Изложены ключевые особенности, принципы построения и функциониро­вания космических систем ретрансляции информации с низкоорбиталь­ных объектов ракетно-космической техники, преимущественно с косми­ческих аппаратов дистанционного зондирования Земли. Приведена методология проектирования систем при наличии неопределенностей по параметрам и условиям. Рассмотрены пути оптимизации проектных параметров систем и их элементов. Представлен обширный справочный материал по космическим системам ретрансляции и их существующим и предполагаемым абонентам. Рассмотрено перспективное направление, связанное с лазерной межспутниковой связью.

Может быть полезно инженерам, занимающимся разработкой космических систем информационного обеспечения, а также студентам соответствующих специальностей вузов.

Предисловие

Использованные сокращения

Использованные полные названия терминов и понятий
и их аббревиатура

Глава 1________________________________

КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РЕТРАНСЛЯЦИИ

1.1. Структурная классификация

1.2. Определения и терминология

1.3. Предпосылки создания космических систем ретрансляции

1.4. Ключевые особенности космических систем ретрансляции

1.5. Типы орбит, используемых
в космических системах ретрансляции

1.6. Полосы частот, выделенные
для информационного обмена с НКА

1.6.1. Общая терминология

1.6.2. Распределение полос частот

Глава 2________________________________

СОЗДАНИЕ И РАЗВИТИЕ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕТРАНСЛЯЦИИ

2.1. Общие сведения о космических системах ретрансляции

2.2. Отечественные космические системы ретрансляции

2.2.1. Космический комплекс «Поток»

2.2.2. Космический комплекс «Луч»

2.2.3. Космический комплекс «Луч-2»

2.3. Зарубежные космические системы ретрансляции

2.3.1. Спутниковая система ретрансляции данных TDRSS (США)

2.3.2. Спутниковая система передачи данных SDS (США)

2.3.3. Европейская система ретрансляции данных EDRS

2.3.4. Японский спутник-ретранслятор DRTS

2.3.5. Китайская система CTDRSS

2.4. Анализ современного состояния и тенденций развития КСР

Глава 3________________________________

НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ КА-АБОНЕНТЫ

3.1. Общие сведения

3.2. Основы дистанционного зондирования Земли из космоса

3.3. Баллистическое построение космических систем ДЗЗ

3.4. Зарождение космических средств наблюдения

3.5. Современное состояние и перспективы развития
космических средств наблюдения

3.5.1. Космические аппараты оптико-электронного наблюдения

3.5.2. Космические аппараты радиолокационного наблюдения

3.5.3. Космические аппараты радиотехнического наблюдения

3.5.4. Космические аппараты систем предупреждения
о ракетном нападении

3.5.5. Космические телескопы

3.6. Доставка информации наблюдения

Глава 4________________________________

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕТРАНСЛЯЦИИ «ЛУЧ».
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

4.1. Анализ опыта разработки и эксплуатации
отечественных космических комплексов ретрансляции

4.2. Формирование облика МКСР «Луч»

4.3. Декомпозиция МКСР по виду решаемых задач

4.3.1. Основные элементы МКСР «Луч»

4.3.2. Система информационного обмена с низко-
и среднеинформативными НКА

4.3.3. Система ретрансляции сигналов системы спасания
КОСПАС – САРСАТ

4.3.4. Система ретрансляции данных гидрометеорологической системы Росгидромета

4.3.5. Система ретрансляции сигналов дифференциальной коррекции
и мониторинга

4.3.6. Система ретрансляции информации телемостов

4.4. Управление информационным обменом в МКСР «Луч»

4.4.1. Центр управления ретрансляцией и связью

4.4.2. Взаимодействие между элементами МКСР «Луч»
при организации информационного обмена
с НКА-абонентами

4.4.3. Взаимодействие ЦУРС МКСР «Луч»
с центральными земными станциями систем КОСПАС – САРСАТ,
Росгидромета и СДКМ

4.4.4. Взаимодействие между элементами МКСР «Луч»
при контроле функционирования каналов ретрансляции

4.4.5. Взаимодействие с Центром ситуационного анализа,
координации и планирования

4.5. Спутники-ретрансляторы МКСР «Луч»

4.6. Наземный комплекс управления
спутниками-ретрансляторами МКСР «Луч»

Глава 5________________________________

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОРБИТАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕТРАНСЛЯЦИИ

5.1. Выбор параметров орбитальной группировки КСР

5.1.1. Постановка задачи

5.1.2. Зоны взаимной видимости НКА и СР

5.1.3. Обеспечение глобальности охвата орбит НКА

5.1.4. Оценка времени задержки при передаче информации с НКА

5.1.5. Выбор орбитальных позиций спутников-ретрансляторов

5.2. Особенности использования высокоэллиптических орбит

5.2.1. Виды и основные характеристики ВЭО

5.2.2. Комбинированная спутниковая система связи
с земными и космическими абонентами
на базе спутников-ретрансляторов
на высокоэллиптических орбитах, оснащенных
многолучевыми антеннами

Глава 6________________________________

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛИНИЙ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
РЕТРАНСЛЯЦИИ И ИХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ

6.1. Оценка пропускной способности КСР

6.1.1. Основные соотношения

6.1.2. Энергетические характеристики
ретрансляционных радиолиний

6.1.3. Коэффициент готовности радиолинии

6.2. Абонентская радиолиния

6.3. Магистральная радиолиния

6.4. Энергетические бюджеты радиолиний

6.4.1. Бюджеты магистральных радиолиний

6.4.2. Бюджеты абонентских радиолиний

6.5. Принципы вхождения в связь между НКА и СР

6.5.1. Установление связи в режиме индивидуального доступа

6.5.2. Установление связи в режиме множественного доступа

6.5.3. Структурная организация и установление связи
в интегрированных системах связи и передачи данных

Глава 7________________________________

ЛАЗЕРНЫЕ СПУТНИКОВЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ

7.1. Преимущества оптических волн перед радиоволнами

7.2. Условия функционирования оптических линий связи

7.2.1. Влияние атмосферы на межспутниковую связь

7.2.2. Влияние атмосферы на связь между спутником и Землей

7.2.3. Фоновые условия работы

7.2.4. Вибрация на борту спутника

7.3. Процесс установления связи
в оптических межспутниковых линиях

7.4. Энергетический бюджет
оптических межспутниковых линий связи

7.4.1. Основные соотношения

7.4.2. Сравнение схем построения оптических приемников

7.4.3. Оценка мощности фонового излучения

7.4.4. Оценка воздействия вибраций спутника
на характеристики оптических линий связи

7.5. Аппаратура для оптической спутниковой связи

7.5.1. Современное состояние оптической спутниковой связи

7.5.2. Лазерные терминалы низкоорбитального КА SPOT-4
и геостационарного спутника-ретранслятора ARTEMIS

7.5.3. Лазерный терминал низкоорбитального КА OICETS

7.5.4. Лазерный терминал компании TESAT SpaceCom

7.5.5. Лазерный терминал для космического эксперимента СЛС

Глава 8________________________________

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕТРАНСЛЯЦИИ

8.1. Анализ системного подхода к созданию КСР

8.2. Общие принципы оценки эффективности КСР

8.3. Комплексный метод повышения эффективности
многофункциональных космических систем ретрансляции

8.3.1. Постановка задачи

8.3.2. Комплексирование основных и дополнительных задач

8.3.3. Многоцелевое использование ресурсов
бортовой аппаратуры спутников-ретрансляторов

8.3.4. Обеспечение оперативной готовности
космической системы ретрансляции

8.3.5. Оптимизация проектных параметров КСР и ее элементов