Каталог Данных Каталог Организаций Каталог Оборудования Каталог Программного Обеспечения Написать письмо Наши координаты Главная страница
RSS Реклама Карта сайта Архив новостей Форумы Опросы 
Здравствуйте! Ваш уровень доступа: Гостевой
Навигатор: Публикации/Наши издания/Пространственные данные/Содержание журналов/№ 1 (2006)/
 
Rus/Eng
Поиск по сайту    
 ГИС-Ассоциация
 Аналитика и обзоры
 Нормы и право
 Конкурсы
 Дискуссии
 Наши авторы
 Публикации
 Календарь
 Биржа труда
 Словарь терминов
Проект поддерживают  















Авторизация    
Логин
Пароль

Забыли пароль?
Проблемы с авторизацией?
Зарегистрироваться


width=1 Rambler_Top100

наша статистика
статистика по mail.ru
статистика по rambler.ru

Реклама на сайте
Новостные ленты

В.Е. Гершензон, А.А. Кучейко Стандартизация оборудования станций приема данных ДЗЗ

В.Е. Гершензон, А.А. Кучейко(ИТЦ «СканЭкс»)

Существующие международные стандарты носят рекомендательный характер, но стремление присутствовать на международном рынке космической информации делает их де-факто законодательными нормами для гражданских и коммерческих программ ДЗЗ


Международная стандартизация параметров и систем спутников дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) стала объективной реальностью в связи с развитием мирового рынка космической информации и появлением большого числа программ ДЗЗ в различных странах.
Стандартизации подверглись частотные характеристики и структурные параметры радиолиний, что обеспечивало возможность использования одной и той же наземной станции для приема и обработки информации со спутников различных программ ДЗЗ. Несмотря на то, что существующие международные стандарты носят рекомендательный характер, стремление присутствовать на международном рынке космической информации делает их де-факто законодательными нормами для гражданских и коммерческих программ ДЗЗ.

Радиолинии передачи данных

Понятие линий передачи данных связано с коммуникационной архитектурой. Исходя из функционального предназначения космических аппаратов (КА), различают следующие типы коммуникаций в космических системах:
передача команд, телеметрии и траекторные измерения (КТТИ);
сбор данных (специальной информации или изображений от съемочной аппаратуры);
передача данных через КА-ретрансляторы (в качестве данных могут выступать КТТИ и специальная информация съемочной аппаратуры).
В зависимости от схемы распределения данных выделяют два основных типа конфигурации: от точки к точке и циркулярное оповещение (от одного всем).

Диапазоны частот для передачи данных на Землю

По мере развития радиотехники и увеличения объема передаваемой с космических аппаратов информации осваивались все более высокочастотные диапазоны электромагнитного спектра. В настоящее время для передачи информации по радиолиниям с борта КА ДЗЗ и метеосъемки используются следующие диапазоны радиочастот:
ОВЧ (135 150 МГц) и УВЧ (400 470 МГц);
L (1670 1990 МГц);
S (2000 2300 МГц);
Х (7450 8400 МГц);
Ku (13,75 15,35 ГГц, используется в межспутниковой связи);
Ka (25,5 27,0 ГГц).

Основные диапазоны частот, применяемые в радиолиниях «Борт Земля» спутников ДЗЗ и метеосъемки, приведены в табл. 1. Стоит заметить, что некоторые государства используют частоты, отличные от указанных. Так, китайские КА ДЗЗ применяют для передачи данных КТТИ частоту 180 МГц, а для метеоданных 480 МГц.
Таблица 1. Основные диапазоны частот, применяемые в радиолиниях КА ДЗЗ и метеосъемки

Диапазон частот ОВЧ/УВЧ применялся в системах ДЗЗ в 1960-х годах, в настоящее время используется ограниченно для автоматической низкоскоростной передачи обзорных метеоизображений (формат АРТ), данных от автоматических датчиков сбора информации и сигналов бедствия, двусторонней связи с микро- и миниспутниками ДЗЗ, а также для передачи данных КТТИ в командно-измерительных комплексах некоторых стран (Россия, Китай).

Радиолинии L-диапазона частот используются для передачи метеоизображений с разрешением около 1 км с полярных и геостационарных спутников NOAA, «Метеор» (Россия), FY (Китай), GOES, METEOSAT (ESA), MTSAT (Япония).

