Супутниковим системам переважно. Супутникові навігаційні системи. МОУ Парабельська гімназія

Бурхливий розвиток науки і техніки в останні десятиліття дозволило створити принципово новий метод визначення координат та прирощень координат – супутниковий. У цьому методі замість звичних геодезистам нерухомих пунктів геодезичної мережі з відомими координатами використовуються рухливі супутники, координати яких можна обчислити на будь-який момент часу, що цікавить геодезиста.

В даний час використовуються дві супутникові системи визначення координат: російська система ГЛОНАСС (це є абревіатурою довшої та точної назви: Глобальна Навігаційна Супутникова Система) та американська система NAVSTAR GPS (Navigation System with Time and Ranging Global Positioning System) , Світова система позиціонування). У разі під словом «позиціонування» мається на увазі визначення координат. Обидві системи створювалися для вирішення військових завдань, але в останні роки знайшли широке застосування в геодезії, забезпечуючи виключно високі точності визначення прирощень координат із середньою квадратичною похибкою 5 мм + D х10 -6 координати одиночного приймача можуть бути визначені із середньою квадратичною похибкою від 10 до 100м.

У зв'язку з тим, що в геодезичних вимірах GPS застосовується істотно ширше, особливу увагубуде приділено саме цій системі.

Всю навігаційну супутникову систему позиціонування прийнято ділити на три сегменти: космічний сегмент, сегмент контролю та управління, сегмент користувачів (приймачі супутникових сигналів).

Сучасні системи NAVSTAR GPS і ГЛОНАСС у повній комплектації повинні складатися з 21 супутника, що діє, і трьох запасних. Орбіти супутників практично кругові, розташовані у трьох орбітальних площинах та у шести орбітальних площинах. Супутники оснащені сонячними батареями, які забезпечують енергією всі системи, у тому числі під час проходження супутника в тіні Землі.

Орбіти супутників розташовані на геодезичній висоті, що дорівнює 20180 км, та на відстані 26600 км від центру Землі. Така кількість супутників та його розташування забезпечують одночасний прийом сигналів, як мінімум, від чотирьох супутників у частині Землі.

Усі супутники рівномірно розташовані у шести орбітальних площинах. Період звернення супутників становить 12 год зоряного часу, у зв'язку з чим кожен супутник з'являється у тому місці щодня на 4 хв раніше вчорашнього становища. Супутники електроенергією забезпечують дві сонячні батареї площею 7,2 м 2 кожна, заряджаючи також акумулятори для забезпечення працездатності супутника під час його польоту в тіні Землі. Кожен супутник забезпечений кварцовим стандартом частоти, двома цезієвими та двома рубідієвими стандартами частоти, які підтримують стабільність годинника супутника в межах 1х10 -12 ... 1х10 -13 . Цезієві та рубідієві стандарти частоти координують і керують основною частотою - кварцовим стандартом частоти, що генерує 10,23 МГц. З основної частоти формують дві частоти L-діапазону, МГц:

L 1 = 10,23 х154 = 1575,42 (довжина хвилі 19,05 см);

L 2 = 10,23 х120 = 1227,60 (довжина хвилі 24,45 см).

Ці дві частоти (звані несучими) через модулятори надходять на антену і передають Землю інформацію. Інформація накладається на частоту, що несе, методом імпульсно-фазової модуляції. Модуляція сигналу - це зміна будь-якого параметра електричного сигналу (при амплітудної модуляції змінюється амплітуда сигналу, а частотної - частота сигналу). При імпульсно-фазовій модуляції фаза сигналу стрибком змінюється на 180 °. На частотах L 1 і L 2 передаються навігаційні сигнали (коди), а також інша навігаційна та системна інформація.

У системі NAVSTAR GPS всі супутники випромінюють на двох однакових частотах L-діапазону (L 1 і L 2), але кожен супутник випромінює свій особистий код(Індивідуальна послідовність перемикання фази на 180°), яким ведеться розпізнавання супутників. У російській системіСупутник ГЛОНАСС випромінює на своїй частоті, а код загальний для всіх супутників. Російські супутникипередають інформацію на двох частотах:

L 1 = f 01 + k∆f 1; L 2 = f 02 + k∆f 2

де f 01 = 1602 МГц; f 02 = 1246 МГц; k - номер супутника (k=0,1,2...); ∆f 1 =0,4375 МГц; ∆f 2 =0,5625 МГц.

Відношення частот L 1 і L 2 дорівнює 9/7.

Наземний сегментСистема ГЛОНАСС складається з наступних взаємопов'язаних стаціонарних елементів: центр управління системою (ЦУС), контрольні станції(КС), командна станція спостереження (КСС), квантово-оптичні станції та інші станції спостереження за роботою бортових пристроїв супутників.

станцій контролю та управління системою NAVSTAR GPS. Всі станції системи NAVSTAR GPS розташовані вздовж екватора.

