Научная статья на тему 'Повышение эффективности радиолинии космических аппаратов дистанционного зондирования Земли'

Повышение эффективности радиолинии космических аппаратов дистанционного зондирования Земли Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
25
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
наземная приемная станция / космические аппараты / высокоскоростная радиолиния передачи информации / энергетическая эффективность радиолинии / ground receiving station / spacecraft / high-speed information transmission radio line / energy efficiency of the radio line

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Алаторцев Кирилл Владимирович, Алаторцев Владимир Леонидович

С появлением расширенных стандартов передачи информационных потоков (типа DVB-S2Х) с космических аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) появилась возможность переключать во время работы высокоскоростных радиолиний (ВРЛ) ее параметры для передачи увеличенного (уменьшенного) потока данных. Например, переключение модуляции, коэффициента помехозащищенного LDPC (Low Density Parity Check codes) кодирования и т.п. Это позволяет снизить энергетические затраты на передачу данных и существенно повысить общий информационный поток данных с космических аппаратов на наземные станции приема-обработки информации. Произведены оценки теоретически возможных переходов на соседний режим передачи данных (переход на уровень 0,5–1,5 дБ), что дает суммарный выигрыш в увеличении потока передаваемых данных, который может достигнуть 2,0–2,5 раза при возможном количестве переключений до десяти. На практике, учитывая флуктуационный характер распределения уровня сигнала во время его передачи на наземные станции приема-обработки информации, переключение обеспечивается в меньшем (3–5) числе переходов (при достижении энергетического запаса 3–5 дБ), что приводит к выигрышу в передаче данных 1,5–2,0 раза.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Алаторцев Кирилл Владимирович, Алаторцев Владимир Леонидович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Improving the efficiency of the remote sensing satellite radio line

With the advent of expanded standards of transfer of information flows (DVBS2X type) from Earth remote sensing spacecraft (remote sensing), there was an opportunity to switch its parameters for transfer of the increased (reduced) data stream to VHSR operating time. For example, switching of modulation and coefficient of interference-immune LDPC (Low Density Parity Check codes) of coding. It allows to reduce power costs for data transmission and to raise the general information flow of data from remote Sensing Satellites (RSS) to Ground Stations (GS) several times. Estimations of theoretically possible transitions to the next transmission mode of data (transition to the level of 0.5–1.5 dB) are made that gives a total gain in increase in a flow of transmitted data can reach 2.0–2.5 times with the possible number of switchings up to 10. In practice, considering the fluctuation nature of the distribution ogtht the signal level during its transmission to Ground Stations, switching is provided in smaller (3–5) number of transitions (at achievement of a power stock 3–5 dB) that leads to a gain in data transmission by 1.5–2.0 times.

Текст научной работы на тему «Повышение эффективности радиолинии космических аппаратов дистанционного зондирования Земли»

Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования RUDN Journal of Engineering Research

2023;24(4):295-304

ISSN 2312-8143 (Print); ISSN 2312-8151 (Online) journals.rudn.ru/engineering-researches

DOI: 10.22363/2312-8143-2023-24-4-295-304 EDN: UWBYIW УДК 629.76

Научная статья / Research article

Повышение эффективности радиолинии космических аппаратов дистанционного зондирования Земли

К.В. Алаторцев B.JI. Алаторцев

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Российская Федерация И alatortsev.kv@mail.ru

История статьи

Поступила в редакцию: 15 мая 2023 г. Доработана: 9 сентября 2023 г. Принята к публикации: 15 сентября 2023 г.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Нераздельное соавторство.

Аннотация. С появлением расширенных стандартов передачи информационных потоков (типа DVB-S2X) с космических аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) появилась возможность переключать во время работы высокоскоростных радиолиний (ВРЛ) ее параметры для передачи увеличенного (уменьшенного) потока данных. Например, переключение модуляции, коэффициента помехоза-щищенного LDPC (Low Density Parity Check codes) кодирования и т.п. Это позволяет снизить энергетические затраты на передачу данных и существенно повысить общий информационный поток данных с космических аппаратов на наземные станции приема-обработки информации. Произведены оценки теоретически возможных переходов на соседний режим передачи данных (переход на уровень 0,5-1,5 дБ), что дает суммарный выигрыш в увеличении потока передаваемых данных, который может достигнуть 2,0-2,5 раза при возможном количестве переключений до десяти. На практике, учитывая флуктуацион-ный характер распределения уровня сигнала во время его передачи на наземные станции приема-обработки информации, переключение обеспечивается в меньшем (3-5) числе переходов (при достижении энергетического запаса 3-5 дБ), что приводит к выигрышу в передаче данных 1,5-2,0 раза.

