RU2360848C1 - Multi-purpose space system - Google Patents
Multi-purpose space system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360848C1 RU2360848C1 RU2008102391/11A RU2008102391A RU2360848C1 RU 2360848 C1 RU2360848 C1 RU 2360848C1 RU 2008102391/11 A RU2008102391/11 A RU 2008102391/11A RU 2008102391 A RU2008102391 A RU 2008102391A RU 2360848 C1 RU2360848 C1 RU 2360848C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spacecraft
- complex
- data
- receiving
- ground
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 86
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 14
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 13
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000013439 planning Methods 0.000 claims description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000005413 snowmelt Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000005441 aurora Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
- 238000013316 zoning Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к многоцелевым космическим системам для осуществления задач связи и мониторинга, содержащим группировки космических аппаратов (КА), выведенных на разновысотные орбиты.The invention relates to multi-purpose space systems for the implementation of communication and monitoring tasks, containing a group of spacecraft (SC), launched at different altitude orbits.
Известна многоцелевая космическая система указанного назначения по патенту Российской Федерации №2169433 (опубл. 20.06.2001 [1]). Космический сегмент этой системы включает три группировки КА. Первые две группировки включают по 24 КА на орбитах с высотой порядка 10000 км, а третья группировка - 8-12 КА на орбите с высотой 600 км. Наземный сегмент системы содержит 12-14 координирующих станций, а также парк подвижных и стационарных абонентских станций.Known multi-purpose space system for the indicated purpose according to the patent of the Russian Federation No. 2149433 (publ. 06/20/2001 [1]). The space segment of this system includes three spacecraft groups. The first two groups include 24 spacecraft in orbits with an altitude of about 10,000 km, and the third group includes 8-12 spacecraft in orbit with an altitude of 600 km. The ground segment of the system contains 12-14 coordinating stations, as well as a fleet of mobile and stationary subscriber stations.
Данная система имеет высокую сложность как космического, так и наземного сегментов. При этом система организована таким образом, что передача информации в ней осуществляется через несколько КА и наземных станций, что увеличивает время прохождения сигналов и ухудшает их качество.This system has a high complexity of both space and ground segments. Moreover, the system is organized in such a way that information is transmitted through it through several spacecraft and ground stations, which increases the transmission time of the signals and degrades their quality.
Известна также космическая система по патенту Российской Федерации №2302695 (опубл. 02.06.2005 [2]), включающая три группировки КА, одна из которых расположена на геостационарной орбите, другая - на низковысотной орбите, и третья - на средневысотной орбите. Кроме того, система содержит, по меньшей мере, один наземный пункт управления. При этом, как минимум, один КА, расположенный на геостационарной орбите, посредством линии связи соединен с наземным пунктом управления, КА, выведенные на геостационарную орбиту, соединены друг с другом высокоскоростными линиями связи и предназначены для ретрансляции управляющих сигналов с наземного пункта управления на КА, расположенные на средне- и низковысотных орбитах, с которыми они имеют возможность соединения посредством линий связи, и ретрансляции информационных сигналов, полученных от КА средне- и низковысотных орбит на наземный пункт управления. Каждый из КА, расположенных на низковысотной орбите, имеет возможность связи, как минимум, с одним из КА, расположенных на средневысотной орбите, а каждый из КА, расположенных на данной орбите, - с одним из КА, находящихся на геостационарной орбите. Система рассчитана на глобальный охват и может обслуживать регионы любого размера, в том числе обширные географические регионы, включающие расположенную на суше территорию с прилегающими к ней морской и океанской акваториями.Also known is the space system according to the patent of the Russian Federation No. 2302695 (published on 02.06.2005 [2]), which includes three spacecraft constellations, one of which is located in a geostationary orbit, the other in a low altitude orbit, and the third in a medium altitude orbit. In addition, the system comprises at least one ground control station. At the same time, at least one spacecraft located in a geostationary orbit is connected via a communication line to a ground control point, spacecraft launched into a geostationary orbit are connected to each other by high-speed communication lines and are designed to relay control signals from a ground control point to a spacecraft, located in medium and low altitude orbits, with which they can connect via communication lines, and relay information signals received from spacecraft of medium and low altitude orbits to the ground th control point. Each of the spacecraft located in the low altitude orbit has the ability to communicate with at least one of the spacecraft located in the medium altitude orbit, and each of the spacecraft located in this orbit with one of the spacecraft in the geostationary orbit. The system is designed for global coverage and can serve regions of any size, including vast geographical regions, including land-based territory with adjacent marine and oceanic areas.
Благодаря описанной организации данной системы передача и прием сигналов в ней могут быть обеспечены практически в режиме реального времени с более высокими качеством и достоверностью.Thanks to the described organization of this system, the transmission and reception of signals in it can be provided in almost real time with higher quality and reliability.
Однако принцип организации этой системы, ориентированной на глобальный масштаб ее использования, остается сложным и не позволяет уменьшить количество КА при обслуживании обширных регионов неглобального масштаба. Сложность системы обусловлена также трехъярусным ее построением с наличием горизонтальных связей между КА геостационарной орбиты и вертикальных связей между КА разных ярусов и наземными пунктами связи и управления. Вместе с тем, несмотря на стремление к специализации КА разных ярусов на решении разных задач, в выполнении каждой из этих задач в действительности участвуют КА нескольких ярусов. Так, для осуществления связи и детального мониторинга используются КА всех трех ярусов, для осуществления обзорного мониторинга - КА верхнего (геостационарная орбита) и среднего ярусов (средневысотные орбиты). Это усложняет управление системой и снижает надежность ее функционирования. Кроме того, функциональные возможности системы ограничены и не реализуют потенциал, соответствующий ее сложности, в частности, из-за недоступности высокоширотных регионов для проведения мониторинга с КА, находящихся на геостационарной орбите.However, the principle of organizing this system, oriented to the global scale of its use, remains complex and does not allow to reduce the number of spacecraft while serving vast regions of a non-global scale. The complexity of the system is also due to its three-tier construction with the presence of horizontal links between the spacecraft of the geostationary orbit and vertical links between spacecraft of different tiers and ground control and communication points. At the same time, despite the desire to specialize spacecraft of different tiers in solving different problems, spacecraft of several tiers actually participate in each of these tasks. So, for communication and detailed monitoring, spacecraft of all three tiers are used, for surveillance monitoring - spacecraft of the upper (geostationary orbit) and middle tiers (mid-altitude orbits). This complicates the management of the system and reduces the reliability of its operation. In addition, the functionality of the system is limited and does not realize the potential corresponding to its complexity, in particular, due to the inaccessibility of high-latitude regions for monitoring from spacecraft in geostationary orbit.
Данная космическая система наиболее близка к космической системе по предлагаемому изобретению.This space system is closest to the space system according to the invention.
Изобретение направлено на получение технического результата, заключающегося в обеспечении непрерывного гидрометеорологического мониторинга в северных высокоширотных регионах и гелиогеофизического мониторинга обстановки в околоземном пространстве над северным полушарием Земли, недоступных для КА, находящихся на геостационарной орбите, глобального радиолокационного мониторинга поверхности Земли и акваторий Мирового океана, обеспечении услуг связи на современном уровне, повышении надежности функционирования системы в сочетании с ее упрощением при обслуживании обширного региона неглобального масштаба (например, арктического и субарктического регионов России) и одновременным расширением функциональных возможностей.The invention is aimed at obtaining a technical result consisting in the provision of continuous hydrometeorological monitoring in the northern high latitude regions and heliogeophysical monitoring of the situation in the near-Earth space above the northern hemisphere of the Earth, inaccessible to spacecraft located in geostationary orbit, global radar monitoring of the Earth’s surface and the oceans, providing services communication at the modern level, improving the reliability of the system in combination its simplification when serving a vast region of non-global scale (such as the Arctic and sub-Arctic regions of Russia) and the simultaneous expansion of functional capabilities.
