une antenne commune A1. La séparation par plages est réalisée par un diplexeur DP. Chaque canal de fréquence possède un filtre et un amplificateur LNA à faible bruit.

Dans le répéteur D1, un canal de réception fonctionne en mode système "Gonets-D1", et les trois autres sont une réserve "froide". Un canal de transmission de la gamme D1 a une réserve "froide".

Il y a treize canaux de réception dans le répéteur D2, qui peuvent être activés en fonction de la charge du BRTK. Au moins deux canaux de réception sont toujours activés. Un ou deux canaux fonctionnent pour la transmission, en fonction de la charge. Chaque voie d'émission dispose d'une réserve "froide". Le canal inverse utilise le multiplexage temporel des signaux.

Pour la transmission, les répéteurs fonctionnent via deux antennes - A2 et A3. La sortie du premier demi-ensemble de l'émetteur de la gamme D1 et les sorties de deux demi-ensembles de l'émetteur de la gamme D2, redondées selon le principe "chaud/froid", sont reliées à une antenne par l'intermédiaire d'un diplexeur.

La sortie du deuxième demi-ensemble de l'émetteur de la gamme D1 (qui est une réserve "froide") et deux demi-ensembles d'un autre émetteur de la gamme D2, redondants selon le principe "chaud/froid", sont reliés à une autre antenne par un diplexeur.

Toutes les voies de réception sont construites à l'identique : après la voie d'amplification linéaire, un traitement numérique du signal est effectué : démodulation, décodage et décompression. Un signal d'une fréquence de 455 kHz est reçu pour traitement numérique.

Les voies de transmission sont également construites à l'identique : les signaux sont formés par un modulateur numérique.

Les modulateurs et démodulateurs sont implémentés sur la base de processeurs de signal et font partie du système informatique embarqué (BVK).

Les modems sont connectés via un bus commun. La fonction d'authentification est effectuée par logiciel, un logiciel spécial est intégré au logiciel BRTK.

Un processeur (formant le module informatique principal) est également connecté au bus commun, qui contrôle et coordonne le travail des autres processeurs, implémente des fonctions de commutation de paquets et assure la communication avec le complexe de contrôle embarqué (BCU), qui fait partie de l'objet. Le complexe informatique de bord (BVK) est formé d'un système multiprocesseur (processeurs connectés par un bus commun) et, avec les tâches de contrôle et de traitement, remplit la fonction d'un central téléphonique automatique de bord, assurant la connexion des abonnés .

La construction de BRTK permet d'augmenter au maximum le nombre de démodulateurs connectés simultanément et permet de modifier la structure des messages dans les canaux radio, permet de développer des fonctionnalités en connectant des modules logiciels et matériels supplémentaires sans modifier la structure globale des systèmes matériels et logiciels .

Équipement d'abonné

Actuellement, dans le MSPSS "Gonets-D1M" dans la bande D1, les terminaux d'abonnés fixes AT-SN-4 et mobiles AT-MN-4 (développés dans les années 1990) sont utilisés en série par OAO Izhevsk Radio Plant. Pour effectuer des essais en vol du vaisseau spatial Gonets-M dans la gamme D2, le JSC Research Institute of Precision Instruments (Moscou) a développé et fabriqué 10 prototypes de la modification de base de l'AT (tableau 3). Pour les utilisateurs potentiels, dans le cadre de la R&D Gonets-M, JSC Satellite System Gonets (Moscou), en collaboration avec Geonavigator LLC (Saint-Pétersbourg), développe des AT de petite taille dans la gamme D2 (étape de fabrication de prototypes et de réalisation essais préliminaires).


Dans la bande D2, l'accès au canal satellite est assuré par la méthode TDMA (Time Division Multiple Access) utilisant la modulation GMSK modifiée. La transmission est effectuée dans la plage de 312 à 315 MHz, le nombre de canaux de travail est de 240 avec un pas de grille de fréquence de 12,5 kHz. Pour le canal de réception, la bande de fréquence 387–390 MHz est utilisée, le nombre de canaux est de 240 avec un pas de grille de fréquence de 12,5 kHz.

L'utilisation de méthodes de codage de l'information (code convolutif et code Reed-Solomon) assure une haute immunité au bruit des canaux et une fiabilité de sa transmission. Dans les AT de petite taille pour la gamme D2, dans toutes les versions, les récepteurs GLONASS / GPS sont utilisés pour synchroniser tous les processus de réception et de traitement des signaux et pour déterminer l'emplacement de l'abonné. De plus, un modem GSM y est intégré pour étendre les capacités des utilisateurs.