Станції стеження приймають всі сигнали з супутників, що проходять над ними, обчислюють відстані до супутників, вимірюють місцеві метеорологічні параметри і передають інформацію на головну станцію контролю.

На головній станції контролю обробляють всю інформацію, що надходить, обчислюють і прогнозують ефемериди та поправки в години супутників, формують навігаційні повідомлення. Наземні антени передають супутник навігаційне сполучення, сформоване на головній станції стеження. Наземні передавальні антени розташовані так, що кожен супутник щодня має

принаймні три сеанси зв'язку із системою стеження.

МОУ Парабельська гімназія

Реферат

Супутникові системи зв'язку

Виконав

Горошкіна Ксенія

учениця 11 класу

Перевірив

Борисов Олександр Володимирович

Парабель

2010 рік

Вступ 3

1. Принципи організації супутникових каналів 4

2. Орбіти супутників зв'язку 5

3. Типова схемаорганізації послуг супутникового зв'язку 6

4. Сфери застосування супутникового зв'язку 6

4.1.Принципи організації супутникової зв'язку VSAT 7

4.2.Принципи організації рухомого супутникового зв'язку 7

5. Технології, що використовуються у супутниковому зв'язку 8

6. Історія створення супутникових системзв'язку 11

6.1. Перші супутникові лінії зв'язку та мовлення через ШСЗ "Блискавка-1" 12

6.2. Перша у світі супутникова система "Орбіта" для розподілу ТВ-програм 13

6.3. Перша у світі система безпосереднього ТБ-мовлення "Екран" 14

6.4. Системи розподілу ТВ-програм "Москва" та "Москва-Глобальна 15

6.5. Система супутникового ТВ-мовлення в діапазоні 12 ГГц 16

6.6. Створення системи "Інтерсупутник" 16

6.7. Створення супутникової лінії урядового зв'язку 17

6.8. Наприкінці… 17

Список використаної літератури 20

Вступ

Супутникові системи зв'язку (ССC) відомі давно, і використовуються передачі різних сигналів на протяжні відстані. З моменту появи супутниковий зв'язок стрімко розвивалася, і в міру накопичення досвіду, вдосконалення апаратури, розвитку методів передачі сигналів стався перехід від окремих ліній супутникового зв'язку до локальних і глобальних систем.

Такі темпи розвитку ССC пояснюються низкою переваг, якими вони мають. До них, зокрема, відносяться велика пропускна здатність, необмежені простори, що перекриваються, висока якість і надійність каналів зв'язку. Ці переваги, які визначають широкі можливості супутникового зв'язку, роблять його унікальним та ефективним засобом зв'язку. Супутниковий зв'язок в даний час є основним видом міжнародного та національного зв'язку на великі та середні відстані. Використання штучних супутників Землі в організацію зв'язку продовжує розширюватися з розвитком існуючих мережзв'язку. Багато країн створюють власні національні мережі супутникового зв'язку.

У нашій країні створюється єдина автоматизована системазв'язку. Для цього розвиваються, удосконалюються і знаходять нові сфери застосування різні технічні засоби зв'язку.

У своєму рефераті розгляну принципи організації супутникових систем, сфери застосування, історію створення ССС. У наш час супутниковому мовленню приділяється велика увага, тому ми повинні знати принцип роботи системи.

1. Принципи організації супутникових каналів зв'язку

Супутниковий зв'язок - один із видів радіозв'язку, заснований на використанні штучних супутників землі як ретранслятори.

Супутниковий зв'язок здійснюється між земними станціями, які можуть бути як стаціонарними, і рухливими. Супутниковий зв'язок є розвитком традиційного радіорелейного зв'язку шляхом винесення ретранслятора на велику висоту (від сотень до десятків тисяч кілометрів). Так як зона його видимості в цьому випадку – майже половина Земної кулі, то необхідність у ланцюжку ретрансляторів відпадає. Для передачі через супутник сигнал має бути модульований. Модуляція провадиться на земній станції. Модульований сигнал посилюється, переноситься на потрібну частоту і надходить на антену, що передає.

У перші роки досліджень використовували пасивні супутникові ретранслятори, які являли собою простий відбивач радіосигналу (часто - металева або полімерна сфера з металевим напиленням), що не несе на борту будь-якого обладнання, що приймає. Такі супутники не набули поширення. Усі сучасні супутники зв'язку є активними. Активні ретранслятори обладнані електронною апаратурою для прийому, обробки, посилення та ретрансляції сигналу. Супутникові ретранслятори можуть бути нерегенеративними та регенеративними.

Нерегенеративний супутник, прийнявши сигнал від однієї земної станції, переносить його на іншу частоту, посилює та передає іншій земній станції. Супутник може використовувати кілька незалежних каналів, які здійснюють ці операції, кожен з яких працює з певною частиною спектра (ці канали обробки називають транспондерами).