Ключевые слова: наземная приемная станция, космические аппараты, высокоскоростная радиолиния передачи информации, энергетическая эффективность радиолинии

Для цитирования

Алаторцев К.В., Алаторцев В.Л. Повышение эффективности радиолинии космических аппаратов дистанционного зондирования Земли // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2023. Т. 24. № 4. С. 295-304. http://doi.org/10.22363/2312-8143-2023-24-4-295-304

© Алаторцев К.В., Алаторцев В. Л., 2023

|(сс) Ф© I This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License https://creativecommons.Org/licenses/by-nc/4.0/legalcode

Improving the efficiency of the remote sensing satellite radio line

Kirill V. Alatortsev Vladimir L. Alatortsev

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University, MIPT, "Phystech"),

Dolgoprudny, Russian Federation E alatortsev.kv@mail.ru

Abstract. With the advent of expanded standards of transfer of information flows (DVB-S2X type) from Earth remote sensing spacecraft (remote sensing), there was an opportunity to switch its parameters for transfer of the increased (reduced) data stream to VHSR operating time. For example, switching of modulation and coefficient of interference-immune LDPC (Low Density Parity Check codes) of coding. It allows to reduce power costs for data transmission and to raise the general information flow of data from remote Sensing Satellites (RSS) to Ground Stations (GS) several times. Estimations of theoretically possible transitions to the next transmission mode of data (transition to the level of 0.5-1.5 dB) are made that gives a total gain in increase in a flow of transmitted data can reach 2.0-2.5 times with the possible number of switchings up to 10. In practice, considering the fluctuation nature of the distribution ogtht the signal level during its transmission to Ground Stations, switching is provided in smaller (3-5) number of transitions (at achievement of a power stock 3-5 dB) that leads to a gain in data transmission by 1.5-2.0 times.

Keywords: ground receiving station, spacecraft, high-speed information transmission radio line, energy efficiency of the radio line

For citation

Alatortsev KV., Alatortsev VL. Improving the efficiency of the remote sensing satellite radio line. RUDN Journal of Engineering Research. 2023;24(4):295-304. (In Russ.) http://doi.org/10.22363/2312-8143-2023-24-4-295-304

Article history

Received: May 15, 2023 Revised: September 9, 2023 Accepted: September 15, 2023

Conflicts of interest

The authors declare that there is no conflict of interest.

Authors' contribution

Undivided co-authorship.

Введение

Во многих случаях, при передаче спутниковой информации дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) на наземные станции приема-обработки информации (НСПОИ) через высокоскоростную радиолинию (ВРЛ) (рис. 1) поддерживаются постоянными такие параметры, как: несущая частота, модуляция, битовый поток, поляризация и др. [1].

Это приводит к передаче информационных потоков на всем участке сброса данных КА — НСПОИ с повышенным значением энергетики на бит передаваемого потока данных (табл. 1), что делает передачу информации ДЗЗ энергетически менее эффективной.

Вместе с тем, с учетом возрастающего количества спутников ДЗЗ в космической группировке, прорабатываются вопросы оптимизации наземной инфраструктуры приема данных ДЗЗ, увеличения пропускной способности радиоли-

нии передачи данных по линии космические аппараты — наземные станции приема-обработки космической информации дистанционного зондирования Земли [2-4].

Целью настоящей работы является получение оценок энергетической избыточности в ВРЛ и выработки стратегии приема информации с космических аппаратов (КА) спутникового мониторинга Земли на основе изменения параметров радиолинии КА — НСПОИ, и получение критерия эффективности использования ВРЛ КА-НСПОИ при передаче данных спутникового мониторинга на наземные станции (НСПОИ).

