Курсовая: Сравнение и выбор оптимальной системы определения местоположения - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Сравнение и выбор оптимальной системы определения местоположения

Банк рефератов / География, экономическая география

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 39 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

14 “Сравнение и выбор оптимальной системы определения местоположения п одвижных объек тов для использования на территории России.” Введение В настоящее в ремя у многих ведомств и организаций возн икает необходимость оперативного слежения за местоположением и состоянием подвижных объектов , а также передачи на них оперативной ин формации . Практически все заинтересованные диспетчерск ие службы в настоящее время имеют в с воем распоряжении те или иные технические средства , позволяющие осуществлять контроль /сле жение за передвижением своих объектов . Однако существующие средства не явля ются со вершенными , обладают малой степенью автоматизации и имеют малую достоверность. В последние годы настоятельно ставится задача о внедрении новых надежных техничес ких средств , которые позволили бы осуществлят ь автоматизированный сбор диспетчерской инфо рмации с подвижных объектов , а также передавать информацию на объекты . Технически эта задача может быть выполнена целым рядом средств , как традиционных , так и с путниковых . На практике , однако , ни одна из возможных систем так и не была реали зована на терри т ории России. Создание такой системы позволит обеспечит ь автоматизированный сбор информации о дислок ации подвижных объектов , обслуживаемых в рамк ах данной системы вне зависимости от их местоположения на Земном шаре , т.е . в гло бальном режиме . При этом средст ва сист емы будут автоматически вычислять географические координаты местоположения объектов и направл ять их в соответствующие диспетчерские пункты пользователей . Информация может быть также запрошена с объекта по инициативе диспетче ра из диспетчерского пун к та и имеется возможность передать на объект нео бходимую информацию. Средства системы позволяют не только решать коммерческие цели управления , но и обеспечат повышение безопасности движения объект ов и будут способствовать охране человеческой жизни . Данные о дислокации аварийных объектов могут быть переданы в соответству ющие поисково-спасательные службы. Изучения , проведенные в России показали , что имеются следующие основные категории п отенциальных пользователей , заинтересованные в по лучении оперативной инфор мации с подвижны х и стационарных объектов : 1. Администрации , эксплуатирующие морские и речные суда. 2. Организации , эксплуатирующие подвижной жел езнодорожный состав и специальные средства. 3. Организации , эксплуатирующие подвижные авт омобильные объекты. 4. Научные организации , проводящие с помощью подвижных технических средств изучен ие мирового океана и воздушного пространства. 5. Организации , эксплуатирующие магистральные трубопроводы и иные удаленные объекты. 6. Предприятия топливно-энергетического компле кса. 7. Администрации , осуществляющие контроль за состоянием окружающей Среды. 8. Сельскохозяйственные предприятия. 9. Коммерческие структуры. Анализ требований потенциальных пользователе й к системам сбора оперативной информации позволил выявить следующее : 1. Необходимость автоматического определения географического местоположения объекта , не требую щего вмешательства оператора в работу оконечн ого устройства . При этом требования к точн ости определения местоположения варьируются от нескольких метров до десят ков километр ов . Некоторые категории объектов движутся по строго определенным маршрутам (поезда , автомо били ), в то время , как другие имеют бол ьшую свободу перемещений (суда , научные буи и т.д .). 2. Требования к оперативности доставки ин формации от оконечног о устройства до пункта сбора данных пользователя изменяются о т нескольких минут до нескольких часов. 3. Количество определений - от нескольких раз в месяц до нескольких раз в час. 4. Возможность передачи дополнительной инфор мации с подвижного объекта и на объ ект . При этом выявлен достаточно широкий д иапазон информации , подлежащей передачи. 5. Наличие простых и недорогостоящих окон ечных устройств пользователей , которые при не обходимости могли бы работать от автономных источников питания. В использовании сис темы слежения за местоположением подвижных объектов проявили заинтересованность ряд ведомств и организаций (МВД , МПС и др .). 1. Основные требования к сист еме слежения за подвижными объектами. Система должна обеспечивать возможность слежения за передвиже н ием ценных грузов , легкового автотранспо рта и других подвижных объектов в реально м масштабе времени с точностью определения местоположения до 50-400 метров , а также получен ия от объектов аварийной информации. В состав системы должны входить главн ый и регио нальные диспетчерские центры , в которые информация от объектов должна поступать одновременно . Должна быть предусмотрена возможность зап росов о местоположении и состоянии объектов из диспетчерских центров , а также передач а на них информации. Тип передаваем ой информации - цифровой. Терминалы , устанавливаемые на подвижные о бъекты , должны быть устойчивы к вибрационным воздействиям , иметь малые габариты , вес (н е более 1 - 1,5 кг .) и энергопотребление . Электропита ние должно осуществляться от автономного исто чник а. Необходимо предусмотреть возможность автомат ического срабатывания терминалов в аварийных ситуациях. Терминалы должны обеспечивать бесперебойную работу в диапазоне температур от -50 до +50 С пр и влажности воздуха п ри 30 С - 99%. Антенны терминалов должны иметь малые габариты и обеспечивать бесперебойную связь при скорости ветра до 30 м /сек . 