НИЗКООРБИТАЛЬНАЯ МНОГОСПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ "МАРАФОН"

ведение……………………………………………………………...………...3
1. Обзор низкоорбитальных спутниковых группировок……..........................6
1.1 Зарубежные проекты………………………………………………...………6
1.1.1 Система спутниковой связи Iridium
1.1.2 Глобальная спутниковая система Starlink…………………………….11
1.2 Российский проект глобальной спутниковой системы связи «Сфера»……………………………………………………………………...14
2. Сравнительная характеристика спутниковых систем «Гонец» и «Марафон»……………………………………………………………………17
2.1. Спутниковая система персональной связи «Гонец»…………………...17
2.2. Низкоорбитальная многоспутниковая система передачи данных «Марафон IoT»………………………………………………………..….26
3. Принципы построения орбитальных плоскостей и необходимые вычисления в программе STK…………………………...…………………..31
3.1. Программные возможности STK…………………………….………….32
3.2. Построение на орбитальной плоскости КА……………………….……38
3.3. Окна прозрачности ………………………………………………………37
3.4. Зона покрытия…………………………………………………...……….38
Заключение……………………………………………………………..………..40
Библиографический список………………………………………………..……41
Приложение 1…………………………………………………………………….43
Приложение 2…………………………………………………………………….44
Приложение 3…………………………………………………………………….45
Приложение 4…………………………………………………………………….46

Весь текст будет доступен после покупки

«Интернет вещей» (IoT) в последнее время получило широкое распространение и стало главным трендом последнего десятилетия. Объяснений термина «интернет вещей» достаточно много. Все они различаются трактовкой, но можно выделить общую часть:

Интернет вещей (Internet of Thing, IoT) — это глобальная вычислительная сеть, объединяющая в себе различного рода физические объекты, способные взаимодействовать между собой и внешним миром.

Ключевая особенность — в сети будут участвовать не только компьютеры, смартфоны и иные достаточно мощные вычислительные устройства, а любые устройства, имеющие выход в интернет.

IoT позволяет компаниям автоматизировать процессы и снижать трудозатраты. Это сокращает объем отходов, улучшает качество предоставляемых услуг, удешевляет процесс производства и логистику. Поэтому крупные мировые компании уже претворяют в жизнь разнообразные проекты в этой области. Интернет вещей объединяет устройства в компьютерную сеть и позволяет им собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные другим объектам через программное обеспечение, приложения или технические устройства. Так, могут связываться в единую сеть не только компьютеры и смартфоны, но и бытовую технику, электронику, системы освещения и другие предметы.

Для связи электроники используются разные протоколы и технологии:

• Сетевое подключение. Классический способ для ПК, серверов, принтеров и некоторых других устройств. Обеспечивает самую высокую скорость передачи данных, но не позволяет технике быть мобильной.
• 3G/4G/5G. Зона покрытия мобильными сетями охватывает все крупные города планеты и большую часть других населенных пунктов. Например, 5G способна обеспечить скорость до 1-2 Гбит/с, что практически не уступает проводному соединению.
• Wi-Fi, Bluetooth, Wi-Max и аналоги. Передача данных на небольшом расстоянии — в квартире, доме, офисе. Позволяют мелкой технике беспроводным путем подключаться к сети.
• NFC, RFID и тому подобное. Radio Frequency Identification — автоматическая идентификация объектов. Данные, хранящиеся в RFID-метках, считываются или записываются посредством радиосигналов. Визуально метки выглядят как небольшие ярлычки, прикрепляемые к вещам.
• Спутниковый Интернет. С запуском сети Starlink и ее аналогов этот способ коммуникации вещей может стать одним из главных, особенно в удаленных регионах, где нет покрытия мобильной сети.

Благодаря всем вышеописанным технологиям «умные вещи» могут взаимодействовать как на уровне отдельной комнаты, так и в масштабах целого города или даже планеты.

Интернет-вещи генерируют информацию, используя всевозможные сенсоры или датчики. Данные передаются во встроенные контроллеры, микропроцессоры, которые их обрабатывают и посредством проводных или беспроводных сетей передают далее. В облачных хранилищах или других информационных центрах собранная информация обрабатывается и выполняется удаленный контроль.

Определенные сложности возникают на тех территориях, которые невозможно охватить мобильной связью. Такие, как Крайний Север, Арктика и подобные удалённые, труднодоступные места нашей планеты. Для этого необходимо развивать спутниковую составляющую.

На территории России для развития услуг интернет вещей планируется создание низкоорбитальной группировки малых космических аппаратов «Марафон IoT», которая войдет в состав проекта «Сфера».

Цель работы: исследование технических характеристик системы «Марафон IoT», а также моделирование в программе STK.

Основные задачи:
• Анализ общей структуры низкоорбитальной системы космических аппаратов «Марафон IoT» и «Гонец»;
• Обзор низкоорбитальных спутниковых группировок;
• Рассмотрение технических характеристик системы «Марафон IoT»;
• Вычисление количества пересечений орбит;
• Подсчет «окон прозрачности», когда связь отсутствует на территории Красноярска;
• Проведение расчетов площади зоны покрытия.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Обзор низкоорбитальных спутниковых группировок
1.1. Зарубежные проекты
1.1.1. Система спутниковой связи Iridium
В состав ССС Iridium входят орбитальная группировка (ОГ) КА, система управления и контроля, сегмент шлюзовых станции сопряжения, АТ и существующие системы проводной и беспроводной связи, сопрягаемые с ССС (рис. 1).