Многоцелевая космическая система по предлагаемому изобретению, как и указанная наиболее близкая к ней по патенту Российской Федерации №2302695, содержит комбинированную структуру на базе высокоорбитальных и низкоорбитальных КА и наземных пунктов связи и управления и предназначена для обслуживания обширного географического региона, включающего расположенную на суше территорию с прилегающей к ней морской и океанской акваториями.The multi-purpose space system according to the invention, as well as the aforementioned one closest to it according to the patent of the Russian Federation No. 2302695, contains a combined structure based on high-orbit and low-orbit spacecraft and ground communication and control points and is intended to serve a vast geographical region, including land-based territory adjacent to it sea and ocean waters.
Для достижения указанного технического результата предлагаемая космическая система в отличие от указанной наиболее близкой к ней известной системы содержит космический комплекс, включающий не менее четырех КА на высокоэллиптических орбитах, в том числе два КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга и не менее двух специализированных КА связи, а также один или два КА на низких орбитах для радиолокационного мониторинга поверхности суши и Мирового океана. Кроме того, система содержит наземный комплекс приема, обработки и распространения космических данных, наземный комплекс управления КА и наземный сегмент связи.To achieve the specified technical result, the proposed space system, in contrast to the known system closest to it, contains a space complex including at least four spacecraft in highly elliptical orbits, including two spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring and at least two specialized communication spacecraft, and also one or two spacecraft in low orbits for radar monitoring of the land surface and the oceans. In addition, the system contains a ground-based complex for receiving, processing and disseminating space data, a ground-based spacecraft control complex and a ground-based communication segment.
Количество орбитальных плоскостей равно числу КА. Наклонения орбитальных плоскостей КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга и находятся в пределах 60-70 градусов, а наклонения орбитальных плоскостей специализированных КА связи находятся в пределах 60-90 градусов. Аргументы перигея КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга специализированных КА связи находятся в пределах 220-320 градусов, а долготы восходящих узлов КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга в Гринвичской системе координат, связанной с Землей, одинаковы и отличаются на 45-90 градусов от долгот восходящих узлов специализированных КА связи в той же системе координат, которые тоже одинаковы. Высота апогея орбит КА связи превышает высоту апогея КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга. Времена пролета восходящих узлов КА связи сдвинуты относительно друг друга 1/2-1/3 часть их периода обращения, равного 24 часам, а времена пролета восходящих узлов КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга сдвинуты относительно друг друга на 1/2 часть их периода обращения, равного 12 часам.The number of orbital planes is equal to the number of spacecraft. The inclination of the orbital planes of the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring are in the range of 60-70 degrees, and the inclination of the orbital planes of the specialized spacecraft of communication are in the range of 60-90 degrees. Arguments of the perigee of the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring of specialized communication satellites are within 220-320 degrees, and the longitudes of the ascending nodes of the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring in the Greenwich coordinate system associated with the Earth are the same and differ by 45-90 degrees from the longitudes of the ascending nodes specialized communications CAs in the same coordinate system, which are also the same. The height of the apogee of the orbits of the communication satellite exceeds the height of the apogee of the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring. The flight times of the ascending nodes of the spacecraft for communication are shifted relative to each other 1 / 2-1 / 3 of their circulation period, equal to 24 hours, and the flight times of the ascending nodes of the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring are shifted relative to each other by 1/2 of their period of circulation, equal to 12 hours.
При этом предлагаемая система построена с возможностью передачи информации от входящих в ее состав КА непосредственно на указанные наземные комплексы и с возможностью передачи информации компонентами наземного комплекса приема, обработки и распространения космических данных и наземного сегмента связи с использованием космических каналов ретрансляции через КА на высокоэллиптических орбитах, а также с возможностью ретрансляции навигационных сигналов системы ГЛОНАСС и широкозонных дифференциальных данных системы ГЛОНАСС (дифференциальных поправок) через специализированные КА связи на КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга и КА для радиолокационного мониторинга. Такой состав системы наряду с существенным упрощением благодаря уменьшению количества КА позволяет осуществлять решение в северном высокоширотном регионе Земли расширенного комплекса следующих задач:Moreover, the proposed system is built with the ability to transfer information from its constituent spacecraft directly to the indicated ground-based systems and with the ability to transmit information by the components of the ground-based complex for receiving, processing and disseminating space data and the ground communication segment using space relay channels through the spacecraft in highly elliptical orbits, as well as with the possibility of relaying navigation signals of the GLONASS system and wide-area differential data of the GLONASS system (differential corrections) through specialized communication spacecraft on spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring and spacecraft for radar monitoring. Such a composition of the system, along with a significant simplification due to a decrease in the number of spacecraft, allows us to solve an expanded complex of the following tasks in the northern high latitude region of the Earth:
- анализ и прогноз погоды, гелиогеофизической обстановки в околоземном пространстве, условий полетов авиации;- analysis and forecast of weather, heliogeophysical situation in near-Earth space, aviation flight conditions;
- мониторинг чрезвычайных ситуаций природного и техногенного происхождения и мониторинг климатических изменений;- monitoring emergency situations of natural and man-made origin and monitoring of climate change;
- сбор и ретрансляция данных с метеоплатформ наземного, морского и воздушного базирования и с аварийных радиобуев системы КОСПАС-САРСАТ;- collecting and relaying data from ground, sea and air-based weather platforms and from emergency beacons of the COSPAS-SARSAT system;
- обеспечение подвижной и фиксированной связи, приема и передачи цифровой информации, непосредственного спутникового радио- и телевизионного вещания;- providing mobile and fixed communications, reception and transmission of digital information, direct satellite radio and television broadcasting;
- снабжение более точной и достоверной навигационной информацией потребителей, обладающих абонентской аппаратурой системы ГЛОНАСС.- supplying more accurate and reliable navigation information to consumers with subscriber equipment of the GLONASS system.
Построение системы с использованием КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга и специализированных КА связи на высокоэллиптических орбитах и космических каналов ретрансляции через них обеспечивает постоянное получение и обновление метеоданных и максимальную оперативность доставки данных о прогнозе погоды в северных высокоширотных регионах находящимся в них потребителям, так как высокоширотные регионы недоступны для наблюдений спутниками международной метеорологической группировки на геостационарных орбитах, а низкоорбитальные метеорологические спутники не обеспечивают наблюдение высокоширотных регионов с требуемой периодичностью, кроме того, улучшается точность измерений координат.The construction of a system using spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring and specialized communication spacecraft in highly elliptical orbits and space relay channels through them ensures the continuous receipt and updating of weather data and the maximum speed of delivery of weather forecast data in the northern high-latitude regions to consumers located in them, since high-latitude regions inaccessible for observation by satellites of the international meteorological constellation in geostationary orbits, and low-orbit meteorological satellites do not provide observation of high-latitude regions with the required frequency, in addition, the accuracy of coordinate measurements is improved.
При выбранных числовых значениях орбитальных параметров обеспечиваются возможность наблюдения северного высокоширотного региона Земли, недоступного для наблюдений спутниками на геостационарных орбитах, видимости КА на высокоэллиптических орбитах с поверхности северного высокоширотного региона Земли под углами к горизонту более 10 градусов, что необходимо для обеспечения связи между подвижными абонентами, ретрансляции через КА данных о состоянии атмосферы с платформ сбора метеоданных различного базирования, пространственное разделение КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга от специализированных КА связи для потребителей в северном высокоширотном регионе Земли в интересах достижения электромагнитной совместимости средств связи и мониторинга.With the selected numerical values of the orbital parameters, it is possible to observe the northern high latitude region of the Earth, inaccessible for satellite observations in geostationary orbits, the visibility of spacecraft in high elliptical orbits from the surface of the northern high latitude region of the Earth at angles to the horizon of more than 10 degrees, which is necessary to ensure communication between mobile subscribers, relaying through the spacecraft data on the state of the atmosphere from meteorological data collection platforms of various bases, spatial section Lenie spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring by specialized spacecraft communication to consumers in the northern high-latitude region of the Earth in order to achieve electromagnetic compatibility of communication and monitoring.
