От 100 до 2000 километров — Асинхронные орбиты

Наблюдательные спутники обычно располагаются на высотах от 480 до 970 километров, и используются для таких задач как фотографирование. Наблюдательные спутники типа Landsat 7 выполняют следующие задачи:

· Картографирование

· Наблюдение за движением льда и песка

· Определение местоположения климатических ситуаций (как например, исчезновение тропических лесов)

· Определение местоположения полезных ископаемых

· Поиск проблем с урожаем на полях

Поисково-спасательные спутники работают как передающие станции для ретрансляции сигналов бедствия с упавших самолетов или терпящих бедствия кораблей.
Космические аппараты (например, шаттлы) являются управляемыми спутниками, как правило, с ограниченным временем полета и рядом орбит. Космические запуски с участием людей как правило применяются при ремонте уже существующих спутников или при строительстве космической станции.

От 4800 до 9700 километров — Асинхронные орбиты

Научные спутники иногда располагаются на высотах от 4 800 до 9 700 километров. Они отправляют полученные ими научные данные на Землю с помощью радио-телеметрических сигналов. Научные спутники применяются для:

· Изучения растений и животных

· Исследование Земли, как например, наблюдение за вулканами

· Отслеживание дикой природы

· Астрономических исследований, включая инфракрасные астрономические спутники

· Исследований в области физики, как например, исследования NASA в области микрогравитации или исследования солнечной физики

От 9700 до 19300 километров — Асинхронные орбиты

Для навигации, американское оборонное ведомство и российское правительство создали навигационные системы, GPS и ГЛОНАСС соответственно. Навигационные спутники используют высоты от 9 700 до 19 300 километров, и применяются для определения точного местоположения приемника.

Приемник может располагаться:

· В корабле на море

· В другом космическом аппарате

· В самолете

· В автомобиле

· У вас в кармане

Так как цены на потребительские навигационные приемники имеют тенденцию к снижению, обычные бумажные карты столкнулись с очень опасным противником. Теперь вам будет сложнее потеряться в городе и не найти нужную точку.

Интересные факты о GPS:

· Американские войска во время операции «Буря в пустыне» использовали более 9 000 GPS приемников.

· Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) США использовало GPS для измерения точной высоты монумента Вашингтона.

35764 километров — Геостационарные орбиты

Погодные прогнозы обычно демонстрируют нам изображения со спутников, которые как правило находятся на геостационарной орбите на высоте 35 764 километра над экватором. Вы можете получить напрямую некоторые такие изображения с помощью специальных приемников и компьютерного программного обеспечения. Многие страны используют погодные спутники для предсказания погоды и наблюдения за штормами.
Данные, телевизионные сигнал, изображения и некоторые телефонные звонки аккуратно принимаются и ретранслируются коммуникационными спутниками. Обычные телефонные звонки могут иметь от 550 до 650 миллисекунд задержки на прохождение сигнала туда и обратно, что приводит к неудовольствию пользователя. Задержка возникает из-за того, что сигнал должен дойти вверх до спутника и затем вернуться на Землю. Поэтому из-за такой задержки, многие пользователи предпочитают пользоваться спутниковой связью только в том случае, если нет других вариантов. Однако, VOIP (голос через интернет) технологии встречаются сейчас с похожими проблемами, только в их случае они возникают из-за цифровой компрессии и ограничений пропускной способности, нежели из-за растояния.
Коммуникационные спутники являются очень важными ретрансляционными станциями в космосе. Спутниковые тарелки становятся меньше, потому что спутниковые передатчики становятся более мощными и направленными.

С помощью таких спутников передаются:

· Новостные ленты агентств

· Биржевая, бизнес и другая финансовая информация

· Международные радиостанции переходят с коротковолнового (или дополняют его) спутниковым вещанием с использованием микроволнового восходящего сигнала

· Глобальное телевидение, такое как CNN и BBC

· Цифровое радио

Сравнение орбит спутниковых навигационных систем GPS, ГЛОНАСС, Galileo и Compass (средняя околоземная орбита — MEO) с орбитами Международной космической станции (МКС), телескопа Хаббл и серии спутников Иридиум (Iridium) на низкой орбите, а также геостационарной орбиты и номинального размера Земли (Рис.5)

Орбитальная высота расположения спутников

Рис. 5

Зоны видимости ИСЗ

Понятие зоны видимости ИСЗ, под которым следует понимать часть поверхности Земли, с которой ИСЗ веден под углом места больше некоторой минимально допустимой величины (например 5°) в течении в заданной длительности сеанса связи; под мгновенной зоной видимости понимается зона видимости в определенный момент, т.е. при нулевой длительности сеанса связи. При движении ИСЗ мгновенная зона перемещается, и поэтому зона видимости в течении некоторого времени всегда меньше мгновенной, так как представляет собой внутреннюю огибающую мгновенных зон.

Зона покрытия спутника — часть поверхности земного шара (Рис.6) (или часть зоны видимости), в пределах которой обеспечивается уровень сигналов от спутника, необходимый для их приема с заданным качеством, а также гарантируется способность приема на входе ИСЗ сигналов от земной станции, обладающей определенными параметрами.

Зона покрытия зависит от таких параметров как позиция спутника на орбите (необязательно геостационарной), диаграммы направленности транспондеров, и мощности передатчика.

Виды зон покрытия спутника:

· глобальные (вся видимая с ИСЗ часть поверхности Земли при малой неравномерности усиления бортовой антенны. Ширина луча антенны ИСЗ при этом составляет 17,4° для угла прихода 0°);

· полуглобальные;

· зональные.

Рассмотрим спутник на геостационарной орбите, высота которой составляет 36000 км. А проекция орбиты проходит над экватором(Рис.7).

Рис.6 Зона видимости спутника

Рис.7 Зона покрытия спутник на геостационарной орбите

Заключение

К настоящему времени решены многие проблемы, препятствовавшие определению положений в глобальном масштабе на уровне точности в несколько миллиметров, разработаны высокоточные инерциальные и общеземные системы отсчета, модели геодинамических и геофизических явлений, реализована теория построения высокоточных орбит.

В данной курсовой работе я рассмотрел методы и этапы развития спутниковых навигационных систем. Ввиду этих неоспоримых технических и экономических преимуществ спутниковой системы, а также в связи с быстрым темпами развитием СНС, в частности GPS и ГЛОНАСС, в скором будущем СНС постепенно заменят все существующие навигационные системы, используемые в настоящее время, и станет единственным средством, обеспечивающим навигацию на всех этапах полета.

Список используемой литературы

1. Учебное пособие. Основы радионавигации. Составитель Алексеев Н.Ю. Академия ГА, 2006г.

2..Беляевский Л.С., Новиков В.С., Оленюк П.В. Основы радионавигации. М.: Транспорт, 1982г.

3. Воробьев В.Г. Техническая эксплуатация авиационного оборудования, М.: Транспорт, 1990г.

4. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов. Учебное пособие. Составитель: Кукушин В.А., Алматы. Академия гражданской авиации. 2007. с.381.

5. Сосновский А.А., Хаймович И.А. Справочник «Авиационная радионавигация», М.: Транспорт, 1982г

6. Г.Д. Абдукалыков. Радиоаппаратура самолетовождения самолета ТУ-154М. Астана:Фолиант, 2003.- 136 стр. Лот № 572.