1. Оценки энергетической избыточности ВРЛ КА-НСПОИ

С появлением расширенных стандартов передачи информационных потоков (типа БУБ-82Х)1 [2; 4-16] появилась возможность переключать во время работы ВРЛ ее параметры для передачи увеличенного (уменьшенного) потока данных (напри-

1 ГОСТ Р 56456-2015. Телевидение вещательное цифровое. Интегрированный приемник-декодер системы спутникового цифрового вещания второго поколения (БУБ-82). Основные параметры. Технические требования. Национальный стандарт Российской Федерации. М.: Стандартинформ, 2015. 8 с.

мер, переключение параметра созвездия модуляции, коэффициента помехозащищенного LDPC кодирования и др. (рис. 2, табл. 3). Это позволяет снизить энергетические затраты на передачу бита данных и повысить общий информационный поток данных с КА на НСПОИ.

При оптимизации различных параметров радиолинии (табл. 3) суммарный выигрыш в передаче данных в ВРЛ КА — НСПОИ может достигать фактически следующего порядка:

900 тЬрэ КПД= и = 9

100 тЬрз

101 = 1 порядок,

где сокращение «КПД» подразумевает коэффициент полезного действия; mbps — сокращение

«мегабит в секунду» — поток данных в радиолинии КА — НСПОИ.

Увеличение скорости передачи данных может быть достигнуто за счет увеличения количества пунктов приема данных, оптимизации их пространственного распределения (с учетом большой протяженности территории страны), а также за счет переключения параметров радиолинии (модуляция, глубина помехозащищенного кодирования и т.п.), что и обсуждается в настоящей работе.

Повышение скорости передачи данных с КА на НСПОИ может быть достигнуто для наземных станций с различными энергетическими возможностями (радиус зеркала, наличие системы автосопровождения и других параметров).

Таблица 1

Энергетический запас в радиолинии при передаче данных с КА ДЗЗ

№ п/п Высота орбиты МКА Н, км Максимальная наклонная дальность ЬТВЯХ , км Минимальная наклонная дальность Lmm , км Максимальный избыток энергии в ВРЛ при передаче данных на НСПОИ АЕ , дБ

1 500 2573 500 14,2

2 700 3067 700 12,8

3 1000 3707 1000 11,4

где Ц^ = А?2 = Н, ^ = Л£2 =4(Я+Н)2 - Я2 .

Table 1

Energy reserve in the radio line during data transmission from Remote Sensing Satellites

No. Orbit height of RSS H, km Maximum slant range of Lmax , km Minimum slant range of Lmin , km The maximum excess of energy in VHSR orbit height to GS AE , dB

1 500 2573 500 14.2

2 700 3067 700 12.8

3 1000 3707 1000 11.4

where Lmin - A2B2 - H >

Lnax - A)B -yl(R + H)2 - R2

Время ( t ) нахождения КА ДЗЗ в зоне радиовидимости НСПОИ

Таблица 2

№ п/п Высота орбиты КА, H, км Период обращения T КА, мин / сек Время в зоне радиовидимости t , мин Время в зоне радиовидимости t , сек

1 500 94,44 / 5666 11,53 692

2 700 98,59 / 5915 14,08 844

3 1000 104,93 / 6296 17,60 1056

Time (t )of finding RSS in the zone of radio visibility of GS

Table 2

No. Height orbits of RSS, H , km Period RSS, T , minutes/sec Time in zone of radio visibility t , minutes Time in zone of radio visibility t , sec

1 500 94.44 / 5666 11.53 692

2 700 98.59 / 5915 14.08 844

3 1000 104.93 / 6296 17.60 1056

Q Tl

"4 Ц:

Q 1010 ' C010 • Fti 1000 0KN>

01(0 1 {„у- 0100

0111 I 1 im к/ L Ф 1101 1 0101

0001

1011 1001

Рис. 2. Созвездия модуляций DVB-S2Xданных КА ДЗЗ: а— QPSK; б— 8PSK; в — 16APSK; г — 32APSK Figure 2. DVB-S2 Modulation Constellation VHSR information of the remote sensing satellites: а— QPSK; б— 8PSK; в— 16APSK; г — 32APSK

б

а

в

г

Таблица 3 / Table 3

Режимы ВРЛ (DVB-S2) сброса информации с КА на НСПОИ [2] The VHSR (DVB-S2) modes of dumping of information from RSS to Ground Stations [2]