При этом на КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга могут быть установлены многоспектральное сканирующее устройство, содержащее 10-12 спектральных диапазонов в видимом и инфракрасном диапазонах, гелиогеофизический аппаратурный комплекс, содержащий чувствительные датчики для измерения характеристик излучения Солнца, радиационной и магнитной обстановки на высоте орбиты, система сбора данных и бортовой радиотехнический комплекс, содержащий радиоканалы для сброса на приемные станции наземного комплекса приема, обработки и распространения космических данных получаемых на борту КА многоспектральных и гелиогеофизических данных, а также ретрансляционные средства для приема и передачи цифровой информации между устройствами, входящими в наземный комплекс приема, обработки и распространения космических данных. На этих КА размещается также аппаратура для точного определения положения в навигационном поле космической системы ГЛОНАСС.At the same time, a multispectral scanning device containing 10-12 spectral ranges in the visible and infrared ranges, a heliogeophysical instrument complex containing sensitive sensors for measuring the characteristics of the solar radiation, radiation and magnetic conditions at the height of the orbit can be installed on the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring, a system data collection and on-board radio complex containing radio channels for resetting to receiving stations of the ground receiving complex, arr Botko and distribution space data received on board the spacecraft and heliogeophysical multispectral data, and relay means for receiving and transmitting digital data between devices that are within range of terrestrial reception, processing and dissemination of data space. These spacecraft also contain equipment for accurately determining the position in the navigation field of the GLONASS space system.
В состав указанного гелиогеофизического аппаратурного комплекса, установленного на КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга, могут входить спектрометр корпускулярных излучений, спектрометр солнечных космических лучей, детектор галактических космических лучей, измеритель солнечной постоянной, измеритель потока рентгеновского излучения Солнца, измеритель ультрафиолетового излучения Солнца, магнитометр для измерений напряженности магнитного поля, ультрафиолетовый монитор полярных сияний.The indicated heliogeophysical equipment complex installed on the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring can include a particle radiation spectrometer, a solar cosmic ray spectrometer, a galactic cosmic ray detector, a solar constant meter, a solar X-ray radiation meter, a solar ultraviolet meter, a magnetometer magnetic field strength, ultraviolet aurora monitor.
Благодаря этому обеспечивается непрерывное получение и сброс на приемные станции наземного комплекса приема, обработки и распространения космических данных многоспектральных снимков полярной области Земли, гелиогеофизических данных на высоте орбиты, ретрансляция сигналов от платформ сбора метеоданных указанного наземного комплекса и аварийных радиобуев системы КОСПАС-САРСАТ, а также передача и распространение обработанной на средствах наземного комплекса приема, обработки и распространения космических данных гидрометеорологической информации, причем передача гидрометеорологической информации потребителям в условиях отсутствия необходимой связной инфраструктуры осуществляется через каналы ретрансляции.Due to this, the receiving, processing and dissemination of space data of multispectral images of the polar region of the Earth, heliogeophysical data at orbit altitude, relaying signals from the meteorological data collection platforms of the indicated ground complex and emergency beacons of the COSPAS-SARSAT system, as well as transmission and distribution of hydrometeorological data processed by means of the ground-based complex for receiving, processing and disseminating space data information, and the transmission of hydrometeorological information to consumers in the absence of the necessary connected infrastructure is carried out through relay channels.
Это позволяет получать:This allows you to receive:
- информацию для анализа (характер и параметры облачных образований, фронтальные разделы, особенности циркуляции воздушных масс, стихийные гидрометеорологические явления) и прогноза погоды не только в региональном масштабе, но и для прогноза погоды в глобальном масштабе;- information for analysis (the nature and parameters of cloud formations, frontal sections, features of air mass circulation, natural hydrometeorological phenomena) and weather forecasts not only on a regional scale, but also for global weather forecasts;
- информацию для анализа и прогноза состояния акваторий северных морей и океанов (волнение, температура поверхности моря, сгонно-нагонные процессы у побережий) и для анализа пространственно-временного изменения состояния снежного покрова;- information for analysis and prediction of the state of the waters of the northern seas and oceans (waves, sea surface temperature, coasting processes) and for the analysis of spatio-temporal changes in the state of snow cover;
- информацию для анализа ледовой обстановки, например, в морях Северного Ледовитого океана, анализа условий для полетов авиации (облачность, ветер, струйные течения и др.), анализа гелиогеофизической обстановки в околоземном космическом пространстве, а также осуществлять мониторинг чрезвычайных ситуаций природного и техногенного происхождения и мониторинг климата и его глобальных изменений.- information for the analysis of the ice situation, for example, in the seas of the Arctic Ocean, the analysis of the conditions for aviation flights (cloudiness, wind, jet currents, etc.), the analysis of the heliogeophysical situation in near-Earth space, as well as for monitoring emergencies of natural and technogenic origin and monitoring of climate and its global changes.
На специализированных КА связи могут быть установлены бортовой ретрансляционный комплекс для непосредственного цифрового радио- и телевещания на мобильные приемные устройства, бортовой ретрансляционный комплекс подвижной спутниковой связи, бортовой ретрансляционный комплекс непосредственного телевещания и связи со стационарными или перебазируемыми приемными и/или передающими устройствами, бортовой ретрансляционный комплекс широкозонных дифференциальных данных системы ГЛОНАСС (дифференциальных поправок).On-board communication spacecraft can be equipped with an airborne relay complex for direct digital radio and television broadcasting to mobile receivers, an airborne relay satellite complex for mobile satellite communications, an airborne relay complex for direct television broadcasting and communications with stationary or relocated receiving and / or transmitting devices, and an airborne relay complex GLONASS wide-band differential data (differential corrections).
Это позволяет обеспечивать связью как неподвижные, так и подвижные объекты, осуществлять между ними передачу данных, в том числе и Интернет, факсимильную и телефонную связь, а также осуществлять радио- и телевещание и передачу навигационной информации.This makes it possible to provide both fixed and mobile objects with communication, to transfer data between them, including the Internet, fax and telephone, as well as to carry out radio and television broadcasting and transmission of navigation information.
На КА для радиолокационного мониторинга могут быть установлены бортовой комплекс управления КА, радиолокационный комплекс с синтезированной апертурой, а также аппаратура радиолинии "космос-Земля" для передачи данных наблюдения непосредственно на наземные станции приема, входящие в состав наземного комплекса приема, обработки и распространения космических данных, и аппаратура для точного определения положения в навигационном поле космической системы ГЛОНАСС, обеспечивающая возможность приема широкозонных дифференциальных данных системы ГЛОНАСС (дифференциальных поправок). Указанный радиолокационный комплекс может содержать последовательно соединенные приемопередающую антенну, приемопередающую аппаратуру, устройство бортовой обработки радиоголограмм и управляющую систему, соединенную выходами со всеми названными частями бортового радиолокационного комплекса. При этом аппаратура для точного определения положения в навигационном поле космической системы ГЛОНАСС через указанный бортовой комплекс управления КА связана с указанным бортовым радиолокационным комплексом, а аппаратура радиолинии «космос-Земля» вторым своим входом подключена ко второму выходу приемопередающей аппаратуры указанного радиолокационного комплекса. Через аппаратуру радиолинии "космос-Земля" осуществляется передача данных дистанционного зондирования Земли и информации сопровождения.Onboard spacecraft for radar monitoring, an onboard spacecraft control system, a synthetic aperture radar system, as well as space-to-Earth radio line equipment for transmitting surveillance data directly to ground-based receiving stations that are part of the ground-based space data receiving, processing and distribution complex can be installed , and equipment for accurately determining the position in the navigation field of the GLONASS space system, providing the possibility of receiving wide-gap differential data with Stem GLONASS (DGPS). The specified radar complex may contain a series-connected transceiver antenna, transceiver equipment, a device for on-board processing of radio holograms and a control system connected by outputs to all of these parts of the airborne radar complex. At the same time, the equipment for accurately determining the position in the navigation field of the GLONASS space system through the specified onboard spacecraft control complex is connected to the specified onboard radar system, and the space-to-Earth radio line equipment is connected by its second input to the second output of the transceiver equipment of the specified radar complex. Through the equipment of the space-to-Earth radio link, data are transmitted from the Earth's remote sensing and tracking information.