2. Описание существующих и планируемых отечественных и зарубежных систем , пр едоставляющих возможно сть слежения за местоположением подвижных объ ектов 2.1 Международная система спутниковой связи “Инмарсат” В 1982 году начал ась эксплуатация Международной системы спутников ой связи (ИНМАРСАТ ). Для эксплуатации и раз вития этой системы была создана новая международная организация со штаб квартирой в Лондоне . Сейчас эта организация объединяе т 75 государств. Система “Инмарсат” включает в себя сл едующие основные комплексы : - космический сегмент ; - сеть Земных станций ; - Координационные цен тры системы ; - парк станций , устанавливаемых на подвиж ных объектах. Работа системы осуществляется в диапазона х частот , выделенных Всемирной административной радиоконференцией для подвижных служб . Для подвижных объектов используется диапазон 1,5/1,6 ГГц ., а для фидерных линий земных станций - 4/6 ГГц . Система “Инмарсат” обслуживает все существующие подвижные службы , включая морскую , авиационную и сухопутную и позволяет осу ществлять двустороннюю связь в телефонном и телеграфном режимах . При этом , с помощью с и стемы сигнализации , вхождение в связь осуществляется в полностью автоматизир ованном режиме . Любая станция , установленная н а подвижном объекте , может в автоматическом режиме осуществлять выход на любого абонен та телексной или телефонной сетей , независимо о т страны и континента . Качеств о каналов связи удовлетворяет соответствующим рекомендациям МСЭ . Космический сегмент , системы на данном этапе , включает в себя 8 спутников - ретрансля торов (4 основных и 4 резервных ), расположенных на геостационарной орбите . С еть “Инмарсат” , организованная в 4 океанских регионах , покрыва ет практически всю поверхность Земного шара , за исключением приполярных районов. Радиокомплекс КА состоит ретрансляторов , осуществляющих прием , усиление и перенос сигн алов (без какой-либо обрабо тки ) в следу ющих диапазонах : 1,6 ГГц - 4 ГГц (линия “подвижное средство-КА-З емля” ); 6 ГГц - 1,5 ГГц (линия “Земля-КА-подвижный объ ект” ); Диаграмма направленности антенных систем , как правило , оптимизированна для облучения по верхности Земного шара. Пропуск ная способность в каждом о кеанском регионе определяется параметрами конкре тного КА , выполняющего роль эксплуатационного (от 75 до 200 эквивалентных телефонных каналов ). Для работы в рамках системы “Инмарсат ” подвижные объекты оснащаются оконечным терм иналь ным оборудованием . Такое оборудование должно удовлетворять определенным технико-эксплуат ационным требованиям “Инмарсат”а , известным как Стандарты. Станция Стандарта-А практически является терминальным устройством международной телефонной и телексной связ и . Протоколы работы обеспечивают автоматическое соединение с любым абонентом этих сетей . Станции Стандарта-А имеют добротность -4 дБ /К , ЭИИМ в пределах 36 дБВт . Работа станции обеспечивается с по мощью направленной и стабилизированной параболич еской антенн ы диаметром 80-120 см . Станци я управляется микропроцессорами и явл яются полностью автоматизированной и обеспечивае т связь в телефонном и телеграфном режима х. Одобрение станций Стандарта-А “Инмарсат”ом уже прекращено вследствие неэффективности испо л ьзованием этим оборудованием выделенного частотного диапазона и мощности ИСЗ. В настоящее время в системе “Инмарсат ” внедряются новые классы аппаратуры , получив шие следующие названия : Станции Стандарта-С представляют собой ма логабаритные станции с ненаправ ленной ант енной с добротностью -23 дБ /К , ЭИИМ - 12 дБВт . Антенные системы имеют либо ненаправленную либо слабонаправленную диаграммы направленности и обладают небольшими физическими габаритами . Передача информационных и сигнальных сообщений осуществляется в пакетной форме . Спутниковая приемо-передающая станция Стандар та-С , оборудованная встроенным приемником GPS (Global Positioning System) для определения местоположения подвижного объект а , позволяет автоматически передавать навигационн ые данные объекта в д испетчерские цен тры . Погрешность в определении местоположения составляет десятки метров . Связь осуществляется при любых погодных условиях и атмосферных явлениях по запросу с диспетчерского цен тра , либо автоматически , в заданные диспетчеро м интервалы време н и. В настоящее время в данной системе эксплуатируются комплексы , базирующиеся на испо льзовании типового персонального компьютера . Данн ый комплекс позволяет отображать движение тра нспортных средств по территории России на экране монитора с помощью электронн ых карт и осуществлять с объектами двусторо ннюю связь в режиме низкоскоростной передачи данных (600 бит /сек ). На электронные карты пользователь может наносить необходимую ему информацию самостоятельно как в виде помет ок на карте , так и при помощи прикладн ы х баз данных. Транспортное средство (например грузовик с особо опасным или дорогим грузом ) оборуд уется терминалом “Инмарсат” Стандарта-А , совмещенн ым с GPS. Диспетчер может получать всю необхо димую ему информацию по конкретному транспорт ному средству (мест оположение , аварийная с итуация , при необходимости технологические данные перевозимых грузов ) по собственному запросу , или автоматически , по заданному интервалу времени . Он также имеет возможность передав ать или принимать текстовые сообщения . Все переданны е /принятые сообщения автома тически архивируются в электронных журналах . Помимо передачи в диспетчерский пункт техноло гической информации об объекте , система может быть интегрирована с датчиками аварийных ситуаций и несанкционированного доступа к оборудован и ю , либо к самой системе . Аварийные сигналы автоматически поступят на пульт диспетчера и он имеет возможность оперативно реагировать , связавшись с соответ ствующими технологическими службами или службами безопасности. Стандарт-С использует систему идентифика ции , где каждому принятому в эксплуата цию терминалу присваивается его уникальный но мер и используется кодирование сообщений , что позволяет обеспечить высокий уровень безопас ности передачи . Также имеется возможность орг анизовывать передачу информации с одн о го терминала на группу терминалов или запрограммировать терминал для получения спе циальных сообщений. Электропитание терминалов осуществляется от сети переменного тока , или с использовани ем аккумуляторных батарей. Особенностями системы “Инмарсат” Стандарт- С являются сравнительная низкая стоимость передаваемых сообщений и малые размеры п оддерживаемых ею терминалов. “Инмарсат” Стандарт-В представляет собой станцию спутниковой связи , обеспечивающую связь в режимах телефонии , телеграфии , факсимиле , передачу да нных . При этом используется цифровая модуляция со скоростью 24 кбит /сек . Размеры антенны те же , что и для станций Стандарта-А . Планируется , что в ближайш ие время станции данного типа полностью з аменят парк станций Стандарта-А ввиду более низких тарифов на каналы связи. Связь подвижных объектов в системе “И нмарсат” осуществляется через земные станции . В настоящее время в системе “Инмарсат” ф ункционируют 38 земных станций , расположенные в разных странах мира . Земная станция обеспечив ает обмен информацией меж ду наземными и подвижными объектами и стыковку с на земными линиями связи . Земные станции , как минимум , состыкованы с международными телефонной и телексной сетями связи . Также они м огут быть состыкованы с другими международным и и национальными сетями связи. Каждая земная станция имеет закрепленную за ней несущую , которая уплотняется 22 телеграфными кана лами . Телефонные каналы не закреплены за к онкретными станциями , а находятся в “общем пользовании” . Для более рационального использов ания телефонных каналов , в каждом океанском регионе имеется координационная станци я , которая в автоматизированном режиме осущес твляет распределение телефонных каналов по за просам земных станций . Через эту станцию т акже происходит ретрансляция определенных катего рий сигнальных сооб щ ений. 2.2 Международная спутниковая система КОСПАС-САРСАТ Международная спу тниковая система “КОСПАС-САРСАТ” , предназначенная для обнаружения и определения местоположения судов и самолетов , потерпевших аварию , разрабо тана и создана совместно СССР , США , Ка надой и Францией . Система “КОСПАС-САРСАТ” включает в себя следующие основные комплексы : - космический сегмент ; - сеть Станций приема и обработки ин формации (СПОИ ); - сеть Координационных центров системы (К ЦС ); - парк аварийных радиомаяков (радиобуев ). Дл я работы аварийных радиомаяков используются следующие фиксированные частоты и диапазоны : - 121,5 МГц - частота , выделенная МСЭ в кач естве аварийной для авиационной подвижной слу жбы ; - диапазон 406,0 - 406,1 МГц , выделенный МСЭ исключ ительно для аварийных радиомаяков , работающи х в спутниковых системах. Географическое положение излучающих аварийны х радиомаяков определяется системой автоматическ и с использованием эффекта Допплера с точ ностью не хуже 5 км . для радиобуев , работающ их в диапазоне 406 МГц , и 20 км для ра диобуев , работающих на частоте 121,5 МГц. Допплеровское определение местоположения д ает два решения для каждого радиомаяка : ис тинное и зеркальное относительно наземной про екции трассы спутника . Эта неоднозначность ре шается путем расчетов , принимая во внима ние эффект вращения Земли . При достаточно высокой стабильности несущей частоты радиомаяка , что имеет место с радиомаяками 406 МГц , которые спроектированы специально с этой цел ью , истинное решение определяется за один проход ИСЗ . Для радиомаяков 1 2 1 МГц эта неоднозначность разрешается в результате второго прохода. В соответствии с Межправительственным сог лашением , космический сегмент системы “КОСПАС-САРС АТ” состоит как минимум из 4 КА , расположен ных на полярной круговой орбите . Два спутн ика “Надежд а” , изготавливаемых и поставля емых Россией , размещены на приполярной орбите с высотой 1000 км .; КА оснащены радиокомплекс ом , осуществляющим прием на частотах 121,5 МГц и 406 МГц . США обеспечивает два метеорологичес ких спутника НОАА , размещенных на приполя р ных орбитах с высотой 850 км . Эт и КА оснащены радиооборудованием , обеспечивающим прием на частотах 121,5 МГц и 406 МГц , изгот авливаемым и поставляемым Канадой и Францией . В настоящее время в космическом комплекс е системы эксплуатируется 6 КА (3 КА типа КО С ПАС и 3 КА типа САРСАТ ). Космич еский аппарат КОСПАС-САРСАТ совершает оборот вокруг Земного шара примерно за 100 минут , пр и этом с него обозревается участок Земли шириной свыше 4000 км . В зависимости от у гла подъема и геометрии конкретного прохода КА время взаимной видимости КА-СП ОИ составляет до 15 минут . Бортовая аппаратура КА обеспечивает работу в следующих режим ах : в режиме реального времени и в гло бальном режиме . На обоих частотах 121,5 МГц и 406 МГц система функционирует в режиме реал ьного времени , в т о время как на частоте 406 МГц она действует также и в глобальном режиме , обеспечивая таким об разом обслуживание всей поверхности Земного ш ара. Глобальное обслуживание обеспечивается посре дством записи в бортовом запоминающем устройс тве КА информации , полу чаемой в резуль тате бортовой обработки сигналов радиомаяков . Информация , накопленная в памяти КА , постоянно излучается передатчиком . Прием на СПОИ ос уществляется при появлении спутника в ее зоне видимости . Местоположение каждого радиомаяка таким образом м о жет быть опр еделено всеми СПОИ , чем обеспечивается многок ратная обработка сигналов наземном сегментом. Бортовой ретранслятор КА сигналы , приняты е на частоте 121,5 МГц , передает непосредственно на Землю . При приеме посылок радиомаяков 406 МГц бортовой аппар атурой измеряется Д опплеровский сдвиг и из сигнала извлекаются цифровые данные . Эта информация привязываетс я ко времени , производится ее преобразование в цифровую форму и подается на перед атчик . Эта информация также заносится в бо ртовое запоминающее устро й ство КА для последующей ее передачи и обработки на Земле в глобальном режиме. Пропускная способность системы определяется количеством радиомаяков , находящихся в зоне видимости КА , которые могут быть одноврем енно обработаны системой . Аварийные радиомаяки и спользуются в основном в интересах следующих подвижных служб : - авиационная подвижная служба ; радиомаяки устанавливаются на самолетах , вертолетах и других воздушных суднах гражданской и военной авиации ; - морская подвижная служба ; радиомаяки ус танавливаютс я на морских , речных грузо-пас сажирских и промысловых судах , яхтах и дру гих плавучих средствах ; - сухопутная подвижная служба ; радиомаяки используются на сухопутных транспортных средст вах , при проведении геологических , научных , спо ртивных и других экспедиц ий. Наблюдается также тенденция к использован ию радиомаяков на некоторых фиксированных объ ектах с целью подачи предупреждающих сигналов при критических условиях (например , при в озникновении экологической либо другой опасности ). 