Structurellement, les AT de petite taille pour la gamme D2 sont construits sur deux modules OEM unifiés : un module est une carte d'émetteur-récepteur, le second module est un contrôleur qui contrôle le récepteur GLONASS/GPS et l'émetteur-récepteur GSM. L'AT est contrôlé à l'aide de l'interface Web à partir d'un ordinateur personnel ou d'un autre appareil équipé d'au moins une des interfaces Wi-Fi, Ethernet ou RS 485.

Diverses variantes d'antennes d'émission-réception de petite taille sont en cours d'élaboration, qui ont une efficacité suffisante pour résoudre les problèmes d'interaction bidirectionnelle "KA⇔AT".

Il est prévu que l'AT sera fabriqué en trois versions : stationnaire, transportable et portable, capable de fonctionner en modes avec et sans surveillance. Jusqu'à cinq utilisateurs peuvent être connectés, qui peuvent être situés dans différentes parties de la pièce (par exemple, un bateau, etc.).


Le kit AT doit être composé de trois blocs : une antenne, une unité d'émission-réception (TPB) et un kit de charge et d'alimentation. Les principales caractéristiques techniques d'AT sont présentées dans le tableau. 4.

Base pour le développement du système

Conformément aux plans du gouvernement, en particulier la "Stratégie pour le développement de la zone arctique de la Fédération de Russie et la garantie de la sécurité nationale jusqu'en 2020", les territoires de l'Extrême-Nord de l'Extrême-Orient sont soumis à développement actif, ce qui est impensable sans fournir à ces régions des services de télécommunications.Afin d'assurer la sécurité du transport de passagers , le transport de marchandises, y compris les marchandises dangereuses, le ministère des Transports de la Russie a émis les arrêtés n ° 20 du 26/01/2012 et N° 285 du 31/07/2012, qui détermine la nécessité d'équiper les véhicules d'un équipement de navigation par satellite.

La solution des problèmes identifiés est réalisée dans le cadre de la création du système d'information automatisé de l'État "ERA-GLONASS", utilisant les canaux des opérateurs cellulaires. En particulier, lors de la résolution des problèmes de couverture de l'autoroute de l'Amour, le système Gonets peut apporter une aide significative dans la résolution des problèmes de surveillance sur la route fédérale.Avec la nécessité de surveiller 1,3 million de véhicules et compte tenu de la couverture des routes fédérales de 75%, Gonets peut contribuer à la mise en œuvre des décrets gouvernementaux en prenant en charge les tâches de surveillance les véhicules et les infrastructures de transport dans les zones non couvertes par la couverture radio terrestre.

Le développement du MSPSS « Gonets-D1M » repose à moyen terme sur la conclusion en 2012 de contrats étatiques pour la fourniture de 8 engins spatiaux faisant partie des têtes spatiales et des lanceurs pour le déploiement en 2015 de la constellation orbitale régulière du Vaisseau spatial "Gonets-M" (12 engins spatiaux), ainsi que le contrat d'État prévu pour la fourniture de 7 engins spatiaux "Gonets-M" après 2015 pour maintenir l'effectif de la constellation orbitale.

conclusion

Les caractéristiques techniques du Gonets-D1M MSSSS avec le Gonets-M OG SC qui ont été obtenues à ce jour permettent de fournir des services de transmission de données et extrêmement limités, uniquement dans les situations d'urgence, des services de communication vocale (jusqu'à 2 canaux par 1 SC ).

Compte tenu des capacités du MSPSS Gonets-D1M à assurer la mondialisation dans la fourniture de services de transmission de données, il convient d'envisager d'entrer sur le marché des services internationaux, principalement pour les pays de la CEI et les pays partenaires, pour lesquels un certain nombre de problèmes d'organisation doivent être résolus. L'utilisation intégrée des technologies GLONASS/GPS et Gonets, lors de la fourniture de services aux consommateurs, augmentera considérablement l'efficacité de leur utilisation et créera un effet économique multiplicateur.

Littérature

  1. Système spatial terrestre bas pour la communication personnelle par satellite et la transmission de données, éd. concepteur général d'un système spatial multifonctionnel pour la communication personnelle par satellite et la transmission de données, président de JSC "Satellite system "Gonets" A.I. Galkevich. - Tambov : Yulis Publishing House LLC, 2011. - 169 p.
  2. Voropaev A. Surveillance des transports : hier, aujourd'hui, demain // AvtoTransInfo. - 2013. - N° 6. – P.15–22.
  3. Kasyanov A.I. Sécurité des véhicules : GLONASS vient à notre aide // Bulletin de GLO-NASS. - 2013. - N° 1. – P. 42–46.
  4. Principes fondamentaux de la conception d'un support d'informations sur les engins spatiaux : manuel. allocation / V.E. Chebotarev, V.E. Kosenko. – Krasnoïarsk : Sib. Etat aérospatial onu-t, 2011. - 488 p.
2022 wisemotors.com. Comment ça fonctionne. Le fer. Exploitation minière. Crypto-monnaie.