Радиолинии S-диапазона широко используются с 1970-х годов для передачи команд, телеметрии, а также сбора данных ДЗЗ по среднескоростным каналам связи (1 15 Мбит/с), это, например, камера MSS спутников Landsat-4, -5 (США), камеры спутников DMC и DMSP (США).
Радиолинии X-диапазона широко применяются в международной практике в качестве основных линий передачи средне- и высокоскоростных потоков данных (до 320 Мбит/с) с борта спутников практически всех основных космических систем ДЗЗ на наземные станции. Характеристики радиолиний передачи информации со спутников крупнейших программ ДЗЗ приведены в табл. 2, где РМВ реальный масштаб времени, ЗУ запоминающее устройство.
Таблица 2. Характеристики радиопередатчиков систем ДЗЗ

В системах межспутниковой ретрансляции данных используются диапазоны S (2 2,3 ГГц), Ku (13 15 ГГц) и Ka (23 28 ГГц). В связи с увеличением информативности космических датчиков дистанционного зондирования решением Международного союза электросвязи ITU полоса диапазона частот Кa (25,5 27,0 ГГц) выделена для радиолиний высокоскоростной передачи данных в направлении «Борт Земля». Впервые в практике ДЗЗ радиолинии передачи данных Ка-диапазона планируется использовать в перспективной метеорологической системе США NPOESS.

Стандарты передачи команд, телеметрии и данных

Функции проведения траекторных измерений, передачи командно-программной информации и приема телеметрии обычно возложены на национальные командно-измерительные комплексы (КИК). На борту спутников устанавливаются устройства приема команд и формирования телеметрических сигналов, соответствующие национальным стандартам и аппаратуре КИК. Большая часть современных КА ДЗЗ применяет для передачи данных КТТИ радиолинии S-диапазона.

В США используется командно-телеметрическая аппаратура нескольких стандартов:
агентства NASA USB (Unified S-Band) для всех гражданских спутников NASA и многих коммерческих спутников;
ВВС США SGLS (Space Ground Link System) для большинства военных и военно-экспериментальных спутников Министерства обороны США;
TDRS (агентства NASA) для всех гражданских спутников NASA, обслуживаемых системой межспутниковой передачи данных TDRSS;
CDLS (Common Data Link System) для обеспечения разведывательных КА.

Стандарты командно-телеметрической аппаратуры КА США в S-диапазоне частот приведены в табл. 3.
Таблица 3. Стандарты командно-телеметрической аппаратуры КА США в S-диапазоне частот

В 1987 г. был введен единый международный протокол передачи командной и телеметрической информации CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems). Впервые он был реализован на спутнике ERS-1 Европейского космического агентства (ESA) в 1991 г.

В настоящее время практически все КА ДЗЗ оснащаются аппаратурой передачи данных по радиолиниям, удовлетворяющим протоколу CCSDS: RADARSAT-1 (Канада), RocSat-1 (Тайвань), американские Landsat-7, Terra, Aqua, MTI, EO-1, KOMPSAT-1 (Корея), ADEOS-2 (Япония), а также перспективные КА COSMO (Италия), Pleiades (Франция), TerraSAR-Х (Германия), MetOp-1 и др. Благодаря CCSDS оборудование одной станции может с минимальными модификациями принимать и обрабатывать данные от различных КА ДЗЗ. В качестве альтернативных протоколов, применяемых в некоторых национальных проектах, можно назвать TDM и SLE.

Относительно новым способом является передача информации в формате IP (Internet Protocol), значительно ускоряющая обработку и представление данных. Впервые в практике ДЗЗ такой формат передачи был успешно реализован при радиообмене данными с британским миниспутником UoSat-12.

Наземные станции приема данных ДЗЗ

Развитие технологий, особенно в течение последних 10 15 лет, существенно повлияло на облик наземных приемных комплексов. На место дорогостоящих систем с капитальными конструкциями и крупногабаритными антеннами диаметром 10 15 м пришли малоразмерные недорогие комплексы с антеннами диаметром 2 3 м.