2.3 Спутниковая система “К урс” В состав технических средств спутниковой системы контроля за движением транспортных средств “Надежда-М” (в дальнейшем используется условное наименование “КУРС” ) долж ны входить космический комплекс , наземный ком плекс и парк радиомаяков , устанавливаемы х на обслуживаемых подвижных объектах. Космический комплекс системы должен включ ать в себя как минимум два ИСЗ , распол оженных на низких полярных орбитах с высо той 1000 км . На такой орбите ИСЗ совершает полный оборот вокруг Земного шара за 104 минуты . Косми ческие аппараты будут иметь на борту комплекс радиотехнических средств , позволяющих осуществлять прием в диапазоне частот 405 МГц . Бортовая аппаратура КА будет осуществлять первичную обработку принятых си гналов и их привязку по времени , а так же передавать обработанную информацию по линии ИСЗ-Земля. Прием информации , передаваемой с КА будет осуществляться специальными Станциями пр иема и обработки информации ( СПОИ ), расположен ными на территории России . Используя эффект Допплера , оборудование станции автома тическ и вычисляет географические координаты источника излучения сигнала и определяет его идент ификатор . Полученная на выходе информация мож ет быть передана непосредственно в пункт сбора информации пользователя , либо направляться в Координационный центр си с темы для сортировки и доставки в диспетчерски й пункт пользователя . Для приема информации с ИСЗ достаточно иметь в составе систе мы одну наземную станцию , однако для оптим альной обработки сигналов в таком случае станция должна располагаться как можно ближе к географическому Северному полюсу. Планируется , что наземный комплекс систем ы “КУРС” будет включать в себя три СП ОИ . При необходимости сеть станций системы “КУРС” в дальнейшем может быть расширена. Централизованный сбор информации со СПОИ о дислокации всех объектов и ее распределение потребителям , для которых она предназначена (поисково-спасательные центры , пароход ства ), будет осуществляться Координационным центро м системы (КЦС ). Предусматривается также возмож ность получения пользователем информации и на р е гиональной основе — т.е . не посредственно от ближайшей СПОИ , а не из центра системы . Для работы в рамках системы контроля за движением транспортных средств объекты пользователей должны быть оснащены радиомаякам и , представляющие собой радиопередатчики , излу чающие цифровые посылки в диапазоне 405 МГц с периодичностью порядка одной минуты . Посылки содержат цифровой идентификатор радиом аяка , с помощью которого осуществляется опозн авание подвижного объекта . Планируется производст во нескольких модификаций радиом а яков , в том числе и таких , которые позволят также передавать и дополнительную формализов анную информацию ( от 6 до 10 байт ); дополнительная информация может вводиться в передающее устройство вручную либо автоматически. Аппаратура КА и СПОИ системы “КУРС” будет автоматически вычислять географические координаты местоположения объектов , оснащенных радиомаяками . При этом географические координат ы объекта будут определяться с вероятностью 0,99 со среднеквадратичной ошибкой 3,6 км для н еподвижных объектов и 20 к м для об ъектов , движущихся со скоростью не более 30 км /час . При наличии двух ИСЗ на орбите , система “КУРС” позволит не реже двух раз в сутки получать информацию о геог рафическом местоположении объекта вне зависимост и от его расположения на поверхности Зем н ого шара . Фактическая частота пол учения информации в основном зависит от г еографической широты места объекта и может доходить до 10-15 раз в сутки. Вследствие наличия на борту КА запоми нающего устройства системы позволят принимать и обрабатывать сигналы , п оступающие с любой точки Земного шара . Это свойство особенно важно для тех диспетчерских служб и подвижных объектов , которые не имеют строго выраженных географических ограничений в своем передвижении , т.е . судов мирового торг ового флота , международного ав т отранс порта и т.д . Создание спутниковой системы контроля за движением транспортных средств планируется н а технической базе находящейся в штатной эксплуатации российской части международной спут никовой системы КОСПАС-САРСАТ (“Надежда” ), предназн аченной для определения местоположения судо в и самолетов , потерпевших аварию , в котор ой используются многоцелевые ИСЗ с аппаратуро й КОСПАС-САРСАТ на борту . В состав космиче ского комплекса российской части системы КОСП АС-САРСАТ входят как минимум два ИСЗ , расп оложенн ы х на низких полярных орби тах с высотой 1000 км. Наземный комплекс системы КОСПАС-САРСАТ в ключает в себя СПОИ и Международный коорд инационно-вычислительный центр (МКВЦ ). Станции связ аны с центром арендованными телефонными канал ами связи. Штатная орбитальная группировка КОСПАС-С АРСАТ /КУРС будет включать в себя четыре ИСЗ с унифицированной бортовой аппаратурой , которая может функционировать как в рамках системы КОСПАС-САРСАТ , так и в рамках системы “КУРС” . Переключение режима работы бо ртовой аппаратуры будет о существляться по командам с Земли . При этом два ИСЗ будут постоянно работать в режиме КОСПАС-САРСАТ , а два других - в рамках систе мы “КУРС” . Разрабатываемое в настоящее время оборудование второго поколения СПОИ будет также унифицированным , т.е . будет спос о бно принимать и обрабатывать с ИСЗ как в режиме КОСПАС-САРСАТ , так и в режиме “КУРС” , т.е . сбор информации со СПОИ и ее распределение потребителям будет ос уществляться существующим МКВЦ системы КОСПАС-САР САТ. Такое построение космического и наземного сегме нтов системы “КУРС” позволит в максимальной степени использовать существующие техническое средства и каналы связи и минимизировать эксплуатационные расходы. 