Системы подвижной спутниковой связи на основе низкоорбитальных ИСЗ

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РФ

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

КАФЕДРА СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ

ДОКЛАД

ПО ТЕМЕ:

“Сравнение и выбор оптимальной системы определения местоположения подвижных объектов для использования на территории России.”

    МОСКВА

    1996

Для рецензии

Оглавление

            .....................................................................................................................стр.

Введение.......................................................................................................3

1 Основные требования, предъявляемые к системам слежения

    за подвижными объектами.....................................................................5

2 Описание существующих и планируемых отечественных

     и зарубежных систем, представляющих возможность

     слежения за местоположением подвижных объектов.........................6

2.1 Международная система спутниковой связи “ИНМАРСАТ”..........6

2.2 Международная спутниковая система “КОСПАС-САРСАТ”.........8

2.3 Спутниковая система “КУРС”............................................................11

2.4 спутниковая система “ГОНЕЦ”..........................................................13

3 Обоснование выбора системы................................................................14

4 Описание системы “ОРБКОММ” и ее технические характеристики..17

4.1 Назначение системы.............................................................................17

4.2 Принцип работы...................................................................................17

4.3 Форматы передаваемых сообщений....................................................18

4.4 Взаимодействие с другими сетями.......................................................19

4.5 Зоны обслуживания и время доставки сообщений.............................19

Заключение...................................................................................................21

Литература...................................................................................................22

Введение

В настоящее время у многих ведомств и организаций возникает необходимость оперативного слежения за местоположением и состоянием подвижных объектов, а также передачи на них оперативной информации.

Практически все заинтересованные диспетчерские службы в настоящее время имеют в своем распоряжении те или иные технические средства, позволяющие осуществлять контроль/слежение за передвижением своих объектов. Однако существующие средства не являются совершенными, обладают малой степенью автоматизации и имеют малую достоверность.

В последние годы настоятельно ставится задача о внедрении новых надежных технических средств, которые позволили бы осуществлять автоматизированный сбор диспетчерской информации с подвижных объектов, а также передавать информацию на объекты. Технически эта задача может быть выполнена целым рядом средств, как традиционных, так и спутниковых. На практике, однако, ни одна из возможных систем так и не была реализована на территории России.

Создание такой системы позволит обеспечить автоматизированный сбор информации о дислокации подвижных объектов, обслуживаемых в рамках данной системы вне зависимости от их местоположения на Земном шаре, т.е. в глобальном режиме. При этом средства системы будут автоматически вычислять географические координаты местоположения объектов и направлять их в соответствующие диспетчерские пункты пользователей. Информация может быть также запрошена с объекта по инициативе диспетчера из диспетчерского пункта и имеется возможность передать на объект необходимую информацию.

Средства системы позволяют не только решать коммерческие цели управления, но и обеспечат повышение безопасности движения объектов и будут способствовать охране человеческой жизни. Данные о дислокации аварийных объектов могут быть переданы в соответствующие поисково-спасательные службы.

Изучения, проведенные в России показали, что имеются следующие основные категории потенциальных пользователей, заинтересованные в получении оперативной информации с подвижных и стационарных объектов:

1. Администрации, эксплуатирующие морские и речные суда.

2. Организации, эксплуатирующие подвижной железнодорожный состав и специальные средства.

3. Организации, эксплуатирующие подвижные автомобильные объекты.

4. Научные организации, проводящие с помощью подвижных технических средств изучение мирового океана и воздушного пространства.

5. Организации, эксплуатирующие магистральные трубопроводы и иные удаленные объекты.

6. Предприятия топливно-энергетического комплекса.

7. Администрации, осуществляющие контроль за состоянием окружающей Среды.

8. Сельскохозяйственные предприятия.

9. Коммерческие структуры.

Анализ требований потенциальных пользователей к системам сбора оперативной информации позволил выявить следующее:

1. Необходимость автоматического определения географического местоположения объекта, не требующего вмешательства оператора в работу оконечного устройства. При этом требования к точности определения местоположения варьируются от нескольких метров до десятков километров. Некоторые категории объектов движутся по строго определенным маршрутам (поезда, автомобили), в то время, как другие имеют большую свободу перемещений (суда, научные буи и т.д.).

2. Требования к оперативности доставки информации от оконечного устройства до пункта сбора данных пользователя изменяются от нескольких минут до нескольких часов.

3. Количество определений - от нескольких раз в месяц до нескольких раз в час.

4. Возможность передачи дополнительной информации с подвижного объекта и на объект. При этом выявлен достаточно широкий диапазон информации, подлежащей передачи.

5. Наличие простых и недорогостоящих оконечных устройств пользователей, которые при необходимости могли бы работать от автономных источников питания.

В использовании системы слежения за местоположением подвижных объектов проявили заинтересованность ряд ведомств и организаций (МВД, МПС и др.).

1. Основные требования к системе слежения за подвижными объектами.

Система должна обеспечивать возможность слежения за передвижением ценных грузов, легкового автотранспорта и других подвижных объектов в реальном масштабе времени с точностью определения местоположения до 50-400 метров, а также получения от объектов аварийной информации.

В состав системы должны входить главный и региональные диспетчерские центры, в которые информация от объектов должна поступать одновременно.

Должна быть предусмотрена возможность запросов о местоположении и состоянии объектов из диспетчерских центров, а также передача на них информации.

