CC BY
99
Оценка изменения интегральной доступности связи для абонентов потребителей негеостационарной спутниковой системы Глобалстар, при изменении орбитальной группировки
В любых многоспутниковых системах связи при формировании орбитальной группировки и ее восполнении актуальной является задача выбора местоположения для запуска космических аппаратов (КА). Различное взаимное расположение КА в орбитальной группировке по разному влияет на характеристики системы по обслуживанию абонентов на земной поверхности. В качестве показателя по обслуживанию потребителей спутниковой системой выбрана интегральная доступность связи (ИДС). На примере спутниковой системы Глобал-стар проведен анализ изменения ИДС.
Иванкович М.В., Шевчук Д.В.
Под интегральной доступностью связи по аналогии с [1] понимается процент времени за сутки, в течение которого потребитель находится в зоне радиовидимости одного и более КА.
Интегральная доступность в общем случае рассчитывается для каждой точки на поверхности Земли. Для улучшения восприятия полученных результатов расчетов двумерные распределения ИДС заменены графиками, отражающими зависимость ИДС от широты нахождения потребителя.
Указанное преобразование допустимо по следующим причинам:
— в соответствии с эргодической теоремой [2] усреднение по времени может быть заменено усреднением по пространственному ансамблю независимых событий;
— события по наблюдению отдельных точек на поверхности Земли по разным долготам являются независимыми (применимо только для группировок КА, находящихся на негеосин-хронных орбитах).
Влияние различного взаимного положения КА на ИДС потребителей спутниковой системы связи покажем на примере спутниковой системы связи "Глобалстар" при отключении КА.
Введем следующие допущения и ограничения:
— при определении зон радиовидимости КА [3] угол места принимается 10;
— влияние рельефа местности и антропогенных объектов на распространение радиоволн не учитывается;
— коэффициент готовности аппаратуры потребителей равен 1.
В состав системы связи "Глобалстар" входит 48 рабочих КА с высотой полета около 1400 км [4].
На рис. 1 показано покрытие поверхности Земли зонами радиовидимости всех КА системы при отключении двух КА в 1 и 5 плоскостях орбит в различные моменты времени.
На рис. 2 показана зависимость ИДС от широты положения абонента при штатном развертывании орбитальной группировки (ОГ) [1] (цифрами у графиков обозначено количество КА, с которым обеспечивается одновременная доступность связи).
Рис. 1
При одиночном отказе КА графики ухудшения ИДС идентичные независимо от положения КА в орбитальной группировке. Это обусловлено тем, что орбитальная группировка КА симметричная (8 плоскостей по 6 КА с одинаковым угловым разнесением между ними).
На рис. 3 приведены1 графики ухудшения ИДС по сравнению со штатной ОГ при отключении КА в различных плоскостях в соответствии с табл. 1, где серым цветом показан номер отключаемого КА в ОГ График значения ИДС от широты положения абонента при штатной ОГ обозначен цифрой 1 на рис. 1.
Таблица 1
101 201 301 401 501 601 701 801
102 202 302 402 502 602 702 802
103 203 303 403 503 603 703 803
104 204 304 404 504 604 704 804
105 205 305 405 505 605 705 805
106 206 306 406 506 606 706 806
На графике видно, что ухудшение ИДС происходит на широтах менее 25о и более 50о и достигает максимального значения 1,6% на широте 72о. На основных широтах использования системы! (от 25о до 50о — территория США) ИДС не ухудшается (остается равной 100%).
Разброс между значениями ИДС при выходе из строя КА в различных плоскостях обусловлен ошибками в положении КА на орбите относительно расчетного положения и не превышает 0.02%. Величина является незначительной, поэтому в дальнейших расчетах учитываться не будет.
Анализ парных отказов КА орбитальной группировки будет выполнятся с учетом влияния избыточности формируемого орбитальной группировкой покрытия Земли, особенно в околополярных регионах Земли, в которых имеет место эффект затягивания "области без связи" зонами радиовидимости соседних спутников. Поэтому независимым полным отсутствием КА при парном отказе будут события, порождаемые перемещением по поверхности Земли двух не перекрывающихся в процессе движения зон радиовидимости отдельных КА. В случае их взаимного наложения порождаемые
Таблица 2
Рис. 2
Рис. 3
Широта
Рис. 4
события будут статистически связаны или иначе — коррелированны!. При отказе КА 101 независимым событием будет является отказ КА с номером, указанным в светлых клетках табл. 2.