Развитие рынка данных ДЗЗ и демократизация доступа к космической информации благотворно отразились на рынке приемных комплексов. В связи с увеличением числа программ дистанционного зондирования Земли вырос спрос на универсальные комплексы приема сигналов радиолиний Х-диапазона частот. Операторы существующих центров ДЗЗ модернизируют уже действующие приемные комплексы под форматы радиолиний новых спутников.
Станция «УниСкан-36» с антенной диаметром 3,6 м в Московском центре

В связи с большой практической значимостью информации MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer сканирующий спектрорадиометр среднего разрешения) спутников серии EOS создана крупнейшая международная сеть из 110 упрощенных малоразмерных комплексов Х-диапазона, которая обеспечивает сбор данных MODIS в реальном масштабе времени. Четвертая часть этих станций разработана и изготовлена в России ИТЦ «СканЭкс».
Развитие приемных комплексов в 1970 1990-х годах шло по пути универсализации крупногабаритных специализированных станций. Комплекс на базе ТНА-57 с антенной диаметром 12 м (Приозерск, Республика Казахстан) в советский период применялся для полигонных испытаний и сопровождения объектов в S-диапазоне частот. В результате модернизации, проведенной ИТЦ «СканЭкс» в 2004 г., обеспечена возможность приема данных с КА IRS-1C, -D и «Метеор-3М»-1 в Х-диапазоне частот

В некоторых странах для оперативного распространения данных космической съемки Земли используются технологии телевещания. После обработки в центрах ДЗЗ космические изображения транслируются через геостационарные спутники телевещания на сеть станций потребителей, оснащенных малогабаритными антеннами приема телевизионных программ. Такие сети созданы, например, в Европе для трансляции данных метеоспутника MSG и в Китае для распространения изображений радиометра MODIS по всей стране.
В Центре ДЗЗ Ирана, где установлена станция «УниСкан-36»

Наблюдается и другая тенденция. Операторы космических систем ДЗЗ высокого разрешения расширяют дистрибьюторские сети, предлагая клиентам вместе с контрактами на прием космической информации дорогостоящие специализированные станции с терминалами обработки, перекладывая часть стоимости разработки космического сегмента на изделия наземного комплекса. В качестве примера можно привести терминалы бывшей компании Space Imaging (США) для приема данных IKONOS-2 или терминал ELS (Easy Link to SPOT), созданный европейским аэрокосмическим концерном Astrium для приема данных SPOT-5, суммарная стоимость которого превышает 2 млн евро. В то же время благодаря гибкому подходу компаний-операторов SPOT Image, MDA (Канада), ImageSat (Израиль), Antrix существует возможность дооборудования существующих наземных комплексов Х-диапазона трактами для приема с КА SPOT-2, -4, RADARSAT-1, EROS A, IRS-1C, -1D, -P6 по разумным ценам.

Благодаря мировым процессам стандартизации, глобализации и универсализации возникла международная сеть универсальных станций приема спутниковых данных в Х-диапазоне частот, что упрощает и удешевляет доступ к космической информации для конечного пользователя, которого интересует информационный продукт, а не схема и аппаратная реализация доступа. Отрадно заметить, что в этой сети Россия занимает далеко не последнее место.


См. также:
Каталог Организаций:
   - СКАНЭКС
Каталог Оборудования:
   - MTSAT-2 (спутник)***
   - GOES (метеорологический спутник)
   - Метеор-3М***
   - Landsat-7
   - Meteosat MSG-1***
   - IRS-1A, 1B (Индия)*
   - MSG-1,2 (Meteosat Second-Generation) (метеоспутник)
   - Метеор-М №1
   - IRS 1C , 1D (Индия) КА
   - RADARSAT (Канада)
   - Landsat
Каталог Авторов:
   - Кучейко А.А.
   - Гершензон В.Е.

Разделы, к которым прикреплен документ:
Публикации / Наши издания / Пространственные данные / Содержание журналов / № 1 (2006)
 
Комментарии (0) Для того, чтобы оставить комментарий Вам необходимо авторизоваться или зарегистрироваться




ОБСУДИТЬ В ФОРУМЕ
Оставлено сообщений: 0


Источник: Пространственные данные №1 2006
Цитирумость документа: 14
18:31:21 09.03 2006   

Версия для печати  

© ГИС-Ассоциация. 2002-2016 гг.
Time: 0.027535915374756 sec, Question: 109