№ п/п No. Модуляция / Modulation Глубина LDPC кодирования/ Depth of LDPC encoding Информационный поток ВРЛ / VRL information bit-rate (mbps) Полезная информация / Useful information (mbps) Базовый уровень отличий, дБ / Basic level differences, dB Отличия между соседними уровнями, | ДЕ дБ / Differences between adjacent levels | ДЕ dB

1 QPSK 1/4 400 100 -2,35 —

2 QPSK 1/3 400 133 -1,24 1,11

3 QPSK 2/5 400 160 -0,30 0,96

4 QPSK 1/2 400 200 1,00 0,70

5 QPSK 3/5 400 240 2,23 1,23

6 QPSK 2/3 400 267 3,10 0,87

7 QPSK 3/4 400 300 4,03 0,93

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8 QPSK 4/5 400 320 4,68 0,65

9 QPSK 5/6 400 333 5,18 0,50

10 QPSK 8/9 400 356 6,20 1,02

11 QPSK 9/10 400 360 6,42 0,22

12 8PSK 3/5 600 360 5,50 0,98

13 8PSK 2/3 600 400 6,62 1,12

14 8PSK 3/4 600 450 7,91 1,29

15 8PSK 5/6 600 500 9,35 1,44

16 8PSK 8/9 600 533 10,69 1,34

17 8PSK 9/10 600 540 10,98 1,29

18 16APSK 2/3 800 533 8,97 2,01

19 16APSK 3/4 800 600 10,21 1,24

20 16APSK 4/5 800 640 11,03 0,82

21 16APSK 5/6 800 667 11,61 0,58

22 16APSK 8/9 800 711 12,89 1,28

23 16APSK 9/10 800 720 13,13 0,24

24 32APSK 3/4 1000 750 12,73 0,40

25 32APSK 4/5 1000 800 13,64 0,81

26 32APSK 5/6 1000 833 14,28 0,64

27 32APSK 8/9 1000 889 15,69 1,41

28 32APSK 9/10 1000 900 16,05 0,36

Таблица 4

Угол наблюдения КА (а) с НСПОИ для различных наклонных дальностей L

H/L, км 500 550 600 700 750 800 1000

500 90о 64,4о 55,0о 43,4о 40,5о 37,7о 26,2о

700 x x x 90о 67,8о 59,4о 41,3о

1000 x x x x x x 90о

H/L, км 1050 1100 1500 2000 2573 3067 3707

500 24,9о 23,6о 13,2о 5,9о 0о х х

700 39,4о 37,4о 22,0о 12,3о 6,4о 0о х

1000 70,9о 63,4о 37,0о 22,5о 14,6о 6,4о 0о

Table 4

The observation angle of RSS (a) from Ground Stations for different slant ranges of L

H/L, km__500__550__600__700__750__800__1000

500__90°__64.4°__55.0°__43.4°__40.5°__37.7°__26.2°

700__X__x__x__90°__67.8°__59.4°__41.3°

1000 X x x x x x 90°

H/L, км__1050__1100__1500__2000__2573__3067__3707

500__24.9°__23.6°__13.2__5.9__0°__X__х

700__39.4°__37.4°__22.0°__12.3°__6.4°__0°__X_

1000 70.9° 63.4° 37.0° 22.5° 14.6° 6.4° 0°

В расчетах использованы:

- период T обращения спутника на орбите Земли:

T = — = 2п( R + H )3/2 (G • M )-1/2, ю

- время t нахождения КА в зоне радиовидимости:

t = 2arcœs(R/(R + Я)) -Т/(2п),

а также следующие значения переменных:

R = 6371 км,

H = 500,700,1000 км,

M = 5,98 • 1024кг,

G = 6,67 • 10"11 H • м2/кг2.

В течение времени нахождения КА в зоне радиовидимости НСПОИ ( см. табл. 2) можно неоднократно предусмотреть переключение с режима на режим ВРЛ КА, что позволяет достигнуть многократного увеличения общего объема в потоке передачи данных с КА на НСПОИ.

При теоретически возможном переходе на соседний режим передачи данных (переход на уровень 0,5-1,5 дБ) суммарный выигрыш в увеличении потока передаваемых данных может достигнуть 2,0-2,5 раза. Однако на практике, учитывая флуктуационный характер распределения уровня сигнала во время его передачи на НСПОИ, переключение обеспечивается в меньшем числе переходов (при достижении запаса 3-5 дБ), что приводит к выигрышу в передаче данных только в 1,5-2,0 раза.