Тип передаваемой информации - цифровой.

Терминалы, устанавливаемые на подвижные объекты, должны быть устойчивы к вибрационным воздействиям, иметь малые габариты, вес (не более 1 - 1,5 кг.) и энергопотребление. Электропитание должно осуществляться от автономного источника.

Необходимо предусмотреть возможность автоматического срабатывания терминалов в аварийных ситуациях.

Терминалы должны обеспечивать бесперебойную работу в диапазоне температур от -50 до +50 °С при влажности воздуха при 30 °С - 99%.

Антенны терминалов должны иметь малые габариты и обеспечивать бесперебойную связь при скорости ветра до 30 м/сек.

2. Описание существующих и планируемых отечественных и зарубежных систем, предоставляющих возможность слежения за местоположением подвижных объектов

2.1 Международная система спутниковой связи “Инмарсат”

В 1982 году началась эксплуатация Международной системы спутниковой связи (ИНМАРСАТ). Для эксплуатации и развития этой системы была создана новая международная организация со штаб квартирой в Лондоне. Сейчас эта организация объединяет 75 государств.

Система “Инмарсат” включает в себя следующие основные комплексы:

- космический сегмент;

- сеть Земных станций;

- Координационные центры системы;

- парк станций, устанавливаемых на подвижных объектах.

Работа системы осуществляется в диапазонах частот, выделенных Всемирной административной радиоконференцией для подвижных служб. Для подвижных объектов используется диапазон 1,5/1,6 ГГц., а для фидерных линий земных станций - 4/6 ГГц. Система “Инмарсат” обслуживает все существующие подвижные службы, включая морскую, авиационную и сухопутную и позволяет осуществлять двустороннюю связь в телефонном и телеграфном режимах. При этом, с помощью системы сигнализации, вхождение в связь осуществляется в полностью автоматизированном режиме. Любая станция, установленная на подвижном объекте, может в автоматическом режиме осуществлять выход на любого абонента телексной или телефонной сетей, независимо от страны и континента. Качество каналов связи удовлетворяет соответствующим рекомендациям МСЭ.

Космический сегмент, системы на данном этапе, включает в себя 8 спутников - ретрансляторов (4 основных и 4 резервных), расположенных на геостационарной орбите. Сеть “Инмарсат”, организованная в 4 океанских регионах, покрывает практически всю поверхность Земного шара, за исключением приполярных районов.

Радиокомплекс КА состоит ретрансляторов, осуществляющих прием, усиление и перенос сигналов (без какой-либо обработки) в следующих диапазонах:

1,6 ГГц - 4 ГГц (линия “подвижное средство-КА-Земля”);

 6 ГГц - 1,5 ГГц (линия “Земля-КА-подвижный объект”);

Диаграмма направленности антенных систем, как правило, оптимизированна для облучения поверхности Земного шара.

Пропускная способность в каждом океанском регионе определяется параметрами конкретного КА, выполняющего роль эксплуатационного (от 75 до 200 эквивалентных телефонных каналов).

Для работы в рамках системы “Инмарсат” подвижные объекты оснащаются оконечным терминальным оборудованием. Такое оборудование должно удовлетворять определенным технико-эксплуатационным требованиям “Инмарсат”а, известным как Стандарты.

Станция Стандарта-А практически является терминальным устройством международной телефонной и телексной связи. Протоколы работы обеспечивают автоматическое соединение с любым абонентом этих сетей. Станции Стандарта-А имеют добротность -4 дБ/К, ЭИИМ в пределах 36 дБВт. Работа станции обеспечивается с помощью направленной и стабилизированной параболической антенны диаметром 80-120 см. Станция управляется микропроцессорами и  являются полностью автоматизированной и обеспечивает связь в телефонном и телеграфном режимах.

Одобрение станций Стандарта-А “Инмарсат”ом уже прекращено вследствие неэффективности использованием этим оборудованием выделенного частотного диапазона и мощности ИСЗ.

В настоящее время в системе “Инмарсат” внедряются новые классы аппаратуры, получившие следующие названия:

Станции Стандарта-С представляют собой малогабаритные станции с ненаправленной антенной с добротностью -23 дБ/К, ЭИИМ - 12 дБВт. Антенные системы имеют либо ненаправленную либо слабонаправленную диаграммы направленности и обладают небольшими физическими габаритами. Передача информационных и сигнальных сообщений осуществляется в пакетной форме.

Спутниковая приемо-передающая станция Стандарта-С, оборудованная встроенным приемником GPS (Global Positioning System) для определения местоположения подвижного объекта, позволяет автоматически передавать навигационные данные объекта в диспетчерские центры. Погрешность в определении местоположения составляет десятки метров. Связь осуществляется при любых погодных условиях и атмосферных явлениях по запросу с диспетчерского центра, либо автоматически, в заданные диспетчером интервалы времени.

В настоящее время в данной системе эксплуатируются комплексы, базирующиеся на использовании типового персонального компьютера. Данный комплекс позволяет отображать движение транспортных средств по территории России на экране монитора с помощью электронных карт и осуществлять с объектами двустороннюю связь в режиме низкоскоростной передачи данных (600 бит/сек). На электронные карты пользователь может наносить необходимую ему информацию самостоятельно как в виде пометок на карте, так и при помощи прикладных баз данных.

Страницы: 1, 2, 3