100 лет радио - Мигулина В.В.
ISBN 5-256-01228-2
Скачать (прямая ссылка):
Помимо перечисленных трех космических систем, находящихся в постоянной эксплутации, сбор данных в интересах прежде всего наук о Земле осуществлялся экспериментальными космиче-
8 Злк 844
226
В. И. Рогальский, Н. И. Несвит
скими системами, к числу которых следует отнести ИСЗ "Алмаз-1". На нем был установлен радиолокатор бокового обзора с синтезированной аппаратурой, позволяющей получать изображение Земли с разрешением до 15 м и захватом 100 км. Постоянной космической лабораторией служит пилотируемый орбитальный комплекс "Мир" вместе с отдельными модулями различного назначения.
Рассмотрим особенности радиообеспечения космических систем сбора данных о Земле. На борту ИСЗ "Метеор", "Океан-01", "Ресурс-01" устанавливаются высокоинформативные датчики космического базирования (ДКБ). Системы передачи этой информации на Землю используют радиолинии, работающие в дециметровом и сантиметровом диапазонах частот. Для метеорологической информации выделен диапазон 1,7 ГГц, для природно-ресурсной — 8,2 ГГц. Требуемая скорость передачи информации определяется составом ДКБ, в который входят телевизионные системы, радиолокаторы бокового обзора, радиометры, спектрометры и т.п.
От системы передачи информации с ИСЗ "Ресурс-01" требуется высокая скорость передачи, так как ее ДКБ имеют высокое разрешение в трех спектральных каналах видимого диапазона. В этом случае суммарный поток данных только от одного датчика высокого разрешения равен 6 Мбит/с. В перспективе планируется разработка ДКБ с разрешением 10 м при полосе обзора 100 км с пятью спектральными каналами. Скорость передачи информации возрастает до 80 Мбит/с Подобные требования к радиолиниям систем передачи информации появляются и при использовании в качестве ДКБ многочастотных радиолокаторов бокового обзора с синтезированной апертурой разрешением 10 м и полосе обзора 100 км. Разработка радиолиний со скоростями передачи информаци 100 Мбит/с и выше привела к необходимости решения следующих технических проблем:
создания бортовых антенн с диаграммой специальной формы для максимизации эквивалентной изотропной излучаемой мощности (ЭИИМ) при углах связи 65 относительно надира;
использования методов модуляции и уплотнения, позволяющих минимизировать занимаемую сигналом полосу частот;
построения бортовой и наземной аппаратуры на техническом и технологическом уровне, минимизирующем потери при обработке высокоскоростных цифровых сигналов;
создания методов сжатия объема сообщений, позволяющих снижать скорости передачи и объемы данных, запоминаемые на борту и на Земле;
разработки высокоскоростных бортовых ЗУ большой емкости.
Большую техническую проблему представляет реализация в бортовой аппаратуре мультиплексирования данных при высоких скоростях входящих потоков, имеющих некратную строчную струк-
Радиообеспвчение космических программ
227
Рис. 1. Сеть наземных станций, участвовавших в проекте ВЕГА, и диаметр их антенн: 1. Евпатория, 70 м; 2. Уссурийск, 70 м; 3. Голдстоун, 64 м; 4. Мадрид, 64 м; 5. Канберра, 64 м; 6. Атибая, 14 м; 7. Аресибо, 305 м; 8. Айова, 18 м; 9. Бонн, 100 м; 10. Джодрелл-Бэнк, 76 м; 11. Медвежьи озера, 64 м; 12. Онсала, 26 м; 13. Оуэнс-Велли, 40 м; 14. Пенктикон, 26 м; 15. Пущино, 22 м; 16. Симеиз, 22 м; 17. Улан-Уде, 25 м; 18. Форт-Девис, 26 м; 19. Харт Рао, 26 м; 20. Хайстак, 37 м
туру, а также стандартизация интерфейсов между ДКБ и системой уплотнения.
В качестве примера приведем технические характеристики системы передачи информации системы "Ресурс-01" второго поколения (рис. 1).
Бортовой информационный комплекс (БИК) состоит из двух многоспектральных сканеров: трехканального сканера высокого разрешения (МСУ-Э) и пятиканального сканера среднего разрешения (МСУ-СК). Система сбора, уплотнения и хранения представляет собой мультиплексоры низкого уровня, рассчитанные на временное уплотнение сигналов до выходной скорости 960 кбит/с, и мультиплексоры высокого уровня, уплотняющие сигналы до выходной скорости 15,36 Мбит/с. В систему входит бортовое магнитное ЗУ, обеспечивающее запись уплотненного потока со скоростью 15,36 Мбит/с в течение 6 мин. Для уменьшения полосы частот, занимаемой сигналом в эфире, применено фазовое уплотнение потоков путем четырехфазовой манипуляции несущей частоты двумя цифровыми потоками. Ошибка установки фазы вектора сигнала в каждое из четырех положений не превышает 3 .
Наземные станции приема включают полноповоротную антенну типа ТНА-57Р с диаметром зеркала 12 м, когорая в режиме
8*
228
В. И. Рогальский, Н. Н. Несвит
автосоировождения следит за ИСЗ. Аппаратура выносного (за пределы города) пункта приема объединяет малошумящий усилитель, квадратурный демодулятор, устройство символьной синхронизации и магнитный регистратор высокой плотности типа КУМР. В процессе приема и регистрации обеспечивается визуальный экспресс-анализ качества принимаемой информации (облачность, помехи). Для визуального просмотра в темпе приема используется дисплейная станция типа "Спектр-ДК-01". Как правило наземная станция приема находится вне города, а центр обработки и хранения данных — в его пределах. Для передачи информации от выносного терминала в центр используется широкополосная РРЛ.