На рис. 3 приведены графики ухудшения ИДС относительно штатной ОГ при парных отказах КА, где цифрами обозначены:
1 — изменение ИДС при отказе некоррелированных КА;
Широта
2 — изменение ИДС при отказе 101 и 206 (801) КА;
3 — изменение ИДС при отказе 101 и 306 (701) КА;
4 — изменение ИДС при отказе 101 и 405 (602) КА;
5 — изменение ИДС при отказе 101 и 503 (504) КА;
Графики других коррелированных КА на
Таблица 3
№ п/п Диапазон широт, й № 1 отказавшего КА № 2 отказавшего КА Максимальное ухудшение ИДС, %
I 0- 18 101 503 или 504 1,6
2 <*■) ГП 1 ОС 101 405 или 602 0,9
3 33-43 101 206 или 801 0,25
4 43-78 101 306 или 701 3,2
Российская венчурная компания и компания "Наукоёмкие Технологии" представляют инфраструктурный проект — сетевой ресурс 1еагп1Р: все об интеллектуальной собственности
1еагп!Р (learnip.ru) — информационно-образовательный ресурс, запущенный в январе 2012 г ОАО "Российская венчурная компания" в партнерстве с компанией "Наукоёмкие Технологии", посвящен всем аспектам оформления, владения и использования интеллектуальной собственности. Ресурс разработан для владельцев и покупателей интеллектуальной собственности: авторов изобретений, рационализаций, ученых, преподавателей, аспирантов и студентов ВУЗов, технологических предпринимателей, желающих превратить свою интеллектуальную собственность в бизнес-актив, с одной стороны, и бизнес-ангелов и венчурных инвесторов, с другой стороны.
Основным отличием 1_еат!Р от уже существующих !Р-ресурсов является концентрация в рамках одного портала справочной (методической, нормативно-правовой), образовательной и аналитической информации, а также максимальное использование современных сетевых возможностей для получения пользователями портала всей необходимой им информации — от общеупотребимой до персональной. 1еагп!Р также будет полезен инновационным технологическим компаниям, которые выходят на мировой рынок.
Сейчас инновационное развитие и модернизация экономики стали одним из приоритетов развития России. Вопросы коммерциализации и защиты интеллектуальной собственности, патентования и лицензирования, соблюдения авторских прав становятся актуальными для все более расширяющегося круга заинтересованных сторон: венчурных инвесторов, технологических предпринимателей, стартаперов и тех, кто постепенно вливается в их ряды, кто заинтересован в грамотном бизнес-использовании и выводе на рынок результатов интеллектуальной деятельности. 1еагп!Р — инфраструктурный проект РВК, приоритет которого — предоставление рынку технологического предпринимательства информации, компетенций и сервиса в области управления нематериальными активами. Ресурс был задуман и создан исходя из реального понимания актуальных и критических потребностей игроков инновационной индустрии".
Именно эту задачу призван решать сайт learnip.ru. Проект ориентирован на то, чтобы1 неискушенный в юридических тонкостях практик смог в соответствии со своей задачей найти оптимальное решение по вопросам интеллектуальной собственности. Сайт 1еагп!Р предоставляет информационно-обучающий сервис для пользователей. В дальнейшем набор информационно-обучающих сервисов будет расширен до предоставления консультационных и правовых услуг.
рис. 4 не приведены, т.к. их отличие от графика некоррелированных КА (график 1 на рис. 3) незначительно.
Максимальное ухудшение ИДС на разных широтах зависит от взаимного выхода из строя КА в различных плоскостях В таблице
3 приведены диапазоны широт и взаимное положение КА при выходе из строя которых достигается максимальное ухудшение ИДС.
При выходе из строя КА интегральная доступность связи меняется по разному в зависимости от положения КА на орбите. При одиночном отказе максимальное ухудшение интегральной доступности связи достигает 1,6% на широте 72о. При парном отказе ухудшение ИДС на основных широтах использования системы (от 25одо 50о) происходит только при выходе из строя КА в 6 случаях из 47 возможных (КА с номерами 206, 306, 405, 602, 701 и 801, которые являют-
ся коррелированными с 101 КА). Максимальное ухудшение ИДС при этом составляет менее 1%.
Литература
1. Акимов АА, Шевчук ДВ Оценка интегральной доступности связи потребителей спутниковой системы! "Иридиум" при выходе из строя космических аппаратов. — Радиотехника, 2011, №1.
2. Корнфельд И.П., Сиай Я.Г. Фом^ С.В
Эргсдическая теория. — М.,: Наука, 1980.
3. Маибиц ЛМ Компьютерная картография и зоны спутниковой связи. — М.,: Радио и связь, 2000.
4. Описание системы Глобалстар, версия Е. 2000.
Assessment of changes in the integrated availability of communications for non-geostationary satellite subscribers of Globalstar system, when orbital group is changing.
M. Ivankovic, D. Shevchuk Abstract
The task of selecting a location for the launch of spacecraft (SC) is relevant in any multisatellite communication systems during the formation of orbital group and its replenishment. Different relative positions of the spacecraft in the orbital grouping by has different effects on characteristics of the system of customer service on the earth's surface. As an indicator of customer service satellite system integrated access connection (IDC) is selected. Analysis of the IDC changes is carried out by the example of the Globalstar satellite system.
References
1. Ak mov AA, Shevchuk D.V. Evaluation of the integral accessibility of consumer communications satellite "Iridium" with the failure of the spacecraft [Otsenka integraljnoj dostupnosti svyazi potrebitelyej sputnikovoj sistemy "Iridium" pri vykhode iz stroya kosmicheskikh apparatov]. — Radio, 2011, №1.
2. Kornfeld I.P. Sinai Y.G. Fomin S.V. Ergodic theory [Ergodicheskaya tyeoriya]. — M. : Nauka, 1980.
3. Mashbits LM. Computer mapping and satellite areas [Kompjyuternaya kartografiya i zony sputnikovoj svyazi]. — M. : Radio and Communications, 2000.
4. Description of the Globalstar system, version E. In 2000.
