Методика построения линии пересечения земной поверхности с конической поверхностью

 

 

 

 Бакытжанкызы Айжан, Сагынбеков Айдос

 

Кызылординский государственный институт имени Коркыт ата,

Республика Казахстан

 

 

 

Одним из важных характеристик ИСЗ является заявочная характеристика антенны ЗХА – набор замкнутых контуров, соответствующих постоянному усилению передающей антенны ИСЗ, изображённых на географической карте. Следует отметить, что в большинстве случаев нестабильность положения ИСЗ на орбите или нестабильность ориентации ИСЗ не учитывается. Следовательно, для построения ЗХА нужно решить геометрическую задачу: построить на поверхности Земли линию пересечения этой поверхности с поверхностью конуса, соответствующего постоянному усилению передающей антенны ИСЗ (рисунок 1). Такая коническая поверхность характеризуется определённым ослаблением в децибелах относительно максимального усиления при пересечении её с плоскостью, перпендикулярной оси луча антенны, образует окружность, эллипс, иногда и сложную фигуру, сформированную для создания зоны покрытия специальной формы. Пересечение конической поверхности с поверхностью земного шара имеет более сложную форму.

Если выбрать контур ЗХА с некоторым ослаблением Δ1 , при котором как раз обеспечивается необходимое качество приёма на ЗС данной системы, то это и будет зона покрытия системы, но приближённая, поскольку при этом не учтены такие факторы как: нестабильность положения ИСЗ и ориентации его антенны, а также зависимость затухания сигнала от угла прихода луча на Землю, от метеоусловий, не учтено также влияние линии Земля- Космос. Очевидно, что ЗХА, построенная при некотором ослаблении Δ1, всегда несколько больше истинной зоны покрытия.    

Рисунок 1. Диаграмма, иллюстрирующая построение ЗХА.

Простой и наглядный метод построения ЗХА – графический. Однако следует учесть, что метод является приближённым. Граический метод основан на применении специальных карт, изображающих поверхность Земли так, как она видна с геостационарного ИСЗ. Такая картографическая проекция, часто именуемая спутниковой, относится к категории азимутальных поперечных проекций (точки земной поверхности проектируются на плоскость, перпендикулярную плоскости экватора). Начало координат в этой системе совмещено с конкретной точкой S расположения ИСЗ (рисунок 2); О – центр Земли; P – северный полюс Земли. Положение некоторой точки N земной поверхности в этой системе координат полностью определяется линейными координатами проекции точки N из точки S на указанную плоскость.

Рисунок 2. Система координат, связанная со спутником (угловая спутниковая проекция).

Для составления карты можно также использовать непосредственно угловые значения β1 и  β2,  где β1  =  <OSA  (расположен в плоскости экватора),  β2 = <NSA (в плоскости, перпендикулярной плоскости экватора), NA – перпендикуляр к плоскости экватора, опущенный из точки N. Углы  β1и β2 определяются по формулам:

 

             ;          ,

 

где l – длина линии SA;  - географическая широта N;  - разность долгот точки N и подспутниковой точки ИСЗ; R – радиус Земли (ОN), r – радиус геостационарной орбиты; d – наклонная дальность для точки N (длина линии SN). Данная проекцию с координатами β1 и β2 называется угловой спутниковой проекцией в отличии от спутниковой азимутальной поперечной. Различие между угловой спутниковой проекцией и проекцией спутниковой азимутальной поперечной невелико и определяется разницей значений tg β и β при малых углах β1и β2, характерных для геостационарных ИСЗ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных литератур

 

1. Чернявский Г.М., Бартенев В.А. «Орбиты спутников связи».

2. «Основы технического проектирования  систем связи через ИСЗ» / Под ред. А.Д. Фортушенко, Г.В, Аскинази, В.Л. Быкова.

3. Кантор Л.Я. Тимофеев В.В.  «Спутники связи и проблемы ГСО»