Актуальность разработки систем дистанционного зондирования Земли разного назначения с использованием многофункциональной космической системы ретрансляции «Луч» Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

и содержанию отчета о верификации электромагнитных эффектов.

Библиографические ссылки

1. ISO 7137:1995. Воздушные суда. Внешние воздействия и методы испытаний бортовой аппаратуры.

2. ISO 14302:2002. Космические комплексы - требования к электромагнитной совместимости.

3. ECSS-ST-20-07C. Космическая техника.

References

1. ISO 7137:1995. Vozdushnye suda. Vneshnie vozdejstvija i metody ispytanij bortovoj apparatury.

2. ISO 14302:2002. Kosmicheskie kompleksy - tre-bovanija k jelektromagnitnoj sovmestimosti.

3. ECSS-ST-20-07C. Kosmicheskaja tehnika.

© Дементьев А. Н., Маслов Ю. В., Вдовиченко В. И., Глускин В. А., 2013

УДК 621.396.33:528.8

АКТУАЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ РАЗНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕТРАНСЛЯЦИИ «ЛУЧ»

В. Ю. Ермолаев, Р. А. Алексеев

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52. E-mail: romka-alekseev@yandex.ru

Обоснована необходимость разработки российской спутниковой системы дистанционного зондирования Земли. Рассмотрены и проанализированы методы дистанционного зондирования Земли. Смоделирована спутниковая система дистанционного зондирования Земли с использованием многофункциональной космической системы ретрансляции «Луч».

Ключевые слова: система, дистанционное зондирование Земли, космический аппарат, земная станция, хранение данных, ретранслятор.

URGENCY TO DEVELOP EARTH REMOTE SENSING SYSTEMS OF DIFFERENT ASSIGNMENT WITH USE OF RELAYING MULTIPURPOSE SPACE SYSTEM "BEAM"

V. Yu. Yermolaev, R. A. Alekseev

JSC "Academician M. F. Reshetnev "Information Satellite Systems" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russia. E-mail: romka-alekseev@yandex.ru

Need to develop Russian satellite system of Earth remote sensing is proved. Methods of Earth remote sensing are considered and analysed. The satellite system of Earth remote sensing with use of multipurpose space system of "Beam" relaying is simulated.

Keywords: system, Earth remote sensing, spacecraft, terrestrial station, data storage, repeater.

Разработка систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) является приоритетным направлением как в российской космонавтике, так и в мировой. Это объясняется стратегическими интересами России в космосе, обусловленными целым спектром внутренних, внешних, природных и техногенных факторов. Тем самым собственная российская система ДЗЗ позволит обеспечить стратегическую независимость России в сфере космической информации. В качестве примера на рис. 1 представлен космический аппарат (КА), зондирующий поверхность Земли.

В системах ДЗЗ существует несколько принципиально разных способов передачи данных со спутника на земную станцию (ЗС). Условно можно выделить три способа передачи данных:

1) прямой сброс ДЗЗ в зоне радиовидимости ЗС (без хранения данных на борту);

2) с хранением на борту и последующей передачей на ЗС в зоне ее радиовидимости;

3) на основе использования космической системы ретрансляции.

Первый и самый простой способ передачи данных ДЗЗ - прямой сброс данных ДЗЗ со спутника на наземный пункт приема и обработки сигнала. Для этого должна обеспечиваться непрерывная радиосвязь с принимающими станциями, к которым предъявляются повышенные требования по надежности приема радиосигнала. Наиболее успешный прием данных возможен при расположении приемной станции на линии прямой видимости со спутником. Линия прямой видимости должна быть расположена высоко над горизонтом, чтобы свести к минимуму влияние атмосферы [1]. Все эти требования объединяются понятием маски приемной станции - области поверхности

Системы управления, космическая навигация и связь

Рис. 1. Дистанционное зондирование Земли

Земли, внутри которой осуществляется прием данных со спутника. Предположим, что поверхность Земли -это сфера с радиусом Я, И - высота орбиты спутника и на линии прямой видимости нет препятствий.

ласть приема сети наземных станций, находящихся на суше. Эти спутники находятся на геостационарных орбитах и ретранслируют передаваемые данные на земную станцию приема. Реализация данного способа ДЗЗ упрощается существующей и введенной в эксплуатацию глобальной МКСР «Луч» на базе трех геостационарных спутников: Луч-5А, Луч-5Б и Луч-5В. На рис. 3 представлена ОГ МКСР «Луч» и КА ДЗЗ.

Рис. 2. Схема расположения спутника относительно приемной станции

Угловое расстояние ф между спутником и станцией определяется по уравнению

Соб(9 + ф) = Я • соб(9) / (Я + И),

где 9 - угол места линии прямой видимости.

Если 9 = 5о, то для И = 700 км получаем ф = 21о. В этом случае маска представляет собой окружность с радиусом 2 400 км и приемной станцией в центре этой окружности.

