С.Г. Ворона1, А.О. Жуков2, Т.В. Калинин3

1,3 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (Санкт-Петербург, Россия)

2 ФГБНУ «Аналитический центр» (Москва, Россия)

2 Институт астрономии РАН (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Важным элементом, обеспечивающим успешное решение задач функционирования космических систем зондирования Земли, являются высокоскоростные помехозащищенные линии связи. Поэтому лазерные системы связи выступают важной составляющей перспективных средств. Однако есть факторы, ограничивающие применение лазеров для связи в космосе, – рассеяние и сложность наведения луча.

Цель. Представить математическую модель системы космической оптической связи и с ее помощью определить оптимальную апертуру передатчика как функцию отношения сигнал/шум спутниковой системы слежения с минимальным коэффициентом битовых ошибок.

Результаты. Получена математическая модель системы связи и слежения. Выведено выражение для вычисления минимального коэффициента битовых ошибок при обеспечении минимальной мощности излучения.

Практическая значимость. Представленная математическая модель позволяет определить оптимальную апертуру оптики передатчика как функцию от характеристики системы наведения – отношения сигнал/шум.

Ворона С.Г., Жуков А.О., Калинин Т.В. Математическая модель системы космической оптической связи // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2023. Т. 21. № 1. С. 12−18. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202301-02

1. Баркова М.Е., Жуков А.О. Анализ существующих и перспективных концепций межспутниковой лазерной связи // Сб. тезисов конф. II Всерос. научно-практич. конф. «Технологии получения и обработки информации о динамических объектах и системах». М.: 2021. С. 25−28.
2. SpaceX запустила ракету-носитель со спутниками Starlink – Российская газета (rg.ru). https://rg.ru/2021/04/07/spacex-zapustila-raketu-nositel-so-sputnikami-starlink.html/  (дата обращения: 20.04.21).
3. https://rg.ru/2021/01/02/v-2020-godu-na-orbitu-vyveli-1263-kosmicheskih-apparatov.html (дата обращения: 15.09.22).
4. Дворянский А. Основные космические программы Китая // Зарубежное военное обозрение. 2016. № 12. С. 53−66.
5. Жуков А.О., Калинин Т.В., Масленкин Е.В., Колосов А.В., Гладышев А.И. Особенности разработки алгоритма формирования электронного изображения в оптико-электронной системе зондирования // Сб. материалов Всерос. научно-практич. конф. «Технологии получения и обработки информации о динамических объектах и системах». М.: 2021. С. 175−187.
6. Башкатов А.И., Скрипачев В.О., Жуков А.О. Анализ данных, полученных с космического аппарата CLOUDSAT для оценки облачности атмосферы Земли // Сб. материалов VI Междунар. научно-практич. конф. «Комплексные проблемы техносферной безопасности». В 3-х частях. Воронеж. 2021. С. 154−158.
7. Перунов Ю.М., Мацукевич В.В., Васильев А.А. Зарубежные радиоэлектронные средства / Под. ред. Ю.М. Перунова. В 4-х книгах. Кн. 2: Системы радиоэлектронной борьбы. М.: Радиотехника. 2010. 352 с.
8. https://zen.yandex.ru/media/id/5ca35f4b7545af00b3618365/lazernaia-sviaz-v-kosmose-5eeb5afca3dca453cfdd54cd (дата обращения: 21.08.22).
9. Barry J., Mecherle G. Bеam pointing error as a significant design parameter for satellite – born. Free-space optical communication system // Optical engineering. 1985. V. 24. № 6. P. 1049−1054.
10. Чернявский Г.М., Чернов А.А. Лазерные системы в космосе (информационная технология). М.: Радио и связь. 1995. 224 с.
11. Янке Е., Эмде Ф., Лёш Ф. Специальные функции. Формулы и графики, таблицы. М.: Наука. 1977. 344 с.
12. Кавин Ю.А., Ворона С.Г. Лазерная локация и ее особенности // Успехи современной радиоэлектроники. 2019. № 1. С. 13−20. DOI: 10.18127/j20700784-201901-02