Это позволяет, в частности, решать задачи: селекции движущихся объектов (кораблей, автотранспорта) и определение направления и параметров их движения; прокладки их курса, в том числе через паковые льды; уточнения положения ледовой кромки; слежения за ледяными островами, айсбергами и их обломками; определения областей с тонким льдом внутри паковых льдов; обнаружения заторов на больших речных системах и наблюдения за вскрытием рек; картографирования областей с разводьями и трещинами в прибрежных и материковых льдах, границ шельфовых и материковых льдов, ледовых течений материкового льда, снежного покрова для построения гидрологического прогноза; наблюдения за состоянием снежного покрова; определения влагосодержания и влажности снега, определения момента начала снеготаяния, наблюдения за линией снеготаяния.This allows, in particular, to solve problems: selection of moving objects (ships, vehicles) and determining the direction and parameters of their movement; laying their course, including through pack ice; clarification of the position of the ice edge; tracking of ice islands, icebergs and their fragments; definition of areas with thin ice inside pack ice; detecting congestion on large river systems and observing the opening of rivers; mapping areas with scoops and cracks in coastal and continental ice, the boundaries of shelf and mainland ice, ice currents of mainland ice, snow cover to build a hydrological forecast; monitoring the state of snow; determination of moisture content and humidity of the snow, determination of the moment of the beginning of snowmelt, observation of the snowmelt line.
Наземный комплекс управления КА предлагаемой системы включает в себя центр управления полетом, командно-измерительные станции, баллистический центр, средства связи и передачи командно-телеметрической информации.The ground-based spacecraft control system of the proposed system includes a flight control center, command and measurement stations, a ballistic center, communications and transmission of command and telemetry information.
Наземный комплекс приема, обработки и распространения космических данных включает в себя гидрометеорологические (главный и региональные) центры приема и обработки данных, платформы сбора метеоданных, образующие распределенную сеть, автономные пункты приема метеоинформации, автономные пункты приема гелиогеофизической информации, размещаемые непосредственно у потребителей, а также центры приема и обработки данных дистанционного зондирования Земли.The ground-based complex for receiving, processing and disseminating space data includes hydrometeorological (main and regional) data receiving and processing centers, meteorological data collection platforms forming a distributed network, autonomous meteorological information receiving points, autonomous heliogeophysical information receiving points located directly at consumers, and centers for receiving and processing Earth remote sensing data.
В региональных гидрометеорологических центрах приема и обработки данных размещаются станции приема и обработки метеорологической информации, приемопередающие станции космической связи, станции приема данных с платформ сбора метеоданных. В главном центре, помимо перечисленных средств, размещается автоматизированный комплекс планирования и управления, а также станция приема данных с аварийных радиобуев системы КОСПАС-САРСАТ.The regional hydrometeorological centers for receiving and processing data host the stations for receiving and processing meteorological information, the transceiver stations for space communications, and the stations for receiving data from meteorological data collection platforms. In the main center, in addition to the funds listed, an automated planning and control complex is located, as well as a station for receiving data from emergency radio beacons of the COSPAS-SARSAT system.
Наземный сегмент связи включает в себя центры связи и вещания и аппаратуру потребителей.The terrestrial communication segment includes communication and broadcasting centers and consumer equipment.
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показана возможная реализация предлагаемой многоцелевой космической системы:The invention is illustrated by drawings, which show a possible implementation of the proposed multi-purpose space system:
на фиг.1 представлены структура системы в целом и состав средств ее наземной части;figure 1 presents the structure of the system as a whole and the composition of the means of its ground part;
на фиг.2 - состав целевой аппаратуры КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга;figure 2 - the composition of the target equipment of the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring;
на фиг.3 - состав целевой аппаратуры специализированных КА связи;figure 3 - the composition of the target equipment of specialized communication KA;
на фиг.4 - состав целевой аппаратуры КА для радиолокационного мониторинга.figure 4 - the composition of the target equipment of the spacecraft for radar monitoring.
Предлагаемая космическая система при ее выполнении, иллюстрируемом фиг.1, содержит следующие основные части:The proposed space system in its implementation, illustrated in figure 1, contains the following main parts:
- космический комплекс, в состав которого входят пять КА (1-5) на высокоэллиптических орбитах, из которых два КА (1, 2), находящиеся на орбитах 101 и 102, предназначены для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга, а три других КА (3, 4, 5), находящиеся на орбитах 103-105, являются специализированными КА связи, и два КА (6, 7), предназначенные для радиолокационного мониторинга, находятся на низких орбитах 106, 107;- the space complex, which includes five spacecraft (1-5) in highly elliptical orbits, of which two spacecraft (1, 2) located in orbits 101 and 102 are designed for meteorological and heliogeophysical monitoring, and three other spacecraft (3, 4, 5) located in orbits 103-105 are specialized communication spacecraft, and two spacecraft (6, 7) intended for radar monitoring are in low orbits 106, 107;
- наземный комплекс 24 приема, обработки и распространения космических данных;- ground-based complex 24 receiving, processing and distribution of space data;
- наземный комплекс 29 управления КА;- ground-based complex 29 control spacecraft;
- наземный сегмент 25 связи.- ground segment 25 communications.
Каждый из названных КА имеет свою индивидуальную орбитальную плоскость. Наклонения орбитальных плоскостей КА 1, 2 для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга и находятся в пределах 60-70 градусов, а наклонения орбитальных плоскостей специализированных КА 3-5 связи находятся в пределах 60-90 градусов. Аргументы перигея КА 1, 2 для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга и специализированных КА 3-5 связи находятся в пределах 220-320 градусов. Долготы восходящих узлов КА 1, 2 для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга в Гринвичской системе координат одинаковы и отличаются от долгот восходящих узлов специализированных КА 3-5 связи, которые в той же системе также одинаковы, на 45-90 градусов. При этом высота апогея орбит КА 3-5 связи превышает высоту апогея КА 1, 2 для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга. Времена пролета восходящих узлов КА связи сдвинуты относительно друг друга на 1/2-1/3 часть их периода обращения, равного 24 часам, а времена пролета восходящих узлов КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга сдвинуты относительно друг друга примерно на 1/2 часть их периода обращения, равного 12 часам.Each of these spacecraft has its own individual orbital plane. The inclination of the orbital planes of spacecraft 1, 2 for meteorological and heliogeophysical monitoring are in the range of 60-70 degrees, and the inclination of the orbital planes of specialized spacecraft 3-5 communications are in the range of 60-90 degrees. The arguments of perigee KA 1, 2 for meteorological and heliogeophysical monitoring and specialized KA 3-5 communications are in the range of 220-320 degrees. The longitudes of the ascending nodes of spacecraft 1, 2 for meteorological and heliogeophysical monitoring in the Greenwich coordinate system are the same and differ from the longitudes of the ascending nodes of specialized spacecraft 3-5 communications, which are also the same in the same system, by 45-90 degrees. At the same time, the height of the apogee of the KA 3-5 orbits exceeds the height of the apogee KA 1, 2 for meteorological and heliogeophysical monitoring. The flight times of the ascending nodes of the spacecraft for communication are shifted relative to each other by 1 / 2-1 / 3 of their circulation period of 24 hours, and the flight times of the ascending nodes of the spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring are shifted relative to each other by about 1/2 of their period treatment equal to 12 hours.
Наземный комплекс 24 приема, обработки и распространения космических данных включает:The ground-based complex 24 of the reception, processing and distribution of space data includes:
- главный гидрометеорологический центр 18 приема и обработки данных;- the main hydrometeorological center 18 receiving and processing data;
- региональные гидрометеорологические центры 19 приема и обработки данных;- Regional hydrometeorological centers 19 for receiving and processing data;
- платформы 20 сбора метеоданных, образующие распределенную сеть;- meteorological data collection platforms 20 forming a distributed network;
- автономные пункты 21 приема метеоинформации, размещенные непосредственно у потребителей;- Autonomous points 21 receiving meteorological information, located directly with consumers;
- автономные пункты 22 приема гелиогеофизической информации, размещенные непосредственно у потребителей;- Autonomous points 22 receiving heliogeophysical information, placed directly with consumers;
- центры 23 приема и обработки данных дистанционного зондирования Земли.- centers 23 for receiving and processing data of remote sensing of the Earth.
