Назначение, состав и основные элементы системы спутниковой связи

Система спутниковой связи - это комплекс технических средств, предназначенных для обеспечения передачи информации на большие расстояния.

В состав системы спутниковой связи (КС) входят следующие основные элементы:

- земные станции (ЗС) и центры спутниковой связи, образующие группировку земных средств спутниковой связи;

- космические аппараты (КА), имеющие в своем составе ретрансляторы связи (РС), образующие орбитальную группировку средств спутниковой связи;

- центр управления системой спутниковой связи;

- наземный комплекс управления космическими аппаратами;

- ракетно-космический комплекс.

Земные станции и центры КС предназначены для организации дальней засекреченной телефонной, телеграфной, факсимильной связи, передачи данных и спецсигналов с использованием РС на КА в интересах соответствующих органов управления.

Земные станции КС представляют собой комплекс аппаратуры связи, включающий приемо-передающее оборудование (радиопередающее и радиоприемное устройства), аппаратуру каналообразования, антенно-фидерное устройство с системой наведения на КА и другое оборудование. Земные станции могут образовывать от одного до десятков дуплексных цифровых каналов и обеспечивать одновременную работу со многими корреспондентами. Количество образуемых ЗС каналов и направлений связи определяется ее предназначением.

Центры спутниковой связи представляют собой организационно-технические комплексы, предназначенные для обеспечения связи в высших звеньях управления. Они могут состоять из нескольких типовых ЗС или специально создаваемых комплексов аппаратуры. Центры спутниковой связи по возможностям обеспечения организации направлений и каналов связи, как правило, превосходят земные станции.

Для решения широкого круга задач по управлению войсками создаются различные станции и центры спутниковой связи.

Земные станции и центры спутниковой связи могут быть стационарными и мобильными. Стационарные станции и центры размещаются в специальных технических зданиях (незащищенные) или в подземных сооружениях (защищенные).

Отличительной особенностью мобильных станций КС является возможность их оперативного транспортирования к месту развертывания и автономной работы в полевых условиях или в составе подвижного пункта управления. Основную группу таких станций образуют полевые станции, устанавливаемые на автомобилях, бронеобъектах, перевозимые в контейнерах и носимые. Эти станции имеют автономную систему электропитания и систему жизнеобеспечения. К мобильным станциям относятся и станции из состава подвижных пунктов управления (воздушных, железнодорожных), а также станции, размещаемые на самолетах и кораблях. Мобильные центры КС создаются на базе мобильных станций.

На вооружении находятся десятки типов станций спутниковой связи, а все центры отличаются друг от друга по оперативно-техническому построению, что определяется спецификой решаемых ими задач. Однако, как станции и центры спутниковой связи комплектуются унифицированными комплексами аппаратуры.

В настоящее время для обеспечения КС используются земные средства первого и второго поколений. Средства первого поколения образуют комплекс спутниковой связи "Кристалл», второго - "Ливень" и "Легенда». В комплексе "Кристалл" основными (базовыми) являются узловые станции Р-440-У и оконечные станции Р-440-О, а в комплексе "Ливень»- узловые станции Р-441-У и оконечные станции Р-441-О.

Космические аппараты с РС на борту обеспечивают одновременную работу большого числа ЗС друг с другом. Основную роль при этом играет ретранслятор с комплектом приемных и передающих антенн. Простейший ретранслятор представляет собой приемо-передающее устройство, с помощью которого улавливаемые приемной антенной слабые сигналы ЗС выделяются из шумов в приемном устройстве, переносятся по частоте во избежание возбуждения РС, усиливаются в передающем устройстве и передаются с помощью передающей антенны в направлении Земли. Остальное оборудование КА - это системы электропитания и жизнеобеспечения ретранслятора. На практике применяются и более сложные РС, в которых сигналы ЗС демодулируются и объединяются в общий групповой сигнал, передаваемый на Землю.

В состав системы КС входят несколько КА на геостационарной орбите (ГСО) типа "Грань" и "Глобус-1". Космические аппараты типа "Грань" обеспечивают работу ЗС комплекса "Кристалл", а КА типа "Глобус-1"- ЗС комплексов "Ливень" и "Легенда". Каждый КА обслуживает определенную часть земной поверхности (зону). Зона обслуживания КА определяется положением самого аппарата относительно Земли и используемой антенной. Точки, в которые выводятся данные КА, определены международными соглашениями.

Космические аппараты на ГСО не обеспечивают работу ЗС из высокоширотных районов, поэтому для решения этой проблемы в состав системы КС включены КА типа "Молния-3" на высокоэллиптических орбитах (ВЭО), с которых эти районы хорошо "видны". Космические аппараты на ВЭО совершают один виток вокруг Земли за 12 часов, причем использование его для связи возможно только в течение 6 часов. Поэтому для обеспечения круглосуточной работы необходимы 4 аппарата данного типа, образующие так называемую "четверку". В состав системы могут входить несколько "четверок", что позволяет обеспечить работу большого числа станций. Космические аппараты типа "Молния-3" предназначены для работы земных станций комплекса "Кристалл".

Центр управления спутниковой связи предназначен для управления всеми элементами системы в процессе ее функционирования. Основными задачами центра являются: разработка данных спутниковой связи и доведение их до всех станций системы, контроль за работой системы и передача команд об изменении режимов работы ее элементов, взаимодействие с наземным комплексом управления космическими аппаратами.

Наземный комплекс управления (НКУ) предназначен для управления КА, выведенными на орбиту, в течение всего их жизненного цикла. Управление КА включает в себя управление системами обеспечения КА и управление режимами работы РС, входящего в его состав. В состав НКУ входят сеть наземных научно-измерительных пунктов и центральный пункт управления. Сеть научно-измерительных пунктов, в состав которой входят отдельные научно-измерительные пункты, расположенные в различных точках, обеспечивает сбор информации о траектории полета и техническом состоянии каждого КА и при необходимости - коррекцию траектории полета и изменение отдельных ее параметров. Центральный пункт управления осуществляет координацию работы НКУ. Результаты траекторных измерений и контроля технического состояния КА от научно-измерительных пунктов через центральный пункт управления передаются в центр управления системой КС, где эти данные используются при планировании спутниковой связи. По запросам центра управления системой КС через центральный пункт управления на сеть наземных научно-измерительных пунктов выдаются команды на изменение режимов работы ретрансляторов, установленных на КА.

Ракетно-космический комплекс предназначен для выведения космических аппаратов на орбиту. В состав ракетно-космического комплекса входят: стартовые площадки, ракеты-носители и центр управления. Для вывода космических аппаратов на ВЭО и ГСО могут использоваться различные стартовые площадки и ракеты-носители. Тип ракеты-носителя также определяется массогабаритными характеристиками выводимого на орбиту КА. Центр управления ракетно-космического комплекса обеспечивает управление запуском и выведением космического аппарата на орбиту.