Регенеративний супутник здійснює демодуляцію прийнятого сигналуі наново модулює його. Завдяки цьому виправлення помилок проводиться двічі: на супутнику та на земній станції, що приймає. Недолік цього - складність (отже, набагато вищу ціну супутника), і навіть збільшена затримка передачі сигналу.

2. Орбіти супутників зв'язку

Орбіти, на яких розміщуються супутникові ретранслятори, поділяють на три класи:

1 – екваторіальні, 2 – похилі, 3 – полярні

Важливим різновидом екваторіальної орбіти є геостаціонарна орбіта, на якій супутник обертається з кутовою швидкістю, що дорівнює кутовий швидкостіЗемлі, у напрямі, що збігається з напрямком обертання Землі. Очевидною перевагою геостаціонарної орбіти і те, що приймач у зоні обслуговування «бачить» супутник постійно. Однак геостаціонарна орбіта одна і всі супутники вивести на неї неможливо. Іншим її недоліком є ​​велика висота, а значить, і більша ціна виведення супутника на орбіту. Крім того, супутник на геостаціонарній орбіті нездатний обслуговувати земні станції у приполярній області.

Похила орбітадозволяє вирішити ці проблеми, однак через переміщення супутника щодо наземного спостерігача необхідно запускати не менше трьох супутників на одну орбіту, щоб забезпечити цілодобовий доступ до зв'язку.

Полярна орбіта- граничний випадок похилої.

З використанням похилих орбіт земні станції обладнуються системами стеження, здійснюють наведення антени на супутник. Станції, що працюють із супутниками, що знаходяться на геостаціонарній орбіті, як правило, також обладнуються такими системами, щоб компенсувати відхилення від ідеальної геостаціонарної орбіти. Виняток становлять невеликі антени, які використовуються прийому супутникового телебачення: їх діаграма спрямованості досить широка, тому де вони відчувають коливань супутника біля ідеальної точки. Особливістю більшості систем рухомого супутникового зв'язку є невеликий розмір антени терміналу, що ускладнює прийом сигналу.

3. Типова схема організації послуг супутникового зв'язку

• оператор супутникового сегментастворює за рахунок власних коштів супутник зв'язку, розміщуючи замовлення виготовлення супутника в одного з виробників супутників, і здійснює його запуск та обслуговування. Після виведення супутника на орбіту оператор супутникового сегмента починає надання послуг зі здачі у найм частотного ресурсу супутника-ретранслятора компаніям-операторам послуг супутникового зв'язку.

• компанія-оператор послуг супутникового зв'язку укладає договір з оператором супутникового сегмента на використання (оренду) ємностей на супутнику зв'язку, використовуючи його як ретранслятор з великою територією обслуговування. Оператор послуг супутникового зв'язку вибудовує наземну інфраструктуру своєї мережі на певній технологічній платформі, що випускається компаніями-виробниками наземного обладнання супутникового зв'язку.

4. Сфери застосування супутникового зв'язку:

• Магістральний супутниковий зв'язок:Спочатку виникнення супутникового зв'язку продиктовано потребами передачі великих обсягів інформації. З часом частка передачі мови у загальному обсязі магістрального трафіку постійно знижувалася, поступаючись місцем передачі даних. З розвитком волоконно-оптичних мереж останні почали витісняти супутниковий зв'язок із ринку магістрального зв'язку.

• Системи VSAT: системи VSAT (Very Small Aperture Terminal - термінал з дуже маленькою апертурою антени) надають послуги супутникового зв'язку клієнтам (як правило, невеликим організаціям), яким не потрібна висока пропускна здатність каналу. Швидкість передачі для VSAT-терміналу зазвичай не перевищує 2048 кбіт/с. Слова «дуже маленька апертура» відносяться до розмірів антен терміналів у порівнянні з розмірами старіших антен магістральних систем зв'язку. VSAT-термінали, що працюють в C-діапазоні, зазвичай використовують антени діаметром 1,8-2,4 м, Ku-діапазоні - 0,75-1,8 м. У системах VSAT застосовується технологія надання каналів на вимогу.

• Системи рухомого супутникового зв'язку: особливістю більшості систем рухомого супутникового зв'язку є невеликий розмір антени терміналу, що ускладнює прийом сигналу.

4.1.Принципи організації супутникового зв'язку VSAT:

Основний елемент супутникової мережі VSAT – ЦУС. Саме Центр Управління Мережею забезпечує доступ клієнтського обладнання до мережі інтернет, телефонної мережі загального користування, інших терміналів мережі VSAT, реалізує обмін трафіком усередині корпоративної мережі клієнта. ЦУС має широкосмугове підключення до магістральних каналів зв'язку, що надаються магістральними операторами та забезпечує передачу інформації від віддаленого VSAT-терміналу у зовнішній світ.