Каждый из региональных гидрометеорологических центров 19 приема и обработки данных содержит:Each of the regional hydrometeorological centers 19 for receiving and processing data contains:
- станции 14 приема и обработки метеорологической информации;- station 14 receiving and processing meteorological information;
- приемо-передающие станции 15 космической связи;- transceiver station 15 space communications;
- станции 16 приема данных с платформ сбора метеоданных.- station 16 receiving data from platforms for collecting weather data.
Главный гидрометеорологический центр 18 по составу входящих в него средств аналогичен региональным центрам 19, отличаясь тем, что дополнительно включает автоматизированный комплекс 17 планирования и управления, а также станцию 78 приема данных с аварийных радиобуев 77 системы КОСПАС-САРСАТ. Сами аварийные радиобуи 77 системы КОСПАС-САРСАТ в состав предлагаемой многоцелевой космической системы не входят, она лишь взаимодействует с ними.The main hydrometeorological center 18 is similar in composition to the regional centers 19, differing in that it additionally includes an automated planning and control complex 17, as well as a station 78 for receiving data from emergency beacons 77 of the COSPAS-SARSAT system. The emergency beacons 77 of the COSPAS-SARSAT system themselves are not part of the proposed multi-purpose space system, it only interacts with them.
Наземный сегмент 25 связи включает в себя центры 26 связи и вещания и аппаратуру 28 потребителей.The ground communication segment 25 includes communication and broadcasting centers 26 and consumer equipment 28.
Центры 26 связи и вещания осуществляют организацию и управление связью, теле- радиовещанием, передачу навигационных сигналов и широкозонных дифференциальных данных системы ГЛОНАСС (дифференциальных поправок). Аппаратура 28 потребителей предоставляет услуги связи непосредственно потребителям и находится у них.Communication and broadcasting centers 26 organize and manage communications, television and radio broadcasting, and transmit navigation signals and wide-gap differential data of the GLONASS system (differential corrections). The equipment of 28 consumers provides communication services directly to consumers and is located with them.
Наземный комплекс 29 управления КА включает центр 30 управления полетом, командно-измерительные станции 31, баллистический центр 32, средства связи и передачи командно-телеметрической информации 73.The spacecraft ground control complex 29 includes a flight control center 30, command and measurement stations 31, a ballistic center 32, communications and transmission of command and telemetry information 73.
Целевая аппаратура КА 1 и 2 для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга (фиг.2) включает многоспектральный сканер 33 и гелиогеофизический аппаратурный комплекс 34, в состав которого входят: спектрометр 35 корпускулярных излучений, спектрометр 36 солнечных космических лучей, детектор 37 галактических космических лучей, измеритель 38 солнечной постоянной, измеритель 39 потока рентгеновского излучения Солнца, измеритель 40 ультрафиолетового излучения Солнца, магнитометр 41 для измерений напряженности магнитного поля.The target apparatus KA 1 and 2 for meteorological and heliogeophysical monitoring (Fig. 2) includes a multispectral scanner 33 and a
Перечисленные измерительные средства предпочтительно должны быть рассчитаны на работу в следующих диапазонах:The listed measuring means should preferably be designed to operate in the following ranges:
- спектрометр 35 корпускулярных излучений - в диапазонах энергий 0,05…20,0 кэВ; 0,03…1,5 МэВ; 0,5…30,0 МэВ;- a spectrometer of 35 corpuscular radiation - in the energy ranges 0.05 ... 20.0 keV; 0.03 ... 1.5 MeV; 0.5 ... 30.0 MeV;
- спектрометр 36 солнечных космических лучей - в диапазонах энергий 1-12 МэВ, 30,0-300,0 МэВ и более 350,0 МэВ;- a spectrometer of 36 solar cosmic rays in the energy ranges 1-12 MeV, 30.0-300.0 MeV and more than 350.0 MeV;
- детектор 37 галактических космических лучей - в диапазоне энергий более 600 МэВ;- detector of 37 galactic cosmic rays - in the energy range of more than 600 MeV;
- измеритель 38 солнечной постоянной - в диапазоне 0,2-100 мкм;-
- измеритель 39 потока рентгеновского излучения Солнца - в диапазоне энергий 3-10 кэВ;-
- измеритель 40 ультрафиолетового излучения Солнца - на резонансной линии водорода HLa (121,6 нм);-
- магнитометр 41 - для измерений напряженности магнитного поля в диапазоне ±300 нТл.- magnetometer 41 - for measuring the magnetic field in the range of ± 300 nT.
В качестве перечисленных средств измерения могут быть использованы, например, следующие промышленно освоенные приборы (соответственно): СКИФ-6; СКЛ-Э; ГАЛС-Э; ИСП-2М; ДИР-Э; ВУСС-Э; ФМ-Э.As the listed measuring instruments can be used, for example, the following industrially mastered instruments (respectively): SKIF-6; SKL-E; GALS-E; ISP-2M; DIR-E; VUSS-E; FM-E.
Кроме того, на КА 1 и 2 установлены подсистема 42 сбора данных и бортовой радиотехнический комплекс 43 для сброса информации на приемные станции наземного комплекса приема, обработки и распространения космических данных, а также для ретрансляции цифровой информации между устройствами, входящими в наземный комплекс приема, обработки и распространения космических данных.In addition, spacecraft 1 and 2 are equipped with a
Выходы многоспектрального сканера 33 и узлов гелиогеофизического аппаратурного комплекса 34 (спектрометров 35, 36, детектора 37, измерителей 38, 39, 40 и магнитометра 41) подключены ко входам подсистемы 42 сбора данных, а выходы последней - ко входам радиотехнического комплекса 43 для сброса информации на приемные станции наземного комплекса приема, обработки и распространения космических данных.The outputs of the multispectral scanner 33 and the nodes of the heliogeophysical equipment complex 34 (
Комплекс 43 содержит передающий ствол 44 для сброса многоспектральных данных по каналу 60, передающий ствол 45 для сброса гелиогеофизических данных по каналу 61, приемопередающий ствол 46 для высокоскоростной ретрансляции данных по каналам 64, приемопередающий ствол 47 для ретрансляции метеоданных с платформ сбора метеоданных по каналам 62-63, приемопередающие стволы 48 и 49 для доведения метеоданных высокого и низкого разрешения до потребителей соответственно по каналам 65-66 и 65-67, приемопередающий ствол 147 для ретрансляции данных с аварийных радиобуев системы КОСПАС-САРСАТ по каналам 162-163.The complex 43 includes a transmitting
На КА 1 и 2 размещается также не показанная на чертеже аппаратура для точного определения положения в навигационном поле космической системы ГЛОНАСС.Spacecraft 1 and 2 also contain equipment not shown in the drawing for accurate positioning in the navigation field of the GLONASS space system.
