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.