4.2.Принципи організації рухомого супутникового зв'язку:

Для того, щоб потужність сигналу, що досягає мобільного супутникового приймача, була достатньою, застосовують одне з двох рішень:

• Супутники розміщуються на геостаціонарній орбіті. Оскільки ця орбіта віддалена від Землі на відстань 35 786 км, на супутник потрібно встановити потужний передавач.
• Безліч супутників розташовується на похилих чи полярних орбітах. При цьому необхідна потужність передавача не така висока, і вартість виведення супутника на орбіту нижча. Однак такий підхід вимагає не тільки великої кількості супутників, а й розгалуженої мережі наземних комутаторів.

• Устаткування клієнта (мобільні супутникові термінали, супутникові телефони) взаємодіє із зовнішнім світом або один з одним за допомогою супутника-ретранслятора та станцій сполучення оператора послуг мобільного супутникового зв'язку, що забезпечують підключення до зовнішніх наземних каналів зв'язку (телефонної мережі загального користування, мережі Інтернет та ін.)

5. Технології, що використовуються у супутниковому зв'язку

М багаторазове використання частот у супутниковому зв'язку.Оскільки радіочастоти є обмеженим ресурсом, необхідно забезпечити можливість використання тих самих частот різними земними станціями. Зробити це можна двома способами:

• просторовий поділ - кожна антена супутника приймає сигнал лише з певного району, причому різні райони можуть використовувати одні й самі частоти.

• поляризаційний поділ - різні антени приймають і передають сигнал у взаємно перпендикулярних площинах поляризації, при цьому ті самі частоти можуть застосовуватися два рази (для кожної з площин).

Ч астотні діапазони.

Вибір частоти передачі даних від земної станції до супутника і від супутника до земної станції перестав бути довільним. Від частоти залежить, наприклад, поглинання радіохвиль в атмосфері, а також необхідні розміри передавальної та приймальний антен. Частоти, на яких відбувається передача від земної станції до супутника, відрізняються від частот, що використовуються передачі від супутника до земної станції (як правило, перші вище). Частоти, які використовуються у супутниковому зв'язку, поділяють на діапазони, що позначаються літерами:

Ku-діапазон дозволяє робити прийом порівняно невеликими антенами, і тому використовується в супутниковому телебаченні (DVB), незважаючи на те, що в цьому діапазоні погодні умови істотно впливають на якість передачі. Для передачі даних великими користувачами (організаціями) часто використовується C-діапазон. Це забезпечує більш високу якість прийому, але потребує чималих розмірів антени.

М одуляція та завадостійке кодування

Особливістю супутникових систем зв'язку є необхідність працювати в умовах порівняно низького відношення сигнал/шум, спричиненого кількома факторами:

• значною віддаленістю приймача від передавача,
• обмеженою потужністю супутника

Супутниковий зв'язок погано підходить для передачі аналогових сигналів. Тому передачі мови її попередньо оцифровують, використовуючи імпульсно-кодову модуляцію.
Для передачі цифрових даних супутниковому каналузв'язку вони повинні бути спочатку перетворені на радіосигнал, що займає певний Частотний діапазон. І тому застосовується модуляція (цифрова модуляція називається також маніпуляцією).

Через низьку потужність сигналу виникає необхідність у системах виправлення помилок. Для цього застосовуються різні схеми завадостійкого кодування, найчастіше різні варіанти згорткових кодів, а також турбо-коди.

6. Історія створення супутникових систем зв'язку

Ідея створення Землі глобальних систем супутникового зв'язку було висунуто 1945 р. Артуром Кларком, який згодом став знаменитим письменником-фантастом. Реалізація цієї ідеї стала можливою лише через 12 років після того, як з'явилися балістичні ракети, за допомогою яких 4 жовтня 1957 р.на орбіту було запущено перший штучний супутник Землі (ІСЗ). Для контролю за польотом ШСЗ на ньому був поміщений маленький радіопередавач - маяк, що працює в діапазоні 27 МГц. Через кілька років 12 квітня 1961 р. вперше у світі радянською космічному кораблі"Схід" Ю.А. Гагарін здійснив історичний обліт Землі. При цьому космонавт мав регулярний зв'язок із Землею по радіо. Так розпочалася систематична робота з вивчення та використання космічного простору для вирішення різних мирних завдань.

Створення космічної техніки уможливило розвиток дуже ефективних системдальнього радіозв'язку та мовлення. У США розпочалися інтенсивні роботи зі створення зв'язкових супутників. Такі роботи почали розгортатися і нашій країні. Її величезна територія та слабкий розвиток зв'язку, особливо в малонаселених східних районах, де створення мереж зв'язку за допомогою інших технічних засобів (РРЛ, кабельні лінії та ін) пов'язане з великими витратами, робило цей новий вид зв'язку досить перспективним.