В состав целевой аппаратуры 150 специализированных КА 3, 4, 5 связи входят (фиг.3): бортовой ретрансляционный комплекс 50 для непосредственного цифрового радио- и телевещания на мобильные приемные устройства типа сотового телефона, бортовой ретрансляционный комплекс 51 подвижной спутниковой связи, бортовой ретрансляционный комплекс 52 непосредственного телевещания и связи со стационарными или перебазируемыми приемными и (или) передающими устройствами, бортовой ретрансляционный комплекс 53 широкозонных дифференциальных данных системы ГЛОНАСС (дифференциальных поправок).The composition of the target equipment 150
Целевая аппаратура низкоорбитальных КА 6, 7 для радиолокационного мониторинга (фиг.4) включает многорежимный бортовой радиолокационный комплекс 54 с синтезированной апертурой для всепогодной и круглосуточной съемки, содержащий последовательно соединенные приемопередающую антенну 55, приемопередающую аппаратуру 56, устройство 58 бортовой обработки радиоголограмм и управляющую систему 57, соединенную выходами со всеми названными частями бортового радиолокационного комплекса, а входом с выходом бортового комплекса 157 управления КА. На этих КА установлена также бортовая аппаратура 59 радиолинии «космос-Земля» и аппаратура 76 для точного определения положения в навигационном поле космической системы ГЛОНАСС, способная обеспечить также прием широкозонных дифференциальных данных системы ГЛОНАСС (дифференциальных поправок). Аппаратура 76 подключена своим выходом к бортовому радиолокационному комплексу 54 через бортовой комплекс 157 управления КА. При этом аппаратура 59 радиолинии "космос-Земля" вторым своим входом подключена ко второму выходу приемопередающей аппаратуры 56. По каналу 68 осуществляется передача данных дистанционного зондирования Земли и информации сопровождения.The target equipment of low-orbit spacecraft 6, 7 for radar monitoring (Fig. 4) includes a multi-mode
Апогейные участки высокоэллиптических орбит 101-105 располагаются над северным полушарием Земли и содержат рабочие участки, при прохождении по которым КА 1-5 функционируют в рабочих режимах, а за пределами рабочих участков - в дежурных режимах. Многоспектральный сканер 33 на рабочем участке орбиты КА 1, 2 направлен в сторону Земли. Многоспектральные данные и данные гелиогеофизического мониторинга передаются по спутниковым каналам с КА 1-2 метеорологического и гелиогеофизического мониторинга в наземный комплекс 24 приема, обработки и распространения космических данных, в котором многоспектральные данные подвергаются обработке и после обработки ретранслируются через бортовой радиотехнический комплекс 43 (см. фиг.2) КА для метеорологического и гелиогеофизического мониторинга в виде данных высокого разрешения из главного 19 в региональные 18 гидрометеорологические центры приема и обработки данных и в виде данных низкого разрешения - на автономные пункты 21 приема метеоинформации, устанавливаемые у потребителей, в том числе на судах, в малонаселенных пунктах и т.п. В соответствии с расписанием или по запросу осуществляется ретрансляция информации с платформ 20 сбора метеоданных. На рабочих участках специализированных КА 3-5 связи через их бортовые ретрансляционные комплексы 50-53 (см. фиг.3) осуществляется ретрансляция информации из центров связи и вещания на аппаратуру потребителей, в том числе ретранслируется навигационный сигнал системы ГЛОНАСС и широкозонные дифференциальные данные системы ГЛОНАСС (дифференциальные поправки). Это позволяет обеспечивать связью как неподвижные, так и подвижные объекты, осуществлять между ними передачу данных, в том числе и Интернет, факсимильную и телефонную связь, а также осуществлять радио- и телевещание и передачу навигационной информации. КА 6, 7 радиолокационного мониторинга на низких орбитах 106, 107 в результате работы многорежимных радиолокационных комплексов 54 (см. фиг.4) с синтезированной апертурой для всепогодной и круглосуточной съемки получают данные дистанционного зондирования Земли и передают их посредством радиотехнических средств, установленных на этих КА, непосредственно на наземные станции приема. При этом могут передаваться как радиоголограммы, так и синтезированные радиолокационные изображения, полученные путем обработки радиоголограмм в устройстве бортовой обработки радиоголограмм. При этом синтезированные радиолокационные изображения могут передаваться на автономные пункты приема информации, размещенные непосредственно у потребителей на судах, в малонаселенных поселках и т.п. Кроме того, посредством аппаратуры 76 для точного определения положения в навигационном поле космической системы ГЛОНАСС обеспечивается также прием широкозонных дифференциальных данных системы ГЛОНАСС (дифференциальных поправок), которые используются при получении и синтезе радиолокационных изображений.The apogee sections of highly elliptical orbits 101-105 are located above the northern hemisphere of the Earth and contain working sections, when passing through which spacecraft 1-5 function in operating modes, and outside of working sections in standby modes. The multispectral scanner 33 at the working portion of the orbit of the spacecraft 1, 2 is directed towards the Earth. Multispectral data and heliogeophysical monitoring data are transmitted via satellite channels from the spacecraft 1-2 meteorological and heliogeophysical monitoring to the ground-based complex 24 for receiving, processing and disseminating space data, in which multispectral data are processed and after processing are relayed through the on-board radio complex 43 (see Fig. .2) Spacecraft for meteorological and heliogeophysical monitoring in the form of high-resolution data from the main 19 to the regional 18 hydrometeorological centers Data receiving and processing centers and in the form of low-resolution data - to autonomous points 21 for receiving meteorological information installed at consumers, including on ships, in sparsely populated points, etc. In accordance with the schedule or upon request, information is relayed from the weather collection platforms 20. At the work sites of specialized KA 3-5 communications, through their on-board relay complexes 50-53 (see Fig. 3), information from communication centers and broadcasting to consumer equipment is relayed, including the GLONASS navigation signal and the GLONASS wide-area differential data relayed (differential corrections). This makes it possible to provide both fixed and mobile objects with communication, to transfer data between them, including the Internet, facsimile and telephone, as well as to carry out radio and television broadcasting and transmission of navigation information. Spacecraft 6, 7 of radar monitoring in low orbits 106, 107 as a result of the operation of multi-mode radar systems 54 (see Fig. 4) with a synthesized aperture for all-weather and round-the-clock imaging, receive Earth remote sensing data and transmit it using radio equipment installed on these spacecraft directly to ground receiving stations. In this case, both radio holograms and synthesized radar images obtained by processing radio holograms in the on-board radio hologram processing device can be transmitted. At the same time, synthesized radar images can be transmitted to autonomous information reception points located directly at consumers on ships, in sparsely populated villages, etc. In addition, by means of
В предлагаемой системе осуществляется передача данных от входящих в ее состав КА 1-2 непосредственно на указанные приемные станции 14, 22 наземного комплекса 24 приема, обработки и распространения космических данных, а также с использованием космических каналов ретрансляции через указанные приемопередающие стволы бортового радиотехнического комплекса 43 КА 1 и 2, находящихся на высокоэллиптических орбитах.In the proposed system, data is transmitted from its constituent spacecraft 1-2 directly to the indicated receiving stations 14, 22 of the ground-based complex 24 of the reception, processing and dissemination of space data, as well as using space relay channels through the specified transceiver trunks of the on-
На фиг.1 показаны направления потоков информации внутри системы, а также между нею и потребителями:Figure 1 shows the directions of information flows within the system, as well as between it and consumers:
60 - многоспектральные данные с КА 1 или 2 на станции 14 приема и обработки метеорологической информации;60 — multispectral data from a spacecraft 1 or 2 at a station 14 for receiving and processing meteorological information;
61 - гелиогеофизические данные с КА 1 или 2 в автономные пункты 22 приема гелиогеофизической информации;61 — heliogeophysical data from spacecraft 1 or 2 to autonomous points 22 for receiving heliogeophysical information;
62 - метеоданные с платформ 20 сбора метеоданных на КА 1 и 2;62 - meteorological data from meteorological data collection platforms 20 on KA 1 and 2;
63 - метеоданные с платформ сбора метеоданных, ретранслированные КА 1 и 2 на станции 16 приема данных с платформ сбора метеоданных;63 - meteorological data from meteorological data collection platforms relayed by spacecraft 1 and 2 at the station 16 for receiving data from meteorological data collection platforms;
64 - высокоскоростная двусторонняя передача данных и служебной информации через КА 1 или 2 между приемопередающими станциями 15 космической связи региональных 19 и главного 18 гидрометеорологических центров приема и обработки данных;64 - high-speed two-way transmission of data and service information via spacecraft 1 or 2 between transceiver stations 15 of the space communications regional 19 and the main 18 hydrometeorological data reception and processing centers;