Рис. 1. Структура ССС Iridium
Штатная орбитальная группировка ССС Iridium включает в себя 66 основных космических аппаратов (КА), равномерно размещенных на приполярных орбитах с наклонением 86,40 и высотой около 780 км. Дополнительно к этому имеются 6 резервных КА, расположенные на орбите высотой 645 км. КА на основных орбитах распределены в 6 равноудаленных друг от друга орбитальных плоскостях по 11 КА в каждой плоскости (рис. 2). Угловой разнос между КА в одной плоскости составляет примерно 32,7°. Соседние орбитальные плоскости разнесены примерно на 31,6°, а разнос между 1-ой и 6-ой плоскостями составляет 22,1°. Период обращения  100 мин 28 с.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Официальный сайт проекта «Сфера» - https://www.roscosmos.ru
2. Официальный сайт корпорации «Starlink» - https://www.starlink.com
3. Официальный сайт компании «Iridium» - https://www.iridium.com
4. Официальный сайт спутниковой системы «Гонец» - https://gonets.ru/rus
5. Официальный сайт - www. iss-reshetnev.ru
6. Сомов А.М., Корнев С.Ф. Спутниковые системы связи: Учебное пособие для вузов / Под ред. А.М. Сомова. – М.: Горячая линия-Телеком, 2015. – 244 с.
7. Пратт С.Р. Обзор работы и производительности спутниковой системы на низкой околоземной орбите Iridium,/ Р.А. Рейнс, К.Э. Фосса и М.А. Темпл с 2-10,1999
8. Соболев Д.В. Международно-правовая регламентация спутникового интернета: способы защиты суверенитета и их последствия/ Д.В. Соболев // Скиф. Вопросы студенческой науки. – 2020.- №3(43).-С.57-65.
9. АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева Сибирский спутник/ С. Башкова, Е. Степанова, О. Семенчук, Е. Михальченкова // Подключим всех. – 29.07.2021 г. - №16 (524) – С. 7
10. АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева Сибирский спутник/ С. Башкова, Е. Степанова, О. Семенчук, Е. Михальченкова // Старт дан. – 13.12.2021 г. - №28 (536) – С. 3
11. АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева Сибирский спутник/ С. Башкова, Е. Степанова, О. Семенчук, Е. Михальченкова // Набор высоты. – 26.11.2021 г. - №27 (535) – С. 5
12. Анпилогов В.Р. Проект «Марафон» – система спутниковой связи для IoT: Доклад на Ежегодной конференции операторов и пользователей сети спутниковой связи и вещания в России. - 03.10.2019 г.
13. Анпилогов В.Р. Эффективность низкоорбитальных систем спутниковой связи на основе малых космических аппаратов // Технологии и средства связи. 2015 г. № 4.
14. Инновационные спутниковые сервисы на низких орбитах [Электронный ресурс] Сonnect-wit.ru/ Сonnect WIT 2019 № 11-12 URL: https://www.connect-wit.ru/innovatsionnye-sputnikovye-servisy-na-nizkih-orbitah.html (дата обращения:17.01.2020)
15. Роскосмос: Марафон Спутниковая система [Электронный ресурс] Tadviser.ruURL:https://www.tadviser.ru/index.php/Продукт:Роскосмос:_Марафон_Спутниковая_система (дата обращения:2022 г.)
16.Система космической связи "Гонец" [Электронный ресурс] Sis-tss.ru URL: https://sis-tss.ru/2010-06-23-17-26-43/199----qq.html
17. Низкоорбитальная многоспутниковая система передачи данных «Марафон IoT» [Электронный ресурс] Ka-band.info URL: https://ka-band.info/resources/RTable-IoT-2-nov-2020/Marathon-IOt-2-Nov-02.11.2020.pdf (дата обращения: 02.11.2020г.)
18. Анпилогов В.Р. , АО “ВИСАТ-ТЕЛ” / Многоспутниковая низкоорбитальная система «Марафон IoT»: новые технологии и новый рынок интернета вещей [Электронный ресурс] Iotas.ru URL: https://iotas.ru/files/lora/11-visat.pdf
19. В.В. Бетанов, С.А. Волков, Н.С.Данилин Проблемные вопросы создания многоспутниковых орбитальных группировок на базе малоразмерных космических аппаратов/ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ – 2019г. - том 6, выпуск 3 - С. 57–65
20. Концепция создания и применения малоразмерных космических аппаратов. [Электронный ресурс] https://www.roscosmos.ru/23836/ (Дата обращения 03.07.2019).
21. Эйдус А. Г. Анализ действующих негеостационарных спутниковых систем на рынке M2M/IoT и оценка коммерческой перспективности планируемых многоспутниковых систем // Технологии и средства связи – 2017г. - № 6–2. - С. 20–27.

Весь текст будет доступен после покупки