Зоны видимости, покрытия, обслуживания.
Под зоной видимости ИСЗ следует понимать часть поверхности Земли, с которой ИСЗ виден под углом места больше некоторой минимально допустимой величины (например, 5°) в течение заданной длительности сеанса связи; под мгновенной зоной видимости понимается зона видимости в определенный момент, т. е. при нулевой длительности сеанса связи. При движении ИСЗ мгновенная зона перемещается, и поэтому зона видимости в течение некоторого времени всегда меньше мгновенной, так как представляет собой внутреннюю огибающую мгновенных зон.
Важнейшей характеристикой системы спутниковой связи является зона покрытия — часть зоны видимости, в которой обеспечиваются необходимые энергетические соотношения на линии связи при определенных энергетических параметрах земной станциии. Эта характеристика имеет важное значение при проектировании систем спутниковой связи и анализе взаимодействия между ними.
Очевидно, что при перемещении «точки прицеливания» ТП оси ДН к краю видимого с ИСЗ диска Земли луч становится все более наклонным к земной поверхности и площадь зоны обслуживания несколько возрастает (рис. 3.2), увеличивается дальность, падает уровень сигнала.
Рис.3.2. К определению зоны покрытия – а; к определению эффекта увеличения зоны обслуживания – б.
Важным является то обстоятельство, что в атмосфере Земли возникает дополнительное затухание [8], котороезависит от угла прихода луча (угла места антенн ЗС) и при малых углах заметно возрастает. Это, в противовес изложенным ранее геометрическим соображениям, делает невыгодной работу при малых углах места, особенно на частотах выше 10 ГГц, и сокращает зону обслуживания по сравнению с построенной чисто геометрически заявочной характеристикой.
Существенное влияние, даже при современной высокой точности вывода и удержания ИСЗ на орбите, оказывают нестабильность положения ИСЗ на орбите и нестабильность ориентации его антенн. В связи с этим для точного расчета зоны покрытия приходится определять ту часть поверхности Земли, где заданное качество связи обеспечивается при любых, даже самых неблагоприятных сочетаниях параметров, характеризующих нестабильность. Для этого вводится понятие зоны гарантированного уровня сигнала.
Наконец, следует ввести понятие зоны обслуживания — той части поверхности Земли, на которой расположены или могут располагаться ЗС данной сети, т. е. зоны, в которой действительно необходимо обеспечить нормальную работу земных станций [4,10]. На этой территории необходимо обеспечить не только выполнение всех условий, определяющих зону покрытия, но и соблюдение необходимых защитных отношений по отношению к помехам от других радиосистем, в том числе других спутниковых систем связи. Все расчеты взаимных помех, осуществляемые при координации ССП в процессе регистрации в Международном комитете по радиочастотам, должны проводиться для любой точки зоны обслуживания. Очевидно, что зона покрытия всегда охватывает зону обслуживания и превышает ее по величине. Регламент радиосвязи в интересах экономии спектра частот рекомендует, чтобы зона покрытия была как можно ближе к зоне обслуживания.
Рис. 3.3. Зона обслуживания спутника Галс-2.
ТП - точка прицеливания антенны спутника; числа 0,6; 0,9; 1,2; 1,5 указывают диаметр антенны в метрах, необходимый для уверенного приёма сигнала.