2.4 Спутниковая с истема “ГОНЕЦ” Предполагается , что система “ГОНЕЦ” будет включать в себя космиче ский сегмент , состоящий из 36 КА и земной сегмент , вк лючающий в себя абонентские терминалы трех типов . Связь между абонентами может произво диться без использования наземных сетей связи . Первый тип терминалов - носимые терминалы весом 3-5 кг будут обеспечив ать передач у информации со скоростью 4,8 кбит /сек . Терми нал будет снабжен клавиатурой с полным на бором русских , латинских и служебных символов . Кроме того , терминал будет обеспечивать сопряжение с персональным компьютером. Второй тип терминалов - стационар ный , будет обеспечивать передачу информации со скоростью 9,6 кбит /сек и будет отличаться от первого типа терминалов несколько большими размерами антенн и наличием в составе терминала персонального компьютера. Терминалы первого и второго типов мог ут также с набжаться речепреобразующими ус тройствами для цифровой передачи речи . Сопряж ение этих типов терминалов с аппаратурой телефонной , телеграфной , телексной и факсимильной связи будет осуществляться через стандартные платы сопряжения , устанавливаемые в персона л ьный компьютер. Третий тип терминалов - региональные станц ии будут предназначены для передачи больших массивов информации при работе в составе региональных узлов связи и будут обеспеч ивать передачу информацию со скоростью 64 Кбит /сек. Планируется , что сист ема “ГОНЕЦ” б удет характеризоваться следующими характеристиками : - для работы переносных абонентских терм иналов диапазон частот 312-315 МГц в направлении Земля-Космос и 387-390 МГц в направлении Космос-Зе мля ; -для работы скоростных каналов региональн ых ста нций будет использоваться L-диапазон , где выбраны участки 1642,5 - 1643,4 МГц и 1541 - 1541,9 МГц на трассах Земля-Космос и Космос-Земля соотв етственно ; - время ожидания связи не более 10 мин ут ; - время доставки сообщения до 4 часов (при нахождении абонент ов в зоне види мости одного и того же спутника диаметром 5000 км время доставки сокращается до одной минуты ); - средняя длительность сеанса связи сост авляет 10 минут. 3. Обоснование в ыбора оптимальной системы К настоящему времени известно уже нес колько ви дов систем спутниковой связи , отличающихся , в первую очередь , построением космического сегмента . К ним относятся систем ы с космическими аппаратами на геостационарно й , эллиптических и круговых орбитах , каждая из которых имеет много разновидностей. Системы с КА на геостационарной орбите имеют наибольшую зону радиовидимости и могут обеспечивать связью огромные территор ии . Такие системы наиболее удобны , если об служиваемая территория по своему расположению на поверхности Земли и конфигурации полнос тью входит в з ону радиовидимости одного КА . Применяя в этом случае на КА многолучевые антенны , можно сколь угодно точно “очертить” границы этой территории и использовать для ее обслуживания всю энергетику ретранслятора . Вместе с тем , поскол ьку геостационарная орбита пр о ходит строго над экватором , КА принципиально не т могут обеспечивать связью приполярные и полярные районы Земли из-за низкого угла места антенн земных станций . Кроме того , при использовании в системе двух или б олее КА возникают ограничения по применению не к оторых видов связи (например , как дуплексноя телефонная связь ) из-за бо льшого времени задержки сигналов , превышающего заданную МСЭ норму . Следует отметить и тот факт , что на геостационарной орбите уж е сосредоточенно большое количество КА и размещение новы х в нужных “точках стояния” с требуемой ЭМС представляет серь езную трудность. В отличие от систем с геостационарным и КА , которые могут использовать только ед инственную орбиту , системы с КА на круговы х орбитах имеют много вариантов построения группировок , от личающихся количеством испол ьзуемых в них КА , структурой построения , в ысотой и наклонением орбит . В принципе в системах с КА на круговых орбитах мо жет использоваться всего один КА , который способен последовательно обеспечивать связью вну три своей зоны ра д иовидимости все регионы Земли или переносить записанные в память бортового ретранслятора сообщения на любые расстояния с задержкой во времени. Что касается структуры группировок , то с точки зрения обеспечения связи между всеми земными и космическими элемен тами системы (связность системы ) более выгодными являются группировки с симметричной структурой , при которой все КА находятся по отно шению друг к другу в одинаковом положении . Для лучшего обеспечения связности в сист еме требуется внести еще некоторую избы т очность по отношению к минимальн ому количеству КА , необходимому для обеспечен ия сплошного покрытия обслуживаемой территории. Количество требуемых КА в группировке можно уменьшить , если не требуется глобальн ого покрытия и можно ограничить обслуживаемую сист емой территорию или допустить на ней некоторые перерывы связи . Варьируя ко личеством КА и наклонением орбиты , можно в ыделить широтные пояса в северном и южном полушариях , внутри которых будет обеспечиват ься непрерывная связь , а вне их - периодиче ская . Напр и мер , при высоте орбиты 1600 км , выбранной в проекте системы “Паллад а” , для обеспечения непрерывной связи в гл обальном масштабе требуется 36 КА , а для обс луживания широтного пояса в пределах 35...80 0 с.ш ., включающего всю территорию России , - только 24 КА . Пи обсл уживании же отдельных территорий , ограниченных не только в широтном , но и в долгот ном направлении , группировка КА над остальным и территориями останется неиспользованной , и , следовательно , избыточной. Системы с КА на эллептических орбитах , которые та кже могут иметь множество вариантов построения , применяются в настояще е время как дополнение к системам с г еостационарными КА для обслуживания приполярных и полярных районов . В настоящее время в России и за рубежом развернуты работы по созданию глоб альных и региональных систем телекоммуникац ий с использованием ретрансляторов на низкоор битальных космических аппаратов (высота орбит 800-1500 км ). Создание спутниковых систем связи на низкоорбитальных орбитах обусловлено : - перегруженностью геостационарной орб ит ы , приводящей к значительным ограничениям при создании новых систем по точкам стояния космического аппарата и параметров каналов ретрансляции ; - использованием эффекта Допплера для оп ределения местоположения объектов ; - практическое использование на лини и Борт-Земля более низких частот , что обес печивает возможность работы абонента на обычн ых всенаправленных антеннах ; - потенциальные возможности существенного по вышения