2. Эффективность использования радиолинии КА-НСПОИ

Приведем оценки эффективности использования параметров радиолинии при передаче информационных потоков от КА до НСПОИ. Расстояние до КА от различных его положений на орбите (L1,L2,AL = Ц-L2) рассчитывается

следующим образом (см. обозначения на рис. 3, а): здесь а — угол места, а = (ti/2) — (ф + у), где 7 = 2 arcsin( R cos а/(R + Н)) • Г/(2п).

(R + Н)2 = R2 + Li + 2- R • Lx • sin ах (R + Н)2 = R2 + L22 + 2 • R • L2 • sin а2 '

откуда: Lj2 - L22 = 2 • R ■ (L2 • sin a2 - L1 ■ sin aj, в котором L2 определяется из необходимого дополнительного накопленного запаса энергетики для осуществления переключения на следующий уровень конфигурирования параметров ВРЛ:

AE = 201g( LJ L2)

при значениях AE = 3—5 дБ, и следующая точка орбиты с заданным L2 по отношению к предыдущему Lt определяется:

sin a 2 = ((Ц2 - L22)/(2 • R) + Lj • sin aj)/L2.

Время движения КА по орбите между (a1( a2) (соответственно между (ф1( ф2)) составляет

At = (Г/(2я)) • (Ф2 - Фх),

где взаимосвязь углов ф и а следующая (см. табл. 4) из ДСЦB2:

(R + H)- T/sm(2 + a) = R/siny откуда

у = arcsin( R cos a /(R + H) n

Ф4 =2-(ai+Yi)' i = 1' 2■

Расчеты выполнены для

sin a = ((R + H)2 -R2 +L2)/(2 - R - L) при R = 6371 км.

3. Результаты моделирования

Иллюстрация эффекта увеличения энергетической эффективности радиолинии при передаче информации с КА ДЗЗ на НСПОИ представлена на рис. 4. Точка N соответствует расположению наземной станции (НСПОИ), R = ON = 6371 км — радиус Земли, траектория движения КА — суть A-B-D-F-Z-... , В — точка входа в зону радиовидимости КА со стороны НСПОИ. Для простоты в модельном представлении зоны движения КА до кульминации (Z) разбиты на n = 3 равноугловые сектора: BOD, DOF, FOZ (O — центр Земли). Движение КА в каждом из секторов происходит с неизменными параметрами радиолинии. В начале каждого из секторов (точки B, D, F,...) параметры ВРЛ настроены на достаточный в энергетическом плане режим для передачи данных.

а

б

Рис. 3. Фрагмент половины (A0 — A1 — A2) траектории КА в зоне радиовидимости НСПОИ (положение точки B2): а — схема обозначений, б— компьютерное моделирование Figure 3. Fragment of half (Aa — A,— A2) of the spacecraft trajectory in the radio visibility zone of the Ground Station (point B2): a— notation scheme, б— computer modeling

Рис. 4. Движение КА ДЗЗ в зоне радиовидимости НСПОИ (N) с переключением параметров ВРЛ для повышения ее энергетической эффективности Q.(n, H) Figure 4. The movement of the remote sensing satellites in the radio visibility zone of the Ground Stations (N) with switching of the parameters of the VHSR to increase its energy efficiency Q.(n, H)

Вследствие уменьшения на восходящей части траектории движения расстояния L от наземной станции до космического аппарата появляется возможность в конце сектора произвести переключение режимов работы радиолинии на более высокоскоростной режим передачи данных пропорционально отношению (L0 / L1)2, где L0 суть BN, а L1 — соответствующее расстояние

от НСПОИ до концов секторов DN, FN, ZN, ... . Области BCD, DEF, FGZ — иллюстрируют избыток затрачиваемой энергии при передаче данных с КА на НСПОИ. В предельном случае можно представить непрерывное переключение скорости ВРЛ передачи данных и получить зна-

В частном случае, когда в качестве стартовой точки взята точка входа в зону радиовидимости НСПОИ, значение Ьо (Я, ф) представляется в упрощенном виде:

[Ь0(Н, ф)]2 = [10(Я)]2 = ИшШ)]2 =

= (Я + Н)2 - я2.

