Основные закономерности космической связи

Перспективы развития наземных радиотехнических систем

Классификация наземных радиотехнических систем

По дальности действиярадиотехнические системы делятся на несколько типов:
системы дальней навигации (свыше 1000 км);

системы ближней навигации (до 1000 км);

системы посадки самолетов.

По характеру измеряемых величин радиотехнические системы делятся на следующие группы;

1) угломерные;

2) дальномерные;

3) угломерно-дальномерные;

4) разностно-дальномерные (гиперболические).

Угломерными называются такие радиотехнические системы, которые позволяют определять направление от самолета на РНТ или от РНТ на самолет. В настоящее время в авиации применя­ются следующие типы угломерных радиотехнических систем:

1) наземные радиопеленгаторы, работающие совместно с само­летными радиостанциями;

2) самолетные радиокомпасы, работающие совместно с пере­дающими приводными или радиовещательными станциями;

3) наземные радиомаяки, сигналы которых принимаются на са­молете с помощью радиоприемного устройства.

Для всех угломерных систем общим является то, что они дают возможность определять угловые величины — пеленг самолета или пеленг РНТ. Линия пеленга является линией положения самолета, т. е. гео­метрическим местом точек вероятного местонахождения самолета, определяемым постоянством измеренной величины. Современные угломерные радиотехнические системы позволяют измерять направ­ления с точностью 1—3°. Такая точность достаточна для реше­ния большинства задач самолетовождения.
Дальномерными называются такие радиотехнические системы, которые позволяют определять расстояние (дальность) от само­лета до РНТ или от РНТ до самолета. При использовании дальномерных радиотехнических систем линией положения самолета является дуга окружности, проведенная радиусом, равным даль­ности. Центр ее расположен в точке установки наземной станции.

Угломерно-дальномерными, или смешанными, называются си­стемы, позволяющие одновременно измерять направление и даль­ность. К угломерно-дальномерным системам относятся наземные и самолетные радиолокаторы, системы ближней навигации.

Гиперболические системы называются так потому, что линия положения, определяемая при помощи этой системы, является гиперболой.

В настоящее время трудно представить область науки и техники, где не использовались бы достижения радиотехники. Уже прочно вошло в быт не только звуковое и телевизионное вещание, но и сотовая телефония, космическая телефония, персональные средства связи, пейджинговая связь, компьютерная радиоэлектроника, управление бытовыми приборами, управление наземными, морскими, воздушными транспортными средствами и др. Идет бурное развитие телеметрических систем, радиолокационных систем наземного, базирования и систем связи с освоением новых радиочастотных диапазонов. Интенсивно ведутся работы по созданию техники связи в микроволновом диапазоне частот.

С развитием цифровой техники актуальность использования радиотехнических и радиоэлектронных устройств и систем не только не уменьшается, а увеличивается. К таким системам можно отнести системы цифрового звукового и телевизионного вещания. Уже сейчас решаются вопросы по массовому внедрению цифрового телевизионного вещания. Развитие высоких технологий привело к возникновению микро- и наноэлектронной базы.

Достаточно отметить, что современное воздушное судно имеет на своем борту более сотни различных радиоэлектронных средств навигации, локации, сопровождения и обеспечения связи на протяжении всего времени полета. Существующие спутниковые системы обеспечивают навигацию и сопровождение не только межконтинентальных лайнеров, но даже индивидуальных транспортных средств, личных автомобилей и самолетов. Возможность использования последних достижений радиотехники стало доступно и рядовым индивидуальным потребителям.

9.Перспективы развития систем пеленгации и навигации.

В последние годы наблюдается стремительный рост мирового рынка навигационных устройств. По различным оценкам, его объем превышает 15 млрд. долларов США в год. Согласно данным компании Canalys мировые поставки GPS- навигаторов во II квартале 2009 г. составили около 8,5 млн. штук, в то время как доля смартфонов со встроенными GPS-приемниками не превышает 6%.

Навигационные системы применяются для решения прикладных задач в авиации, на морском транспорте, в геодезии и картографии, позиционирование наземного транспорта, включая личные автомобили. Многие путешественники уже не представляют свои походы без устройств навигации. Службы такси в мегаполисах также остро нуждаются в таких устройствах.

На сегодняшний день в мире сосуществуют несколько глобальных навигационных систем, среди которых: американская GPS, российская ГЛОНАСС, европейская Galileo. В некоторых странах применяются свои навигационные разработки, но они не являются глобальными и доступ к ним ограничен. К примеру, в Китае действует спутниковая система Beidou, в составе которой 4 спутника на орбите. Но сможет ли она стать глобальной, или останется региональной с зоной видимости Китая и сопредельных государств пока сказать трудно.

В системе GPS (официальное американское название NAVSTAR) группировка из 24 спутников была достигнута в 1994 году. Сейчас на орбите 29 спутников, и планируется увеличение их числа до 48. Первоначально система GPS предназначалась для военных целей, но уже в 80-х годах была открыта для гражданского использования.

В свою очередь, Европейский союз в 2003 году принял решение о создании европейской спутниковой системы Galileo. Инвестиции в этот проект, включающие необходимую наземную инфраструктуру составляют 3 млрд. евро. К 2012 году планируется запустить на орбиту 30 спутников. В настоящее время система состоит только из одного спутника Giove-A, а ряд проблем, связанных с финансированием, вообще ставит под угрозу запуск следующих спутников.