Біля джерел створення вітчизняних супутникових радіосистем стояли видатні вітчизняні вчені та інженери, які очолювали великі наукові центри: М.Ф. Решетнєв, М.Р. Капланів, Н.І. Калашніков, Л.Я. Кантор

Основні завдання, що ставляться перед вченими, полягали в наступному:

Розробка супутникових ретрансляторів телевізійного мовлення та зв'язку ("Екран", "Райдуга", "Галс"), з 1969 р. супутникові ретранслятори розроблялися в окремій лабораторії, очолюваній М.В. Бродським ;

Створення системних проектів побудови супутникового зв'язку та мовлення;

Розробка апаратури земних станцій (ЗС) супутникового зв'язку: модульаторів, порогознижуючих демодуляторів ЧС (частотної модуляції) сигналів, приймальних та передавальних пристроїв та ін;

Проведення комплексних робіт із оснащення обладнанням станцій супутникового зв'язку та мовлення;

Розробка теорії стежать ЧС демодуляторів зі зниженим шумовим порогом, методів багатостанційного доступу, методів модуляції та завадостійкого кодування;

Розробка нормативно-технічної документації на канали, тракти телевізійного та зв'язкового обладнання супутникових систем;

Розробка систем управління та контролю ЗС та мережами супутникового зв'язку та мовлення.

Фахівцями НДІР було створено багато національних супутникових систем зв'язку та мовлення, що перебувають в експлуатації і понині. Прийомно-передавальне наземне та бортове обладнання цих систем також було розроблено в НДІР. Крім обладнання фахівці інституту запропонували методики проектування як самих супутникових систем, так і окремих пристроїв, що входять до їх складу. Досвід проектування супутникових систем зв'язку фахівців НДІР відображено у численних наукових публікаціях та монографіях.

6.1. Перші супутникові лінії зв'язку та мовлення через ШСЗ "Блискавка-1"

Перші експерименти з супутникового зв'язку шляхом відображення радіохвиль від американського супутника, що відбиває "Ехо" і Місяця, що використовуються як пасивні ретранслятори, проводилися фахівцями НДІР 1964 р. Радіотелескопом в обсерваторії у селищі Зименки Горьківської області було прийнято телеграфні повідомлення та простий малюнок з англійської обсерваторії "Джодрелл Бенк".

Цей експеримент довів можливість успішного використання космічних об'єктів організації зв'язку Землі.

У лабораторії супутникового зв'язку було підготовлено кілька системних проектів, а потім вона взяла участь у розробці першої вітчизняної системи супутникового зв'язку "Блискавка-1" у діапазон частот нижче 1 ГГц.Головною організацією створення цієї системи був Московський науково-дослідний інститут радіозв'язку (МНДІРС). Головним конструктором системи "Блискавка-1" є М.Р. Капланов- заступник керівника МНДІРС.

У 60-ті роки в НДІР велася розробка приймально-передавального комплексу тропосферної радіорелейної системи "Обрій", що також працює в діапазоні частот нижче 1 ГГц. Цей комплекс був модифікований і створена апаратура, названа "Горизонт-К", використовувалася для оснащення першої супутникової лінії зв'язку "Блискавка-1", що зв'язала Москву та Владивосток. Ця лінія призначалася передачі ТВ-програми чи групового спектра 60 телефонних каналів. За участю фахівців НДІР у цих містах було обладнано дві земні станції (ЗС). У МНДІРС був розроблений бортовий ретранслятор першого штучного супутниказв'язку "Блискавка-1", успішний запуск якого відбувся 23 квітня 1965 р. Він був виведений на високоеліптичну орбіту з періодом звернення навколо Землі 12 год. Така орбіта була зручна обслуговування території СРСР, розташованої у північних широтах, оскільки протягом восьми годин кожному витку ШСЗ було видно з будь-якої точки країни. Крім того, запуск на таку орбіту з нашої території здійснюється із меншими витратами енергії, ніж на геостаціонарну. Орбіта ШСЗ "Блискавка-1" зберегла своє значення і досі використовується, незважаючи на переважний розвиток геостаціонарних ШСЗ.

6.2. Перша у світі супутникова система "Орбіта" для розподілу ТВ-програм

Після завершення досліджень технічних можливостей ШСЗ "Блискавка-1" фахівцями НДІР Н.В. Тализіним та Л.Я. Канторомбуло запропоновано вирішити проблему подачі ТБ-програм центрального телебачення до східних районів країни шляхом створення першої у світі системи супутникового мовлення "Орбіта" діапазон 1 ГГц на базі апаратури "Горизонт-К".

У 1965-1967 pp.у рекордно короткі терміни у східних районах нашої країни було одночасно споруджено та введено в дію 20 земних станцій "Орбіта" та нова центральна передавальна станція "Резерв". Система "Орбіта" стала першою у світі циркулярною, телевізійною, розподільчою супутниковою системою, у якій найефективніше використані можливості супутникового зв'язку.