Отметим, что секторальные углы следует отсчитывать привязанными к вершине О (центр Земли) вследствие равномерного движения КА по орбите вокруг Земли и упрощения процедуры интегрирования при вычислении параметра эффективности 0.(п, Н) .

В табл. 5 представлены расчетные параметры секторов движения КА в зоне радиовидимости НСПОИ при двукратном (п = 3) переключении параметров ВРЛ.

Смоделированные параметры эффективности ВРЛ для характерных высот Н = 500, 700, 1000 км работы КА ДЗЗ представлены в табл. 6.

Таблица 5/ Table 5

Параметры секторов движения КА в зоне радиовидимости НСПОИ Parameters of sectors of the movement RSS in zone of radio visibility of GS

№ п/п No. Орбита КА ДЗЗ / Orbit of RSS H, км 500,км 700,км 1000, км

1 Участок BD/ BDsite фвoz 22,0° 25,7° 30,2°

Lbn 2573 км 3067 км 3707 км

2 Участок DF/ DFsite ф doz 14,7° 17,1° 20,1°

Ldn 1761 км 2119 км 2596 км

3 Участок FZ/ FZsite ф foz 7,3° 8,6° 10,1°

Lfn 983 км 1223 км 1564 км

4 Повышение энергоэффективности ВРЛ / Increase of energy efficiency of VHSR Q(n, H) (n= 3) 3,33 3,13 2,89

Таблица 6/Table 6

Повышение энергетической эффективности ВРЛ: H(n. H) Increase of power efficiency of VHSR: Q(n, H)

№ п/п / No. Высота H, км, cекторов переключений: / Height H, km, sectors of switchings: 500 700 1000

1 (n= 1) 1,00 1,00 1,00

2 (n= 2) 2,28 2,21 2,11

3 (n= 3) 3,33 3,13 2,89

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4 (n= 5) 4,66 4,18 3,68

5 (n= 10) 5,91 5,09 4,32

6 (n = 100^<») 7,06 5,91 4,90

чительный количественный эффект в повышении эффективности работы ВРЛ. Оценки произведены для кульминационного витка по отношению к стартовой точке, совпадающей c появлением КА в зоне радиовидимости НСПОИ. В качестве оценки энергетической эффективности ВРЛ выбран параметр H) :

i=n

П(п,Я) =-• У(10(Я,ф)/^(Я,ф))2 = n

¿=1

-

=-д--I 3(ф) (1ф

arccos(R + я) т1

где

3(ф) = (10(Я,ф)/1(Я,ф))2,

1(Я,ф))2 = (R + H)2+R2 -

- - • R • (R + Н) • cos( ф),

а секторальный угол (ф) равняется углам BOD, DOF, FOZ, ... .

В действительности, значения Q(n, H) могут оказаться ниже, если в качестве стартовой точки движения КА выбрать точку с ненулевым углом места (а), ответственную за параметр П(п, Н).

Кроме того, реальные расчеты выполняются с учетом трехмерности траекторий движения КА в околоземном пространстве (см. рис. 1), это приводит к появлению незначительных форм-факторов — поправок порядка единицы.

Заключение

Следует отметить что конкретный расчет энергетической эффективности Q(n, H) , выполненный с реальными параметрами НСПОИ и ВРЛ, позволяет сформировать технологию подготовки данных для передачи информации с КА на НСПОИ.

Расчеты с энергетическими запасами

ЬЕ = 1 ••• 5дБ

между соседними точками переключения режимов работы ВРЛ приводят к возможному количеству переключения режимов работы ВРЛ от 15 до 3 для траекторий КА в окрестности НСПОИ, близкими к зенитному положению кульминационных точек (см. также рис. 2, б).

Список литературы

1. Материалы XVIII научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли». Москва, Зеленоград. (г. Сочи, 12-17 сентября 2022 г.), 2022. 284 с.