эффективности повторного использования с пектра и увеличения запасов на линии при работе на более высоких частотах. Кроме того , сети , работающие через низ колетящие спутники , отличают : - общая готовность линии не зависящая от характера местности ; - высокая степень резервирования , поскольку отказ или даже нескольких низкоорбитальных КА не привод ит к отказу системы , а только несколько снижает оперативность ; - возможность быстрого обеспечения дешевой персональной связью , что позволяет существен но увеличить количество пользователей системы и обеспечить связью быстроразвивающиеся регион ы , лишенные и в настоящее время разв итых систем связи. Геостационарные спутники способны обеспечить ряд из перечисленных выше преимуществ , но , как правило , за счет более высоких за трат . Так , например , можно было бы оказать услуги с геостационарных спутников , когда во гл аву угла не ставилась бы з адача экономии средств . Кроме того , использова ние нескольких лучей с узкой диаграммой н аправленности на геостационарном спутнике увелич ивает энергетические запасы на линии , но в этом случае только за счет увеличения капитальных р а сходов. В случае систем подвижной спутниковой связи , для которых простота антенны являетс я решающим фактором , применение всенаправленных антенн на геостационарной орбите технически реализуемо , но может быть выполнено гораздо проще с помощью комбинированног о исп ользования геостационарных спутников , маломощных низколетящих спутников , маломощных подвижных пере датчиков и дешевой абонентской аппаратуры . В такой сети пользовательские терминалы работа ют с низкоорбитальными спутниками , которые ис пользуются как рет р ансляторы для обмена информацией с геостационарными спутниками . Геостационарные спутники , в свою очередь , работают непосредственно с Земными станциями . Однако , глобальный охват низколетящих спутнико в с геостационарной орбиты является исключите льно дорогой затеей , что приведет к возрастанию капитальных затрат на одного абонента , и , в свою очередь , обуславливает более высокие тарифы. Система , базирующаяся только на низколетя щих спутниках , с эксплуатационной точки зрени я , не представляет ничего нового . В насто ящее время эксплуатируется международная система поиска и спасения КОСПАС-САРСАТ , отече ственная навигационная система ГЛОНАСС , американс кая навигационная система NAVSTAR. Такие организации , как Министерство обороны РФ , НАСА и дру гие уже в течении многих л е т используют спутники , выведенные на низкие орбиты. Тем не менее , до недавнего времени спутниковые системы на низких орбитах не отличались коммерческой привлекательностью по следующим причинам : - до последнего времени отсутствовали эф фективные , гибкие и де шевые средства д оставки небольших КА к низким орбитам . Тех нология “ПЕГАС” , т.е . групповое выведение низко орбитальных КА на орбиту с использованием самолета позволило решить эту проблему ; - отдавая должное актуальности создания “ПЕГАС”а , необходимо признать , что одного его было бы недостаточно . Требовались парал лельные технологические проработки , такие , наприме р , как создание высокоскоростных , компактных и дешевых электронных компонентов , благодаря к оторым достигалось снижение веса спутника . Сочетание таких прогрессивных разработо к позволило создать рентабельные системы срав нительно недорогой , как с точки зрения низ ких затрат на предоставление ими услуг , та к и возможности распределения требуемых инвес тиций по многочисленным пользователям , связи . Если такая с истема будет развернута на американском континенте , то ее возможн ости становятся также доступными для остально го мира . Стоимость сети на низколетящих сп утниках , по данном американских источников , яв ляется достаточно низкой в пересчете на о дного потенциаль н ого пользователя . Та кое преимущество в сочетании с низкой сто имостью абонентского терминального оборудования ( до 500 долларов США ), делает систему “ОРБКОММ” , на сегодняшний день , наиболее привлекательной и конкурентноспособной. 4. Описание сист емы “ОРБКОМ М” и ее технические характ еристики 4.1 Назначени е системы Планируется , что американ о-канадская спутниковая система передачи данных и определения местоположения “ОРБКОММ” будет использоваться для : -определения координат бедствия подвижных объектов ; -перед ачи аварийных сообщений , включаю щих координаты места бедствия и другую ав арийную информацию в диспетчерские центры ; -слежения за местоположением и состоянием подвижных и стационарных объектов ; - обмена информацией в режиме передачи данных между абонентами системы ; -обмена информацией в режиме передачи данных между абонентами системы и абонентами других сетей связи (электронная почта , Х .25, Х .400 и др .); -передачи коротких сообщений абонентам си стемы через диспетчерский центр по телефону , телефаксу и т.д . (р ежим пейджинг ). Данная система разработана для предоставл ения недорогой связи в различных странах мира . Система пригодна как для обслуживания отдельны х пользователей , так и для построения спец иализированных диспетчерских пунктов , решающих за дачи информацио нного обслуживания в масшт абах большой организации , предприятия или отр асли. Возможности системы “ОРБКОММ” должны отве чать различным нуждам как коммерческих , так и государственных структур : - слежение за вагонами , контейнерами , авт омобилями и другими подви жными объектами ; - слежение за состоянием окружающей Сред ы , промышленных объектов , удаленных объектов и т.п .; - связь с персональными пользователями с истемы и коммерческими организациями (с водит елями грузовиков , с перевозчиками опасных грузов и т.д .); - с вязь в аварийных ситуациях (со службами техпомощи , скорой помощи и т.п .) 4.2 Принцип работы Предполагае тся , что в состав технических средств системы “ОРБКОММ” будут входить : - космический сегмент ; - наземный сегмент ; - оборудование пользователей. Первонач ально планируется запустить д ва спутника на полярной орбите и в да льнейшем расширить космический сегмент до гру ппировки из 36 низкоорбитальных ИСЗ . 