Космический сегмент

Орбитальная группировка (ОГ) системы Iridium [Э] состоит из 66-ти основных ИСЗ, выведенных на высоту 780 км над поверхностью Земли, и 6-ти резервных с высотой орбиты около 645 км. Основные спутники распределены в 6-ти равноудаленных друг от друга орбитальных плоскостях по 11 ИСЗ в каждой плоскости. Угловой разнос между ИСЗ в одной плоскости составляет примерно 32,7°. Соседние орбитальные плоскости разнесены по долготе восходящего узла примерно на 31,6°, а разнос между 6-ой и 1-ой плоскостями составляет 22,1° (рис. 1). Фазовый сдвиг между ИСЗ в соседних орбитальных плоскостях составляет 16,35° [К]. Вид орбиты – квазиполярная круговая с наклонением 86,4°. Период обращения ИСЗ при высоте 780 км составляет 100 мин. 28 сек.

 

Конфигурация орбитальной группировки выбрана управляемой (корректируемой). Система с заданной конфигурацией обеспечивает 100% охват поверхности Земли в течение 99.5% времени.

Каждый ИСЗ орбитальной группировки формирует 48 парциальных лучей, образуя каждым лучом на поверхности Земли соту диаметром 640 км. В совокупности 48 лучей создают на поверхности Земли комбинированную зону обслуживания (рис. 2), образованную одинаковыми по размеру сотами, сконцентрированными вокруг центральной соты.

Рис. 2. Зона обслуживания одного ИСЗ.

Таким образом, каждый ИСЗ формирует зону обслуживания диаметром примерно 4700 км и площадью около 19 млн.км2. Для получения глобального охвата земной поверхности крайние соты из зоны обслуживания одного ИСЗ перекрывают крайние соты зоны обслуживания соседнего ИСЗ [К].

При движении ИСЗ (при высоте h = 780 км со скоростью 7460 м/с) перемещается относительно абонентских устройств и образуемая на поверхности Земли сотовая структура. Для заданного размера соты интенсивность переходов конкретного абонента из луча в луч одного и того же ИСЗ может составить до одного раза в минуту. При 48 лучах каждого ИСЗ максимальное время пребывания абонента в зоне радиовидимости одного ИСЗ составляет примерно 10 мин. С учетом перекрытия зон обслуживания соседних ИСЗ интенсивность переходов абонента с одного ИСЗ на другой происходит примерно один раз в пять минут. Связь между абонентами при этом поддерживается непрерывно [Э].

В системе Iridium организованы абонентские, фидерные и межспутниковые линии связи, а также каналы для обмена командно-телеметрической информацией.

Абонентские линии обеспечивают связь с подвижными абонентами из части L-диапазона (1610 ¸ 1626,5 МГц) – 1616 ¸ 1626,5 МГц. Учитывая тот факт, что в полосе частот 1610 ¸ 1616 МГц работает российская система Глонасс, эта часть L-диапазона в системе Iridium не задействована. Передача данных и факсимильных сообщений в абонентской линии осуществляется со скоростью 2,4 Кбит/с. Скорость передачи речи – 4,8 Кбит/с. Средняя пропускная способность составляет 80 симплексных каналов на один луч (55 каналов на линии “вверх” и 25 на линии “вниз”), и, соответственно, на один ИСЗ при 48 лучах – 3840 симплексных каналов. В случае же двухсторонней связи между абонентами количество каналов сокращается до 1200.

Глобальная пропускная способность системы Iridium определяется следующим образом [Н]. Орбитальная группировка из 66 ИСЗ при 48 лучах каждого ИСЗ формирует на поверхности Земли в каждый момент времени 3168 зон. С учетом того, что соседние ИСЗ формируют сильно перекрывающиеся зоны, которые должны обслуживаться только одним ИСЗ, одновременно активными могут быть лишь примерно 70% от общего числа зон. Тогда количество активных зон составит около 2150, а теоретически максимальная пропускная способность – 172000 симплексных каналов. Реальная пропускная способность оказывается существенно ниже указанной (56000 дуплексных каналов [П]), в том числе и потому, что из-за отсутствия абонентов севернее 800 с.ш. и южнее 550 ю.ш. из группировки в 66 ИСЗ одновременно могут использоваться не более 46 [стр 23 Невд].

Связь по фидерным линиям между ИСЗ и станциями сопряжения (СС) осуществляется в Ка-диапазоне (19,4 ¸ 19,6 ГГц “вниз” и 29,1 ¸ 29,3 ГГц “вверх”). Каждый спутник может одновременно связываться с двумя станциями сопряжения. Скорость передачи информации в фидерной линии равна 12,5 Мбит/с. Пропускная способность линии ИСЗ-СС составляет 1300 дуплексных каналов.

Между ИСЗ организованы межспутниковые линии связи (межспутниковая ретрансляция) в диапазоне частот 23,18 ¸ 23,38 ГГц Ка-диапазона. Каждый спутник имеет четыре межспутниковые линии, т.е. может одновременно связываться с четырьмя другими спутниками:

- двумя спутниками, расположенными спереди и сзади в той же орбитальной плоскости;

- двумя спутниками, расположенными слева и справа в соседних орбитальных плоскостях.

Скорость передачи информации в межспутниковой линии связи составляет 25 Мбит/с. Пропускная способность каждой межспутниковой линии – 600 телефонных каналов без сжатия информации.

Командно-телеметрическая линия обеспечивает передачу на спутник команд управления ИСЗ и приема телеметрической информации, необходимой для контроля состояния и режимов работы бортовых систем. Командная линия работает в диапазоне частот 29,1 ¸ 29,3 ГГц со скоростью передачи информации 12,5 Мбит/с. Телеметрическая линия работает в диапазоне частот 19,4 ¸ 19,6 ГГц со скоростью передачи информации 12,5 ¸ 25 Мбит/с.