Практически все приемные станции расположены на суше и не могут обеспечить зону приема над океаном. Поэтому данный способ не получил широкое применение на практике, так как является неэффективным и дорогостоящим.

Второй способ требует наличия на борту КА устройств для хранения и обработки большого объема информации, что значительно увеличивает массу, энергопотребление и стоимость КА в целом. Для современного быстроразвивающегося мира это огромный минус. Однако реализация такой системы ДЗЗ обеспечивает эксплуатирующему органу независимость от других стран.

Способ третий предусматривает использование спутников-ретрансляторов, которые увеличивают об-

Рис. 3. КА ДЗЗ с МКСР «Луч»

По рис. 3 видно, что КА ДЗЗ будет постоянно находиться в зоне радиовидимости МКСР «Луч» [2], что позволит разработать КА, не требующей огромного количества оборудования для обработки и хранения информации. В составе системы ДЗЗ достаточно иметь одну земную станцию для сбора информации ДЗЗ.

Функциональное использование МКСР «Луч» в составе системы ДЗЗ позволяет достигнуть следующих результатов:

- оптимизация массогабаритных характеристик КА за счет исключения громоздкой бортовой аппаратуры хранения и обработки данных ДЗЗ;

- управление КА и передача данных в реальном масштабе времени;

К недостаткам можно отнести требования:

- по дополнительной приемо-передающей аппаратуре ретрансляции;

- дополнительному программному обеспечению и протоколы взаимодействия для сопряжения МКСР «Луч» с системой ДЗЗ.

Библиографические ссылки

1. Токарева О. С. Обработка и интерпретация данных дистанционного зондирования Земли. Томск : Изд-во Том. политехн. ун-та, 2010. 148 с.

2. Основные характеристики многофункциональной космической системы ретрансляции «Луч» и основные положения по взаимодействию аппаратуры абонентов и бортовых ретрансляционных комплексов космических аппаратов «Луч-5А», «Луч-5Б» и «Луч-5В». 2012.

References

1. Tokareva O. S. Obrabotka i interpretacija dannyh distancionnogo zondirovanija Zemli (Processing and interpretation of data of remote sensing of Earth). Tomsk: Izd-vo Tomskogo politehnich. Un-ta, 2010. 148 s.

2. Osnovnye harakteristiki mnogofunkcional'noj kosmicheskoj sistemy retransljacii «Luch» i osnovnye polozhenija po vzaimodejstviju apparatury abonentov i bortovyh retransljacionnyh kompleksov kosmicheskih apparatov «Luch-5A», «Luch-5B» i «Luch-5V» (The main characteristics of multipurpose space system of relaying "Beam" and basic provisions on interaction of equipment of subscribers and onboard relaying complexes of Luch-5A, Luch-5B and Luch-5B). 2012.

© Ермолаев В. Ю., Алексеев Р. А., 2013

УДК 629.7.05

ПОДАВЛЕНИЕ ПОМЕХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АНТЕННЫ ИНТЕРФЕРОМЕТРА В НАП*

И. Н. Карцан, Р. В. Карцан, С. В. Ефремова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: kartsan@sibsau.ru

Реализацией помехоустойчивой угломерной системы является применение интерферометра, состоящего из отдельных идентичных антенных решеток. В каждой антенной решетке реализуется алгоритм подавления помех, а фазовые сдвиги для определения пространственной ориентации измеряются между сигналами, принятыми на эти решетки.

Ключевые слова: ГЛОНАСС, GPS, помехозащищенный навигационный приемник, пространственная ориентация объекта, блок фильтрации, надежность, аппаратура потребителя, навигационно-временная задача, математическое обеспечение, многоканальность.

INTERFERENCE REJECTION WHEN USING AN ANTENNA OF THE INTERFEROMETER IN THE NAP

I. N. Kartsan, R. V. Kartsan, S. V. Efremova

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: kartsan@sibsau.ru

Implementation of interference-angle measuring system is the use of the interferometer, which consists of separate identical arrays. Each array antenna interference cancellation algorithm is implemented and the phase shifts for determining the spatial orientation are measured between the signals received by these grilles.

Keywords: GLONASS, GPS, noise-free navigation receiver, spatial orientation of an object, a filtration unit, reliability, customer equipment, navigation temporary task, software, multichannel.

Анализ проведенных информационно-патентных поисков показывает, что на протяжении последних десятилетий российские, американские, израильские, и др. разработчики аппаратуры потребителя навигационной информации (АПНИ) ведут интенсивные исследования в области создания систем, позволяющих осуществлять эффективное подавление активных шумовых помех (АШП). Реализация таких систем

в промышленных масштабах пока еще не ведется.

Широкое внедрение НАП, работающей по сигналам КНС, в различные области применения требует на современном этапе значительного повышения помехоустойчивости аппаратуры, в том числе к преднамеренным помехам. По имеющимся оценкам, требуемый уровень устойчивости к широкополосным помехам, действующим в полосе полезного сигнала, со-

* Работа выполнена в рамках государственного контракта № 14.514.11.4092 от 21 июня 2013 г.