4 ИСЗ будут находиться на полярной орбите и по 8 И СЗ в 4 орбитальных плоскостях с наклонением 45 градусов и высотой 785 км . Вес каж дого спутника ориентировочно 36,5 кг . Спутники бу дут состоять из передатчиков , приемников и бортовых процессоров . Они также будут содер жать приемники GPS, определяющих местоположение спут ника на орбите . Это необходимо для системы по з иционного контроля , которая по ддерживает спутники на орбитах . Планируется , ч то спутники будут рассчитаны на эксплуатацию в течении четырех лет . Запуск спутников планируется осуществлять с самолета по с истеме “Пегас” , что позволит значительно сниз ить стоим о сть системы. Спутники в системе “ОРБКОММ” будут ис пользоваться в качестве ретрансняторов , а так же передавать сигналы для определения местопо ложения объектов . Точность определения местополож ения , по расчетам разработчиков , составит 375-1175 ме тров.Частоты и злучения передатчиков ИСЗ 137.0 - 138.0 МГц , 400.05-400.15 МГц. Планируется , что на борту И СЗ будет установлено запоминающее устройство и средства системы позволят принимать и о брабатывать сигналы , поступающие из любой точ ки Земного шара . Это свойство особ енно важно для тех диспетчерских служб и подвижных объектов , которые не имеют строго выраженных географических ограничений в своем передвижении. Наземный сегмент будет состоять из пр иемо-передающих Земных станций и координирующего их работу Центра управлен ия сетью . Приемо-передающие станции будут осуществлять о бмен информацией между Центром управления сет ью и спутниками . Эти станции , как правило , должны состоять из двух антенн со сл едящими системами , ВЧ тракта , модемного оборуд ования и коммуникационной про г раммы для обмена с Центром управления сетью. От количества и месторасположения приемо- передающих Земных станций будет зависеть терр итория , обслуживаемая системой и оперативность связи . По расчетам американских специалистов , для России необходимо 6 приемо-п ередающих станций и один Центр управления сетью . Учитывая , что приемо-передающие станции должны работать в автономном режиме под управлени ем Центра управления сетью и их не пл анируется обслуживать оперативным персоналом , а также то , что связь системы с др у гими сетями осуществляется через Центр управления сетью , по расчетам разрабо тчиков , персонал всей системы на территории России должен состоять из 70-80 человек. Центр управления сетью является центром сети в каждой стране и осуществляет стык сети “ОРБКОММ” с другими государст венными и частными сетями связи . Связь меж ду Земными станциями и Центром управления сетью (дуплексный канал 56 Кбит /сек ) может осуществляться как по проводным каналам , та к и с использованием технологии VSAT. Предполагается изготавливать различные типы пользовательских терминалов . Например , планир уется изготовление малогабаритных терминалов , кот орые можно будет встроить в автомобильный УКВ радиоприемник. Частота излучения терминалов 148.0 - 150.05 МГц . Скор ость передачи информации на ИСЗ - 2.4 Кби т /сек , с ИСЗ - 4.8 Кбит /сек. 4.3 Форматы перед аваемых сообщений В сети “ОРБКОММ” планируется осуществлять обработку следующих видов сообщений : - короткие посылки , не требующие подтверж дения . Терминалы пользователей передают короткие сообщения , п рием которых не требует подтверждения (режимы DataNet, MapNet ); - короткие посылки , которые требуют подтв ерждения . Существуют два уровня подтверждений : что сообщение принято системой и что соо бщение принято адресатом (режимы DataNet, MapNet, SecurNet); - запрос сообщения . Сообщение передаетс я терминалом пользователя по команде со с путника . Эта команда поступает на спутник с Центра управления сетью , который обслуживае т пользовательский терминал (режимы DataNet, MapNet); - обмен сообщениями . Сообщение разбив ается на части для надежности передачи и передается короткими пакетами по 10 бит че рез спутниковый канал . Пакет считается принят ым после получения подтверждения , либо , если таковое не получено , пакет передается еще раз . Эти сообщения могут быть переданы н а терминалы пользователей и принят ы от них (режим VitalNet); - прием /передача пакетов средней длины (256 бит ). Они передаются или принимаются терми налом пользователя без участия Центра управле ния сетью . Это допустимо в удаленных и океанских зонах . Терминал пользователя ос уществляет прием или передачу пакетов информа ции , когда связь с Центром управления сеть ю невозможна . Сообщение архивируется в памяти спутникового процессора до установления конт акта спутника с терминалом или Центром уп равления сетью ; - коман ды - короткие команды , состоящи е из одного пакета передаются на терминал пользователя . Подтверждение может требоваться или не требоваться. Режим SekurNet предназначен для передачи сигнал ов тревоги , бедствия , безопасности . При нажатии определенной кнопки н а терминале или другом способе включения режима , пользовател ьский терминал передает короткое сообщение о бедствии постоянно до тех пор , пока н е будет принято подтверждение о приеме эт ого сообщения. Режим MapNet предназначен для передачи сообщен ия о местоп оложении удаленного пользовате льского терминала. Режим DataNet предназначен для обмена цифровой информацией с удаленными необслуживаемыми те рминалами . Информация может быть записана в память терминала и считываться в момент передачи , а также может считыва ться с датчиков . В этом режиме могут быть переданы команды на терминал для срабатыва ния оконечного оборудования. Режим VitalNet включает в себя все выше перечисленные режимы и , соответственно , терминал будет иметь возможность также осуществлять прием /пере дачу сообщений. 4.4 Взаимодействие с другими сетями связи Взаимодействие с другими сетями связи будет осуществляться через Центр управления сетью , в котором должны быть предусмотрены соответствующие инте рфейсы . Центр управления сетью “ОРБКОММ” буде т осу ществлять прием информации с тер минала и переформатировать его в зависимости от того , в какую сеть оно направлено . Аналогично , принятые из других сетей соо бщения будут переформатироваться в Центре упр авления сетью в передаваться на пользовательс кие термин а лы . Окончательный выбор интерфейсов , их типов и количества должен определяться на стадии проектирования с об язательным согласованием с Министерством связи РФ и владельцами сетей. 