2. Кащеев А.А., Гусев С.И. Алгоритм построения зоны радиовидимости наземных приемных станций для высоконадежных космических радиолиний // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2018. № 66. Ч. 1. С. 16-21. https:// doi.org/10.21667/1995-4565-2018-66-4-1-16-21

3. Ерешко М.В., Борисов А.В. Концептуальные сценарии развития наземной космической инфраструктуры приема целевой информации перспективной орбитальной группировки дистанционного зондирования Земли // Космическая техника и технологии. 2021. № 2(33). С. 119-129. https://doi.org/10.33950/spacetech 2308-7625-2021-2-119-129

4. ЕршовА.Н., Березкин В.В., Петров С.В., Почи-валин Д.А. Особенности расчета и проектирования высокоскоростных радиолиний космических аппаратов ДЗЗ // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2018. Т. 5. Вып. 1. С. 52-57. https:// doi.org/10.30894/issn2409-0239.2018.5.1.52.57

5. Digital Video Broadcasting (DVB). Part 1 (DVB-S2). DVB Document A171-1, 2015. 115 p. URL: https:// dvb.org/wp-content/uploads/2019/12/a171-1_s2_guide.pdf (дата обращения: 12.03.2023)

6. Куренков В.И. Основы проектирования космических аппаратов оптико-электронного наблюдения поверхности Земли. Самара: Изд-во Самарского университета, 2020. 461 с.

7. КирилинА.Н., Ахметов Р.Н., Шахматов Е.В., Ткаченко С.И., БаклановА.И., СалминВ.В., Семкин Н.Д., Ткаченко И.С., Горячкин О .В. Опытно-технологический малый космический аппарат «Аист-2Д». Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2017. 324 с.

8. LloydJ.M. Thermal Imaging Systems. Springer New York; NY Publ.; 1975. 455 p. https://doi.org/10.1007/ 978-1-4899-1182-7

9. Ахметов Р.Н., Баранов Д.А., Еремеев В.В., Фалеев О.В. Технологии обработки данных от систем ДЗЗ АО «РКЦ «Прогресс» // Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли: материалы XVI научно-технической конференции. Калуга, Манускрипт, 2019. С. 165-173.

10. Paul G., Wiele J.F., White M.H. Solid State Imaging. Noordhoff-Leyden, 1976. 745 p. URL: https://dvb. org/wp-content/uploads/2019/12/a171-1_s2_guide.pdf (дата обращения: 12.03.2023).

11. Антюфриева Л.А. Разработка и исследование алгоритмов обработки сигналов физического уровня спутниковой системы связи: дис. ... канд. тех. наук. М., МФТИ, 2021. 109 с.

12. ESTI TR 102 376-2 V1.2.1 (2021-01) Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for the second generation system for Broadcasting, Interactive Services, New Gathering and other broadband satellite applications; Part 2: S2 Extensions (DVB-S2X), 2021.

13. ДворковичВ.П., ДворковичА.В. Цифровые информационные системы: теория и практика. М.: Техносфера, 2012. 1008 с.

14. Ткаченко Д.А., БатовЮ.В., Пузько Д.А., Гель-гор А.Л. Оценка эффективности использования цифровой предкоррекции в усилителях мощности спутниковых систем DVB-S2/S2X // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 12. С. 47-57. https://doi.org/10.18127/j00338486-20 2212-04

15. ГельгорА.Л., Ткаченко Д.А., Батов Ю.В., Пузько Д.А. Повышение скорости передачи информации через спутниковые каналы вещания путем применения мультиплексирования сигналов с разделением по уровню мощности // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 11. C. 138-145. https://doi.org/10.18127/j00338486-202111-18

16. Extending DVB-S2. New technology for satellite transmission DVB-S2X. DVB Fact Sheet. Apr. 2018.

References

1. Systems of supervision, monitoring and remote sensing of Earth. Materials XVIII of scientific and

technical conference. Moscow, Zelenograd; 2022. (In Russ.)