65 - обработанные метеоданные со станции 15 космической связи главного гидрометеорологического центра 18 приема и обработки данных на КА 1 или 2;65 - processed meteorological data from the space communications station 15 of the main hydrometeorological center 18 for receiving and processing data on spacecraft 1 or 2;
66 - обработанные метеоданные высокого разрешения, ретранслированные КА 1 или 2 на приемопередающие станции 15 космической связи региональных гидрометеорологических центров 19 приема и обработки данных;66 - processed high-resolution meteorological data relayed by spacecraft 1 or 2 to transceiver stations 15 of space communications of regional hydrometeorological centers 19 for receiving and processing data;
67 - обработанные метеоданные низкого разрешения, ретранслированные КА 1 или 2 на автономные пункты 21 приема метеоинформации;67 - processed meteorological data of low resolution, relayed by spacecraft 1 or 2 to autonomous points 21 for receiving meteorological information;
68 - данные дистанционного зондирования Земли и информация сопровождения с низкоорбитальных КА 6 и 7 на автономные пункты 21 приема метеоинформации и центры 23 приема и обработки данных дистанционного зондирования Земли;68 - data of remote sensing of the Earth and tracking information from low-orbit spacecraft 6 and 7 to autonomous points 21 for receiving meteorological information and centers 23 for receiving and processing data of remote sensing of the Earth;
69 - командно-программная информация, информация сопровождения, циркулирующая между центром 30 управления полетом наземного комплекса 29 управления, комплексом 17 планирования и управления главного гидрометеорологического центра 18 приема и обработки данных и центральной земной станцией 26 наземного сегмента 25 связи;69 is command and program information, tracking information circulating between the flight control center 30 of the ground control complex 29, the planning and control complex 17 of the main hydrometeorological center 18 for receiving and processing data, and the central earth station 26 of the ground communications segment 25;
70 - каналы двусторонней подвижной связи через КА 3-5, находящиеся на высокоэллиптических орбитах, между центрами 26 связи и вещания и аппаратурой 28 связи потребителей наземного сегмента 25 связи;70 - channels of two-way mobile communication via spacecraft 3-5 located in highly elliptical orbits between communication and broadcasting centers 26 and communication equipment 28 of consumers of the ground communication segment 25;
71 - каналы фиксированной связи через КА 3-5, находящиеся на высокоэллиптических орбитах, между абонентскими станциями 28 связи наземного сегмента 25 связи;71 - channels of fixed communication through spacecraft 3-5, located in highly elliptical orbits, between subscriber stations 28 of the communication ground segment 25 of the communication;
72 - каналы ретрансляции радио- и телевещания через КА 3-5, находящиеся на высокоэллиптических орбитах, на аппаратуру 28 связи потребителей наземного сегмента 25 связи;72 - channels for relaying radio and television broadcasting through spacecraft 3-5 located in highly elliptical orbits to communication equipment 28 of consumers of the ground communication segment 25;
73 - командно-программная и телеметрическая информация, циркулирующая между центром 30 управления полетом и командно-измерительными станциями 31 и баллистическим центром 32 наземного комплекса 29 управления;73 — command-program and telemetry information circulating between the flight control center 30 and the command-measuring stations 31 and the ballistic center 32 of the ground control complex 29;
74 - команды управления, числовые массивы, телеметрическая информация, передаваемая или принимаемая с КА 1-7 командно-измерительными станциями 31 наземного комплекса 29 управления;74 - control commands, numerical arrays, telemetric information transmitted or received from spacecraft 1-7 by command and measurement stations 31 of the ground control complex 29;
75 - гидрометеорологическая информация, данные дистанционного зондирования Земли, передаваемые с наземного комплекса 24 приема, обработки и распространения космических данных в наземный сегмент 25 связи с целью ретрансляции через специализированные КА связи другим потребителям;75 - hydrometeorological information, Earth remote sensing data transmitted from the ground-based complex 24 for receiving, processing and disseminating space data to the ground communications segment 25 for relaying through specialized communications spacecraft to other consumers;
76 - навигационные сигналы и широкозонные дифференциальные данные системы ГЛОНАСС (дифференциальные поправки), передаваемые центрами 26 связи и вещания на КА 3-5;76 — navigation signals and wide-area differential data of the GLONASS system (differential corrections) transmitted by communication and broadcasting centers 26 to KA 3-5;
80 - навигационные сигналы и широкозонные дифференциальные данные системы ГЛОНАСС (дифференциальные поправки), ретранслированные на КА 1, 2 и 6, 7;80 - navigation signals and wide-area differential data of the GLONASS system (differential corrections) relayed to spacecraft 1, 2 and 6, 7;
88 - данные с аварийных радиобуев 77 системы КОСПАС-САРСАТ, передаваемые на станцию 78 приема, входящую в состав главного гидрометеорологического центра 18 приема и обработки данных.88 - data from emergency beacons 77 of the COSPAS-SARSAT system, transmitted to the receiving station 78, which is part of the main hydrometeorological center 18 for receiving and processing data.
Исследование возможностей космической системы предлагаемого типа, проведенное на примере системы для обслуживания арктического и субарктического регионов России, показало, что такая система позволит успешно решать следующие актуальные для развития этого региона задачи:A study of the capabilities of the space system of the proposed type, carried out on the example of a system for servicing the Arctic and subarctic regions of Russia, showed that such a system will successfully solve the following tasks that are important for the development of this region:
1. Группа задач обеспечения транспорта (обеспечение информационного взаимодействия с воздушными, морскими и речными судами в арктических широтах; обеспечение мореплавания в Арктике ледовой, навигационной и гидрометеорологической информацией; навигационное и гидрометеорологическое обеспечение полетов гражданской авиации; обеспечение навигационной и гидрометеорологической информацией наземного транспорта; поддержание функций системы КОСПАС-САРСАТ; мониторинг состояния ЛЭП, трубопроводов и пр.).1. The group of tasks of providing transport (ensuring information interaction with aircraft, sea and river vessels in the Arctic latitudes; providing navigation in the Arctic with ice, navigation and hydrometeorological information; navigation and hydrometeorological support for civil aviation flights; providing navigation and hydrometeorological information for ground transportation; maintaining functions COSPAS-SARSAT systems; monitoring the status of power lines, pipelines, etc.).
2. Группа гидрометеорологических задач: оперативная оценка состояния ледового покрова; оперативная оценка состояния атмосферы и облачных систем; оперативная оценка состояния поверхности океана, оперативная оценка состояния и снежного покрова (оперативное обнаружение и мониторинг загрязнений окружающей природной среды).2. Group of hydrometeorological tasks: operational assessment of the state of the ice cover; Rapid assessment of the state of the atmosphere and cloud systems; rapid assessment of the surface of the ocean, rapid assessment of the state and snow cover (rapid detection and monitoring of environmental pollution).
3. Группа задач по развитию информационной инфраструктуры: создание и поддержка надежной системы связи и Интернет (поддержка социальной инфраструктуры с акцентом поддержки интересов коренных народов Севера в области здравоохранения, науки и образования путем создания дистанционных систем оказания медицинской помощи, обмена научной информацией и проведения дистанционного обучения); создание и наполнение топографических карт, тематических карт различного назначения, комплексное тематическое картографирование; создание цифровых моделей рельефа и цифровых моделей местности; создание и информационное обеспечение государственных информационных систем различного назначения; уточнение карт общего и детального сейсмического районирования.3. Group of tasks for the development of information infrastructure: creating and supporting a reliable communication system and the Internet (supporting social infrastructure with an emphasis on supporting the interests of the indigenous peoples of the North in the field of healthcare, science and education by creating remote systems for providing medical care, exchanging scientific information and conducting distance learning ); creation and filling of topographic maps, thematic maps for various purposes, integrated thematic mapping; creation of digital terrain models and digital terrain models; creation and information support of state information systems for various purposes; clarification of maps of general and detailed seismic zoning.