Слід зазначити, що діапазон, у якому працювала нова система"Орбіта" 800-1000 МГц, не відповідав тому, що був розподілений відповідно до Регламенту радіозв'язку для фіксованої супутникової служби. Робота з переведення системи "Орбіта" до С-діапазону 6/4 ГГц була виконана фахівцями НДІР у період 1970-1972 рр. Станція, що функціонує у новому діапазоні частот, отримала назву "Орбіта-2". Для неї було створено повний комплекс апаратури для роботи в міжнародному діапазоні частот – на ділянці Земля-Космос – у діапазоні 6 ГГц, на ділянці Космос-Земля – у діапазоні 4 ГГц. Під керівництвом В.М. Цирлінабула розроблена система наведення та автосупроводу антен з програмним пристроєм. У цій системі використовувалися екстремальний автомат та метод конічного сканування.

Станції "Орбіта-2" почали впроваджуватись з 1972 р., а до кінця 1986 р. їх було збудовано близько 100. Багато з них і в даний час є діючими приймально-передавальними станціями.

Надалі для роботи мережі "Орбіта-2" було створено та виведено на орбіту перший радянський геостаціонарний ШСЗ "Райдуга", багатоствольний бортовий ретранслятор якого створювався в НДІР (керівник роботи А.Д. Фортушенко та її учасники М.В. Бродський, А.А. І. Островський, Ю. М. Фомін та ін.) При цьому були створені та освоєні технологія виготовлення та методи наземної обробки космічних виробів.

Для системи "Орбіта-2" були розроблені нові передавальні пристрої "Градієнт" (І.Е. Мач, М.З. Цейтлін та ін), а також параметричні підсилювачі (А.В. Соколов, Е.Л. Ратбіль, BC Санін, В. М. Крилов) та пристрої прийому сигналів (В. І. Дячков, В. М. Доро феєв, Ю. А. Афанасьєв, В. А. Полухін та ін).

6.3. Перша у світі система безпосереднього ТБ-мовлення "Екран"

Широкий розвиток системи "Орбіта" як засобу подачі ТВ-програм наприкінці 70-х років став економічно невиправданим через велику вартість ЗС, що робить недоцільною її встановлення в пункті з населенням менше 100-200 тис. осіб. Більш ефективною виявилася система "Екран", що працює в діапазоні частот нижче 1 ГГц і має велику потужність передавача бортового ретранслятора (до 300 Вт). Метою створення цієї системи було охоплення ТБ-мовленням малонаселених пунктів у районах Сибіру, ​​Крайньої Півночі та частини Далекого Сходу. Для її реалізації були виділені частоти 714 та 754 МГц, на яких було можливо створити досить прості та дешеві приймальні пристрої. Система "Екран" стала фактично першою у світі системою безпосереднього супутникового мовлення.

Приймальні установки цієї системи мали бути рентабельними як обслуговування невеликих населених пунктів, так індивідуального прийому ТВ-программ.

Перший супутник системи "Екран" було запущено 26 жовтня 1976 р . на геостаціонарну орбіту в точку 99 ° с.д. Дещо пізніше в Красноярську були випущені станції колективного прийому "Екран-КР-1" та "Екран-КР-10" з потужністю вихідного телевізійного передавача 1 і 10 Вт. Земна станція, що передає сигнали на ШСЗ "Екран", мала антену з діаметром дзеркала 12 м, вона була обладнана передавачем "Градієнт" потужністю 5 кВт, що працює в діапазоні 6 ГГц. Прийомні установки цієї системи, розроблені фахівцями НДІР, були найпростішими та найдешевшими приймальними станціями з усіх, реалізованих у ті роки. До кінця 1987 р. кількість встановлених станцій "Екран" досягла 4500 шт.

6.4.Системи розподілу ТВ-програм "Москва" та "Москва-Глобальна"

Подальший прогрес у розвитку систем супутникового ТВ-вещания нашій країні пов'язані з створенням системи " Москва " , у якій технічно застарілі ЗС системи " Орбіта, було замінено малі ЗС. Розробка малих ЗС почалася 1974 р.за ініціативою Н.В. Тализіна та Л.Я. Кантор.

Для системи "Москва" на ШСЗ "Обрій" був передбачений ствол підвищеної потужності, що працює в діапазоні 4 ГГц на вузькоспрямовану антену. Енергетичні співвідношення в системі були обрані таким чином, що забезпечували застосування на приймальні ЗС невеликої параболічної антени з діаметром дзеркала 2,5 м без автоматичного наведення. Принциповою особливістю системи "Москва" було суворе дотримання норм на спектральну щільність потоку потужності біля поверхні Землі, встановлених Регламентом для зв'язку для систем фіксованої служби.. Це дозволяло використовувати цю систему для телебачення на всій території СРСР. Система забезпечувала прийом з високою якістюцентральної ТВ-програми та програми радіомовлення. Згодом у системі було створено ще один канал, призначений передачі газетних шпальт.