2. Kascheev AA, Gusev SI. Construction algorithm for radio visibility zone of Ground Receiving Stations for highly reliable space radio links. Vestnik of Ryazan state radio engineering University. 2018;66(1): 16-21. (In Russ.) https://doi.org/10.21667/1995-4565-2018-66-4-1-16-21

3. Ereshko MV, Borisov AV. Conceptual scenarios for development of ground infrastructure for receiving mission payload data from a perspective earth remote sensing satellite constellation. The Space Engineering and Technology magazine. 2021;2(33):119-129. (In Russ.) https://doi.org/10.33950/spacetech2308-7625-2021-2-119-129

4. Ershov AN, Berezkin VV, Petrov SV, Pochiva-lin DA. Features of Calculation and Designing if HighSpeed Radio Links of Earth Remote Sensing Spacecraft. Rocket-Space Device Engineering and Information Systems. 2018;5(1):52-57. (In Russ.) https://doi.org/10. 30894/issn2409-0239.2018.5.1.52.57

5. Digital Video Broadcasting (DVB). Part 1 (DVB-S2). DVB Document A171-1. 2015:115. Available from: https://dvb.org/wp-content/uploads/2019/12/a171-1_s2_ guide.pdf (accessed: 12.03.2023).

6. Kurenkov VI. Bases of design of spacecrafts of optical-electronic supervision of the Earth's surface. Samara: Samara University Publ.; 2020. (In Russ.)

7. Kirilin AN, Akhmetov RN, Shakhmatov EV, Tka-chenko SI, Baklanov AI, Salmin VV, Semkin ND, Tka-chenko IS, Goryachkin OV. Experienced and technological small Stork-2D spacecraft. Samara: SamNZ RAHN Publ.; 2017. (In Russ.)

8. Lloyd JM. Thermal Imaging Systems. Springer New York: NY Publ.; 1975. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-1182-7

9. Akhmetov RN, Baranov DA, Yeremeyev VV, Faleev OV Technologies of data processing from systems DZZ JSC RKTs "Progress". Systems of supervision, monitoring and remote sensing of Earth. MaterialsXVI of scientific and technical conference. Kaluga: Manuscript, 2019:165-173. (In Russ.)

10. Paul G, Van de Wiele JF, White MH. Solid State Imaging. Noordhoff-Leyden, 1976. Available from: https:// dvb.org/wp-content/uploads/2019/12/a171-1_s2_guide. pdf (accessed: 12.03.2023)

11. Antyufriyeva LA. Development and research of algorithms of processing of signals of physical layer of satellite system of communication. Thesis Cand.Tech.Sci.: Moscow: MFTI; 2021. (In Russ.)

12. ESTI TR 102 376-2 V1.2.1 (2021-01) Digital Video Broadcasting (DVB); Implementation guidelines for the second generation system for Broadcasting, Interactive Services, New Gath-ering and other broadband satellite applications; Part 2: S2 Extensions (DVB-S2X), 2021.

13. Dvorkovich VP, Dvorkovich AV. Digital intelligence systems (Theory and practice). Moscow: Tekhno-sfera Publ.; 2012. (In Russ.)

14. Tkachenko DA, Batov YuV, Puzko DA, Gelgor AL. Estimation of effectiveness for application of digital predistortion in high power amplifiers of DVB-S2/S2X satellite systems. Journal Radioengineering. 2022;86(12):47-57. (In Russ.) https://doi.org/10.18127/ j00338486-202212-04

15. Gelgor AL, Tkachenko DA, Batov YuV, Puzko DA. Application of Layered Division Multiplexing for increasing bitrates of satellite broadcasting channels. Journal Radioengineering. 2021;85(11):138-145. (In Russ.) https://doi.org/10.18127/j00338486-202111-18

16. Extending DVB-S2. New technology for satellite transmission DVB-S2X. DVB Fact Sheet. Apr. 2018.

Сведения об авторах

Алаторцев Кирилл Владимирович, студент факультета аэрокосмических технологий, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет, МФТИ, «Физтех»), Долгопрудный, Российская Федерация; ORCID: 0009-0001-8920-045X; E-mail: alatortsev.kv@mail.ru

Алаторцев Владимир Леонидович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Российская Федерация; ORCID: 0009-0003-6001-1692; E-mail: vova.alatortcev.60@mail.ru

About the authors

Kirill V. Alatortsev, Student of the Faculty of Aerospace Technologies, Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University, MIPT, «Phystech»), Dolgoprudny, Russian Federation; ORCID: 0000-0002-9348-861X; E-mail: alatortsev.kv@mail.ru

Vladimir L. Alatortsev, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Senior Researcher, Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University, MIPT, «Phystech»), Dolgoprudny, Russian Federation; ORCID: 0009-0003-60011692; E-mail: vova.alatortcev.60@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.