4. Группа задач контроля экономической и иных видов деятельности (выявление нарушений технологических процессов и установленных регламентов; контроль соблюдения лицензионных соглашений при освоении месторождений минерального сырья; мониторинг состояния биоресурсов; контроль нелегального рыболовства в акваториях; контроль состояния лесного фонда; контроль несанкционированного строительства; отслеживание развития транспортной инфраструктуры).4. A group of tasks for monitoring economic and other types of activities (identifying violations of technological processes and established regulations; monitoring compliance with license agreements when developing mineral deposits; monitoring the status of biological resources; monitoring illegal fishing in water areas; monitoring the state of the forest fund; monitoring unauthorized construction; monitoring development transport infrastructure).
5. Группа задач геологической, геофизической и геохимической направленности: расширение минерально-сырьевой базы за счет поиска залежей углеводородов на шельфе арктических морей (мониторинг деградации многолетней мерзлоты; мониторинг экзогенных геологических процессов - разрушения берегов морей и водохранилищ, русловых процессов, селей, оползней, обвалов и т.д.; создание и периодическое обновление кадастров природных ресурсов, выявление площадей, перспективных на поиск нефти, газа и твердых полезных ископаемых; обеспечение геологоразведочных работ различного профиля).5. The group of tasks of geological, geophysical and geochemical orientation: expanding the mineral resource base by searching for hydrocarbon deposits on the shelf of the Arctic seas (monitoring degradation of permafrost; monitoring of exogenous geological processes - destruction of the shores of seas and reservoirs, channel processes, mudflows, landslides, landslides etc .; creation and periodic updating of cadastres of natural resources, identification of areas promising for the search for oil, gas and solid minerals; edochnyh work in various fields).
6. Группа задач контроля чрезвычайных ситуаций (раннее обнаружение, прогноз и наблюдение за развитием техногенных катастроф, прогноз возникновения и развития зон повышенного риска; информационное обеспечение аварийно-спасательных работ; раннее обнаружение и наблюдение за развитием лесных и торфяных пожаров; объективная и оперативная оценка ущерба от стихийных бедствий, поддержание функций системы КОСПАС-САРСАТ).6. A group of emergency control tasks (early detection, forecast and monitoring of the development of technological disasters, forecasting the occurrence and development of high-risk zones; information support for emergency rescue operations; early detection and monitoring of the development of forest and peat fires; objective and operational damage assessment from natural disasters, maintaining the functions of the COSPAS-SARSAT system).
7. Группа экологических задач (мониторинг экологической обстановки на акваториях морей и в районах строительства новых портов и нефтяных терминалов, выявление и наблюдение в реальном масштабе времени за источниками загрязнения окружающей среды).7. A group of environmental tasks (monitoring the environmental situation in the waters of the seas and in the areas of construction of new ports and oil terminals, identifying and monitoring real-time sources of environmental pollution).
Источники информацииInformation sources
1. Патент Российской Федерации №2169433, опубл. 20.06.2001.1. Patent of the Russian Federation №2169433, publ. 06/20/2001.
2. Патент Российской Федерации №2302695, опубл. 02.06.2005.2. Patent of the Russian Federation No. 2302695, publ. 06/02/2005.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008102391/11A RU2360848C1 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Multi-purpose space system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008102391/11A RU2360848C1 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Multi-purpose space system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2360848C1 true RU2360848C1 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008102391/11A RU2360848C1 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Multi-purpose space system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360848C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460136C2 (en) * | 2010-10-29 | 2012-08-27 | Закрытое акционерное общество Научно-Производственный Концерн "БАРЛ" | Mobile ground-based special system for receiving and processing images |
| RU2466434C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | System for environmental monitoring and predicting air pollution of industrial region |
| RU2467347C1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-11-20 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of detection and high-accuracy determination of marine ice floes and radiolocating system that implements it |
| RU2475968C1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") | Multifunctional mobile complex for provision of monitoring information to users (mmcpmiu) |
| RU2484494C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ") | Method of locating object |
| RU2503127C2 (en) * | 2011-12-20 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users |
| RU2526850C2 (en) * | 2012-11-28 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" | Method of obtaining radar image of portion of earth's surface and synthetic aperture radar station (versions) |
| RU2696368C1 (en) * | 2018-11-09 | 2019-08-01 | Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") | Method of estimating motion parameters of mobile objects based on space zonal survey results and apparatus for space-based survey of space remote sensing complex space for implementing method |
| RU2726582C1 (en) * | 2019-07-23 | 2020-07-14 | Войсковая часть 13991 | Device for assessing possibility of launching soyuz-2 space rocket based on weather survey results |
| RU231924U1 (en) * | 2024-11-07 | 2025-02-18 | Ордена трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технический университет связи и информатики" (МТУСИ) | A CubeSat satellite with two spectrometers: a Fourier transform spectrometer and a gamma spectrometer |
-
2008
- 2008-01-25 RU RU2008102391/11A patent/RU2360848C1/en active
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460136C2 (en) * | 2010-10-29 | 2012-08-27 | Закрытое акционерное общество Научно-Производственный Концерн "БАРЛ" | Mobile ground-based special system for receiving and processing images |
| RU2467347C1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-11-20 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of detection and high-accuracy determination of marine ice floes and radiolocating system that implements it |
| RU2466434C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | System for environmental monitoring and predicting air pollution of industrial region |
| RU2475968C1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") | Multifunctional mobile complex for provision of monitoring information to users (mmcpmiu) |
| RU2484494C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "МГТУ") | Method of locating object |
| RU2503127C2 (en) * | 2011-12-20 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users |
| RU2526850C2 (en) * | 2012-11-28 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" | Method of obtaining radar image of portion of earth's surface and synthetic aperture radar station (versions) |
| RU2696368C1 (en) * | 2018-11-09 | 2019-08-01 | Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") | Method of estimating motion parameters of mobile objects based on space zonal survey results and apparatus for space-based survey of space remote sensing complex space for implementing method |
| RU2726582C1 (en) * | 2019-07-23 | 2020-07-14 | Войсковая часть 13991 | Device for assessing possibility of launching soyuz-2 space rocket based on weather survey results |
| RU231924U1 (en) * | 2024-11-07 | 2025-02-18 | Ордена трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технический университет связи и информатики" (МТУСИ) | A CubeSat satellite with two spectrometers: a Fourier transform spectrometer and a gamma spectrometer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fu et al. | Remote sensing satellites for digital earth | |
| RU2360848C1 (en) | Multi-purpose space system | |
| Mouche et al. | Copolarized and cross‐polarized SAR measurements for high‐resolution description of major hurricane wind structures: Application to Irma category 5 hurricane | |
| Spilker Jr et al. | Global positioning system: theory and applications, volume I | |
| RU2349513C2 (en) | International aerospace automated system for monitoring of global geophysical events and prediction of natural and anthropogenic disasters (iasasm) | |
| Cunningham et al. | National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System: meeting future user needs for Earth system observations | |
| Rosmorduc et al. | Radar altimetry tutorial | |
| RU2465729C2 (en) | International global monitoring aerospace system (igmas) | |
| Guerra et al. | On small satellites for oceanography: A survey | |
| Kramer | Earth observation remote sensing: survey of missions and sensors | |
| Rothacher et al. | The future global geodetic observing system | |
| Tan | Meteorological satellite systems | |
| Kirkko-Jaakkola et al. | Challenges in Arctic navigation and geospatial data: user perspective and solutions roadmap | |
| Walter | The uses of satellite technology in disaster management | |
| Asmus et al. | Development of the space observation system and geophysical monitoring system in Roshydromet | |
| Ilčev | Global Satellite Meteorological Observation (GSMO) Applications: Volume 2 | |
| Klopotek | Observations of artificial radio sources within the framework of geodetic very long baseline interferometry | |
| Guo et al. | Chinese earth observation satellites | |
| McElroy et al. | The space station polar platform: NOAA systems considerations and requirements | |
| Qiao et al. | Satellites Orbit Design and Determination for the Australian Garada Project | |
| Boniface et al. | Europe’s space capabilities for the benefit of the Arctic | |
| Ilčev et al. | Integration in space meteorology | |
| Narasimhan | Satellite Navigation | |
| SELVAN | Ground Station Design for LEO's: Implementation for KvarkenSat | |
| Guo et al. | Other Earth Observation Satellites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171110 |