Ці станції набули також широкого поширення у вітчизняних установах, розташованих за кордоном (у Європі, на півночі Африки та низці інших територій), що дало можливість нашим громадянам за кордоном приймати вітчизняні програми. При створенні системи "Москва" було використано ряд винаходів та оригінальних рішень, що дозволили удосконалити як побудову самої системи, так і її апаратурні комплекси. Ця система послужила прототипом для багатьох супутникових систем, створених пізніше у США та Західної Європи, В яких для подачі програм ТБ на ЗС малого розміру та помірної вартості використовувалися ШСЗ середньої потужності, що працюють в діапазоні фіксованої супутникової служби.

Протягом 1986-1988 років.була проведена розробка спеціальної системи "Москва-Глобальна" з малими ЗС, призначеною для подачі центральних ТВ-програм до вітчизняних представництв за кордоном, а також передачі невеликого обсягу дискретної інформації. Ця система також перебуває в експлуатації. У ній передбачено організацію одного ТВ-каналу, трьох каналів для передачі дискретної інформації зі швидкістю 4800 біт/с та двох каналів зі швидкістю 2400 біт/с. Канали передачі дискретної інформації використовувалися на користь Комітету з телебачення та радіомовлення, ТАРС та АПН (Агентство політичних новин). Для охоплення практично всієї території Земної кулі в ній використовуються два супутники, розташовані на геостаціонарній орбіті на 11° з.д. і 96 ° с.д. Приймальні станції мають дзеркало діаметром 4 м, апаратура може розташовуватись як у спеціальному контейнері, так і в приміщенні.

6.5. Система супутникового ТБ-мовлення в діапазоні 12 ГГц

З 1976 р. в НДІР почалися роботи зі створення принципово нової в ті роки системи супутникового телебачення у виділеному за міжнародним планом для такого супутникового ТБ-мовлення діапазоні частот 12 ГГц (СТВ-12), яка не мала б обмежень щодо випромінюваної потужності, властивих системам "Екран" та "Москва" і могла б забезпечити охоплення всієї території нашої країни багатопрограмним ТБ-мовленням, а також обмін програмами та вирішення проблеми республіканського мовлення. У створенні цієї системи НДІР був головною організацією.

Фахівці інституту провели дослідження, що визначили оптимальні параметри даної системи, та розробили багатоствольні бортові ретранслятори та обладнання передавальної та приймальної ЗС. На першому етапі розвитку цієї системи використовувався вітчизняний супутник "Галс", сигнали передавалися в аналоговому вигляді, використовувалося імпортне приймальне обладнання. Пізніше було здійснено перехід на цифрове устаткування з урахуванням іноземного супутника, і навіть передавального і приймального устаткування.

6.6. Створення системи "Інтерсупутник"

У 1967 р.почався розвиток міжнародного співробітництва соціалістичних країн у галузі супутникового зв'язку. Метою його було створення міжнародноюсупутникової системи "Інтерсупутник", призначеної для задоволення потреб Болгарії, Угорщини, Німеччини, Монголії, Польщі, Румунії, СРСР та Чехословаччини у телефонному зв'язку, передачі даних та обміні ТВ-програмами . У 1969 р.були розроблені проект цієї системи, юридичні основи організації "Інтерсупутник", а 1971 р.підписано угоду про її створення.

Система "Інтерсупутник" стала другою у світі між народною системою супутникового зв'язку (після системи "Інтелсат"). Фахівці НДІР розробили проекти ЗС, які за сприяння СРСР були збудовані в багатьох країнах соціалістичної співдружності. Перша ЗС там була створена Кубі, а друга - у Чехословаччини. Усього НДІР поставив за кордон більше десяти ЗС для прийому програм ТБ, ЗВ та спеціального призначення.

Спочатку в "Інтерсупутнику" використовувався ШСЗ типу "Блискавка-3" на високоеліптичній орбіті, а з 1978 - два багатоствольних геостаціонарних супутника типу "Горизонт" з точками стояння 14 ° з.д. і 53 ° (а потім 80 °) с.д. На ЗС спочатку було встановлено передавач "Градієнт-К" та приймальний комплекс "Орбіта-2".

Усі системні та технічні рішення щодо створення системи "Інтерсупутник", а також апаратура ЗС створювалися фахівцями НДІР спільно з дослідним заводом НДІР "Промзв'язок радіо" та організаціями-співвиконавцями. Система "Інтерсупутник" знаходиться в експлуатації і сьогодні, орендуючи стволи космічного угруповання РФ, а також використовуючи свій геостаціонарний супутник LMI-1, що знаходиться на позиції 75 ° с.д. Роботи проводилися в кооперації з ВО "Іскра" (Красноярськ), Московським та Подільським радіотехнічними заводами.

Керівником робіт був С.В. Бородич .

6.7. Створення супутникової лінії урядового зв'язку

У 1972 р. було укладено міжурядову угоду між СРСР та США про створення прямої лінії урядового зв'язку (ЛПС) між главами держав на випадок надзвичайних обставин. Виконання цієї важливої ​​урядової угоди було доручено фахівцям НДІР. Головним конструктором розробки ЛПС став В.Л. Биків, а відповідальними виконавцями - І.А. Ястребцов, О.М. Воробйов.

На території СРСР було створено дві ЗС: одну (у Дубні під Москвою), другу (у Золочеві під Львовом). Введення ЛПС в експлуатацію відбулося 1975 р. Вона діє через ЗС "Дубна" досі. Це був перший досвід роботи зі створення вітчизняними фахівцями супутникової лінії міжнародної системи"Інтелсат".

6.8. У підсумку…

У 1960-1980 pp. фахівці НДІР вирішували дуже важливі для нашої держави та складні у технічному відношенні проблеми створення національних систем супутникового зв'язку та мовлення.

· Були створені системи розподілу ТВ-програм на широкій території нашої країни, у тому числі - безпосереднього супутникового телемовлення. Багато систем, створені в НДІР, були першими у світі: "Орбіта", "Екран", "Москва" та ін Устаткування наземної частини цих систем, а також бортове обладнання - також розробка НДІР, воно вироблялося вітчизняною промисловістю.

· Супутникові системи зв'язку та мовлення дозволили задовольнити потреби десятків мільйонів громадян нашої країни, особливо тих, хто проживав у малонаселених районах Західного Сибіру та Далекого Сходу. Зі створенням супутникових систем у цих регіонах у громадян вперше з'явилася можливість приймати програми центрального телебачення у реальному часі.

· Впровадження супутникових систем мало виключно важливе значення для економічного та соціального розвитку як важкодоступних регіонів Сибіру та Далекого Сходу, так і всієї країни.

· Населення Сахаліну, Камчатки, Хабаровського краю та багатьох інших віддалених територій отримало доступ до телефонної мережі загального користування.

· Вчені НДІР виконали оригінальні наукові дослідження, створені задля створення методик розрахунку різноманітних пристроїв, застосовуваних у системах супутникового зв'язку. Ними також було створено методологію проектування систем супутникового зв'язку та написано низку фундаментальних монографій та наукових статейз проблем супутникового зв'язку.

Висновок

Сучасні організації характеризуються великим обсягом різної інформації, в основному електронної та телекомунікаційної, яка проходить через них щодня. Тому важливо мати високоякісний вихід на комутаційні вузли, які забезпечують вихід на всі важливі комунікаційні лінії. У Росії, де відстані між населеними пунктами величезна, а якість наземних ліній залишає бажати кращого, оптимальним рішеннямцього питання є застосування систем супутникового зв'язку (СРС).

Спочатку ССС використовувалися передачі ТБ-сигналу. Наша країна характеризується великою територією, яку слід охопити засобами комунікації. Зробити це стало простіше після появи супутникового зв'язку, зокрема системи Орбіта-2. З'явилися супутникові телефони, головною перевагою яких є незалежність від наявності будь-яких місцевих телефонних мереж. Якісний телефонний зв'язок доступний практично з будь-якої точки земної кулі.

У рамках президентської програми «Універсальна послуга зв'язку» у кожному населеному пункті було встановлено телефони, в особливо віддалених районах було використано саме супутникові телефони.

Відповідно до федеральної цільової програми «Розвиток телерадіомовлення в Російської Федераціїна 2009-2015 роки» відбувається впровадження цифрового мовлення у Росії. Програму повністю профінансовано, зокрема кошти підуть і створення багатофункціональних супутників.

Список використаної літератури

1. Інтернет-ресурс «Історія супутникового зв'язку» http://sviazist.nnov.ru/modules/myarticles/article.php?storyid=1026

2.Інтернет-ресурс «Принципи організації супутникового зв'язку» http://vsatinfo.ru/index.php?option=com_sobi2&catid=30&Itemid=0

3. Інтернет ресурс «Вільна енциклопедія»

http://ua.wikipedia.org

Рецензія

на реферат «Супутникові системи зв'язку»

Учениці 11 кл. МОУ Парабельської гімназії

Горошкіної Ксенії

Тема реферату розкрита повністю. Матеріал усіх розділів цікавий, викладений доступно та чітко. Гарні ілюстрації. Структура реферату дотримано. Роботу можна використовувати як навчальний посібникдля учнів.

Оцінка відмінно"

Експерт: Борисов А. В. вчитель фізики