История российской навигационной системы ГЛОНАСС началась в 1982 году, когда в Советском Союзе первый спутник «Глонасс» был выведен на орбиту. Полное развертывание орбитальной структуры (24 спутника) было достигнуто в 1995 году, однако недостаток финансирования привел к значительному уменьшению количества спутников. Частичное восстановление группировки планируется к концу 2010 года. В настоящее время в системе находится 17 аппаратов, из которых 11 работают, один временно выведен на техобслуживание, один ожидает ввода в систему и четыре - вывода из нее. Именно из-за неполной орбитальной группировки маловероятно распространение навигаторов, работающих только по сигналам ГЛОНАСС. В настоящее время в России используются GPS-навигаторы и ГЛОНАСС/GPS навигаторы, работающие с сигналами двух спутниковых систем. При этом возможность приобрести навигаторы ГЛОНАСС сегодня имеют лишь государственные потребители и большие компании, а для частных лиц существуют лишь опытные образцы.

Основной проблемой при организации массового применения системы ГЛОНАСС является производство конкурентоспособных навигаторов. Главным сдерживающим фактором развития рынка пользовательских ГЛОНАСС навигаторов является высокая стоимость устройств. Первый приемники ГЛОНАСС/GPS для частного использования появились в продаже в 2008. Сегодня средняя стоимость приемников ГЛОНАСС/GPS для частного использования составляют порядка $500, а GPS-приемник стоит $200-600. Между тем, рядовому пользователю непринципиально, использование ГЛОНАСС или GPS-устройств. Главное, чтобы цена соответствовала качеству. Справедливости ради стоит отметить, что использование двух навигационных систем позволяет значительно повысить точность определения координат.

Ниже приведены основные различия систем спутниковой навигации NAVSTAR (GSM) и ГЛОНАСС:

- для системы ГЛОНАСС характерен повтор орбит спутниками каждые 8 дней. Поскольку каждый план состоит из 8 спутников, каждый из них занимает место предыдущего через несколько дней. GPS такой принцип не использует.

- хотя с 1 мая 2000 года сигналами GPS могут пользоваться все желающие, возможное частичное кодирование, глушение или изменение сигнала в определенном месте, например, в зоне войны во имя военных целей, не позволяет использовать систему в полной мере, поэтому европейцы разрабатывают свою собственную систему позиционирования GALILEО, а Россия имеет свою собственную систему GLONASS.

- система Galileo предназначена только для гражданского использования, в отличие от системы GPS, которая принадлежит военным США, и они оставляют за собой право частично загрублять сигнал или вовсе его отключать.

При этом главным преимуществом российской системы ГЛОНАСС является использование частотного разделения каналов (FDMA) т.е. спутники работают на разных частотах. Главное достоинство FDMA – лучшая помехозащищенность сигнала. Спутники GPS и Galileo при этом работают на одинаковой частоте с кодовым разделением каналов (CDMA). Таким образом, чтобы заглушить сигналы со спутников GPS понадобится одна частота, а со спутников ГЛОНАСС придется подбирать частоты к каждому спутнику, что более проблематично.

Таким образом, использование навигаторов типа ГЛОНАСС/GPS, работающих с сигналами сразу двух спутниковых систем, является наиболее перспективным направлением развития современных навигационных систем.

Слово космос является синонимом слова Вселенная. Часто космос разделяют несколько условно на ближний, который возможно исследовать в настоящее время при помощи искусственных спутников Земли, космических аппаратов, межпланетных станций и других средств, и дальний - все остальное, несоизмеримо большее. По сути дела, под ближним космосом понимается Солнечная система, а под дальним - необъятные просторы звезд и галактик.

Буквальный смысл слова «космонавтика», представляющего собой сочетание двух греческих слов - «плавание во Вселенной». В обычном употреблении это слово означает совокупность различных отраслей науки и техники, обеспечивающих исследование и освоение космического пространства и небесных тел с помощью космических летательных аппаратов - искусственных спутников, автоматических станций различного назначения, пилотируемых космических кораблей.

Космонавтика, или, как ее иногда называют, астронавтика, объединяет в себе полеты в космическое пространство, совокупность отраслей науки и техники, служащих для исследования и использования космического пространства в интересах нужд человечества с использованием различных космических средств. Началом космической эры человечества считается 4 октября 1957 г. - дата, когда в Советском Союзе был запущен первый искусственный спутник Земли.

Теория космических полетов, представлявших давнюю мечту человечества, превратилась в науку в результате основополагающих трудов великого русского ученого Константина Эдуардовича Циолковского. Им были изучены основные принципы баллистики ракет, предложена схема жидкостного ракетного двигателя, установлены закономерности, определяющие реактивную силу двигателя. Так же были предложены схемы космических кораблей и даны широко вошедшие сейчас в практику принципы конструирования ракет. В течение продолжительного времени, до того момента, когда идеи, формулы и чертежи энтузиастов и ученых стали в конструкторских бюро и в цехах заводов превращаться в объекты, изготовленные «в металле», теоретический фундамент космонавтики покоился на трех китах: 1) теории движения космических аппаратов; 2) ракетной технике; 3) совокупности астрономических знаний о Вселенной. Впоследствии в недрах космонавтики зародился широкий цикл новых научно-технических дисциплин, таких, как теория систем управления космическими объектами, космическая навигация, теория космических систем связи и передачи информации, космическая биология и медицина и т. д. Сейчас, когда нам трудно представить себе космонавтику без этих дисциплин, полезно вспомнить о том, что теоретические основы космонавтики закладывались К. Э. Циолковским в то время, когда производились лишь первые опыты над использованием радиоволн и радио не могло считаться средством связи в космосе.

Дата добавления: 2015-05-08