4.5 Зоны обслужив ания и время доставки сообщений Теоретически , система “О РБКОММ” будет покрывать всю территорию Земного шара . Пе рвые два спутника планируется запустить на полярную орбиту (наклонение 90 град .). Основное покрытие должны будут осуществлять 24 спутника ( по 8 спутников в каждой из трех орбитальны х плоскостей ). Эти орбитальные плоскост и будут иметь разнесение по долготе восхо дящего угла 120 градусов и наклонение 45 градусов к экватору . В дальнейшем , для увеличения пропускной способности системы планируется з апустить еще 8 спутников в четвертой орбитальн ой плоскости с наклонением 45 градусов и дополнительно два полярных спутника с наклонением 90 градусов. Продолжительность сеансов связи и пере рывов между сеансами в зависимости от шир оты месторасположения терминала пользователя буд ет изменяться : до 50 градуса средняя п ро должительность сеансов связи составляет 10 минут , а среднее время ожидания - 3-4 минуты . С ув еличением широты появляются значительные перерыв ы между сеансами связи . Наиболее длительное ожидание сеанса связи наблюдается на широт е 65 градусов и составляет 81,9 мин . Э то вызвано там , что на этой широте тер минал пользователя сможет работать только с полярными спутниками , так как уже не будет попадать в зону действия спутников с наклонением в 45 градусов. В дальнейшем , с увеличением широты мес та , будет увеличив аться время , в течен ии которого можно будет работать со спутн иками и , соответственно , время ожидания сеансо в связи будет уменьшаться. Время доставки сообщения (быстродействие системы ) зависят от : - времени ожидания сеанса связи ; - времени передачи сообщени я на спутник ; - времени передачи сообщения со спутника на Земную станцию ; - времени передачи сообщения с ЗС в Центр управления сетью ; - времени передачи сообщения из Центра управления сетью к адресату. В данном случае имеется в виду , чт о сообщение имеет та кую длительность , что передается за один сеанс связи . Как правило , большинство сообщений пользователей им еет такую длительность. Время доставки сообщения с терминала на спутник , а также со спутника через Земную станцию и Центр управления сетью а дресату сос тавляет 1-2 мин (при том услов ии , что терминал и Земная станция одноврем енно находятся в зоне видимости спутника ). В случае , когда в зоне видимости спутника находится только терминал , сообщение сразу передается с терминала на спутник , а со спутника на Зем н ую станцию т олько тогда , когда она попадает в его зону видимости . Соответственно увеличивается врем я доставки сообщений . Заключение В настоящей работе рассмотрены существующ ие и планируемые к вводу в ближайшее время космические системы , позволяющие осущ ествлять определение местоположения подвижны х объектов и передавать эти данные в диспетчерские пункты , что позволяет осуществлять контроль за движением и безопасностью эт их объектов. Из космических систем , которые могут р ешать поставленные задачи , а также позво ляют осуществлять двустороннюю связь в режиме передачи данных , наиболее дешевой и надеж ной , возможно будет являться система “ОРБКОММ ” . Однако , так как система еще не введе на в эксплуатацию , данное заключение сделано чисто теоретически , основываясь на данных , полученных в результате предварит ельных расчетов . Целесообразность применения спутниковых кана лов связи определяется техническими и экономи ческими преимуществами , которые могут быть по лучены с их помощью . Поэтому основной крит ерий сравнения сетей — это энергетичес кий эффект и стоимость развертывания системы в целом. Стоимость спутниковой системы связи , в основном , складывается из : - затрат на разработку и производство спутника ; - затрат на вывод спутника на орбиту ; - затрат на развертывание сети зе мных станций. В силу того , что данные по стоимос ти спутника и стоимости вывода его на орбиту является конфидециальной информацией и , как правило , нигде не публикуется , их можно оценить лишь приближенно . Затраты на производство и запуск спутника типа “ИНМ АРСАТ” посредством ракетоносителя типа “П ротон” , на сегодня находятся в пределах 80-150 млн . долларов США , а для системы “ОРБКОММ” , при запуске которой используется технология “Пегас” , эти затраты составляют 5-20 млн . дол ларов США . Такая экономия средств д остигается , во-первых , путем применения на спутниках аппаратуры , созданной на основе микросхем и микропроцессоров , что значительно снижает затраты на схемотехнические элементы и значительно снижает весогабаритные характе ристики космических аппаратов ; во-в т ор ых , при использовании технологии “Пегас” исче зает необходимость в производстве дорогостоящих ракетоносителей , т.к . здесь для вывода на орбиту сразу нескольких космических аппарато в используются самолеты , поднимающиеся на выс оту 11-12 тыс . метров , с кото р ых пр оизводится запуск ракеты-носителя . Затраты на развертывание земных станций для систем подви жной связи примерно одинаковы и находятся в пределах 10-20 млн . долларов США. Энергетический эффект достигается путем у меньшения расстояния между земными станци ями и спутниками , что приводит к уменьшени ю требуемой мощности передатчиков как земных станций , так и передатчиков , устанавливаемых на космических аппаратах . Это , в свою очередь , приводит к уменьшению размеров спутн ика . Также низкоорбитальные ИСЗ , при соо т ветствующем выборе группировки , могу т обслуживать любые территории на поверхности Земли , вплоть до глобального охвата. Литература 1. Описание систе мы “ОРБКОММ” 2. Описание системы “Инмарсат” М . 1995г. 3. “Системы спутниковой связи” под ред . Кантора М .: Р адио и связь 1992г. 4. Соколов В.В . Могучев В.И . Пыльцов В.А . Фомин А.Н . ”Оценка возможностей систем сп утниковой связи с различными видами орбит космических аппаратов” “Зарубежная радиоэлектроник а” ,1996г.,№ 2.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Березы желтеют по осени, знаешь?
- Ну да.
- Ты береза?
- Нет.
- Тогда тебе срочно надо в больницу.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по географии, экономической географии "Сравнение и выбор оптимальной системы определения местоположения", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru