Bai giang ve thong tin ve tinh

  • Published on
    29-Jun-2015

  • View
    260

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

v tru & tri t

Transcript

<ul><li> 1. Nguyn Trung Tn Trung tm K thut Vin thng Khoa V tuyn in t Hc vin K thut Qun s Bi ging thng tin v tinh dng cho h o to di hn (45 tit- d tho) Chng 1: Tng quan v thng tin v tinh (8 tit) 1.1. Lch s pht trin thng tin v tinh. Vo cui th k 19, nh bc hc Nga Tsiolkovsky (1857-1035) a ra cc khi nim c bn v tn la y dng nhin liu lng. ng cng a ra tng v tn la y nhiu tng, cc tu v tr c ngi iu khin dng thm d v tr. Nm 1926 Robert Hutchinson Goddard th nghim thnh cng tn la y dng nhin liu lng. Thng 5 nm 1945 Arthur Clarke nh vt l ni ting ngi Anh ng thi l tc gi ca m hnh vin tng thng tin ton cu, a ra tng s dng mt h thng gm 3 v tinh a tnh dng pht thanh qung b trn ton th gii. Thng 10 / 1957 ln u tin trn th gii, Lin X phng thnh cng v tinh nhn to SPUTNIK 1. nh du mt k nguyn v TTVT. Nm 1958 bc in u tin c pht qua v tinh SCORE ca M, bay qu o thp. Nm 1964 thnh lp t chc TTVT quc t INTELSAT. Nm 1965 ra i h thng TTVT thng mi u tin INTELSAT-1 vi tn gi Early Bird. Cui nm 1965 Lin X phng TTVT MOLNYA ln qu o elp. Nm 1971 thnh lp t chc TTVT quc t INTERSPUTNIK gm Lin X v 9 nc XHCN. Nm 1972-1976 Canada, M, Lin X v Indonesia s dng v tinh cho thng tin ni a. Nm 1979 thnh lp t chc thng tin hng hi quc t qua v tinh INMARSAT. Nm 1984 Nht bn a vo s dng h thng truyn hnh trc tip qua v tinh. Nm 1987 Th nghim thnh cng v tinh phc v cho thng tin di ng qua v tinh. Thi k nhng nm 1999 n nay, ra i tng v hnh thnh nhng h thng thng tin di ng v thng tin bng rng ton cu s dng v tinh. Cc h thng in hnh nh GLOBAL STAR, IRIDIUM, ICO, SKYBRIGDE, TELEDESIC. Mt s mc nh du s pht trin ca h thng TTVT Vit Nam: Nm 1980 khnh thnh trm TTVT mt t Hoasen-1, nm trong h thng TTVT INTERPUTNIK, c t to lng Do L Kim Bng H Nam. i Hoasen-1 l sn </li></ul><p> 2. http://www.ebook.edu.vn Trang: 1 phm ca nh nc Lin X tng nhn dn Vit Nam v kp thi truyn i trc tip nhng hnh nh v Olimpic 1980 t chc ti Lin X. Nm 1984 khnh thnh trm mt t Hoasen-2 t ti Tp. HCM. Ngy 24/9/1998 Th tng chnh ph ra quyt nh 868/Q-TTG v vic thng qua bo co tin kh thi d n phng v tinh vin thng ViNaSAT ln qu o a tnh do tng cng ty Bu chnh vin thng Vit Nam lm ch u t. Hin nay mng li thng tin v tinh ca vit nam ang ch s dng cc trm mt t nh: i truyn hnh Vit Nam thu v tinh MEASAT v THAICOM-3, i tig ni Vit Nam thu v tinh PALAPA pht thanh chng trnh quc t... 1.2. Qu o ca v tinh. cc v tinh trn qu o c phn bit bi cc tham s sau y: - Dng ca qu o (trn hay ellip) - cao ca qu o so vi mt t. - nghing ca mt phng qu o so vi mt phng xch o. S chuyn ng ca v tinh vng quanh tri t c tun theo nh lut Kepler, y l nh lut xc nh quy lut chuyn ng ca hnh tinh xung quanh mt tri. Nh vy, v tinh qu o tri t buc phi chuyn ng theo mt qu o m mt phng qu o ca n i qua tm tri t. nh lut kepler th nht: V tinh chuyn ng vng quanh tri t theo mt qu o Ellip vi tm tri t nm mt trong hai tiu im ca Ellip. im xa nht ca qu o so vi tm tri t nm pha ca tiu im th hai, c gi l vin im cn im gn nht ca qu o c gi l cn im a: Bn trc di b: Bn trc ngn ha: cao vin im hb: cao cn im e: lch tm xc nh hnh dng ellip . a ba e 22 = ngha: - V tinh chuyn ng theo qu o trn hoc Ellip. - Tm tri t nm 1 trong 2 tiu im ca qu o Ellip. - Nu l qu o trn th tm ca qu o trng vi tm ca tri t. - Khi e = 0, th qu o v tinh l qu o trn. b. nh lut kepler th hai: 2a 2b ha hb 3. http://www.ebook.edu.vn Trang: 2 V tinh chuyn ng theo mt qu o vi vn tc thay i sao cho ng ni gia tm tri t v v tinh s qut cc din tch bng nhau khi v tinh chuyn ng trong cng mt thi gian nh nhau. Vi: T1 = T2 th S1 = S2 ngha: - V tinh chuyn ng vi vn tc nhanh hn khi gn tri t v chm hn khi xa tri t. - Vn tc chuyn ng ca v tinh trn qu o trn l khng i v c xc nh: V tinh bay qu o trn c bn knh R s l mt i lng khng i, c xc nh khi thc hin php ly cn bng lc ht v lc ly tm R mV R mMG 2 2 = , c vn tc l ( )sKm RR GM V / 630 == v chu k l (s)10 2 32 R V R T = . Trong : + G l hng s hp dn (6,674.10-8 cm3 /gs2 ) + M l khi lng ca tri t (5,974.1027 g) + m l khi lng ca qu v tinh (g) + R l khong cch t tm tri t n v tinh (km) c. nh lut kepler th ba: Bnh phng ca chu k quay t l thun vi lu tha bc ba ca bn trc ln ca qu o Ellip. 32 kaT = , k l h s t l, c gi tr khng i i vi mt vt th xc nh trn qu o. 1.2.2. Cc qu o a. Qu o ng b - a tnh (GEO - Geostationalry Earth Orbit): L qu o tho mn cc iu kin sau: S1 S2 Vmax Vmin T2 T1 Qu t Qu o a tnh ng xch o 62.000Km 36.000Km rE mMG/R2 -mV2 /R V 4. http://www.ebook.edu.vn Trang: 3 - L qu o ng b vi tri t: c ngha l chu k quay bng chu k quay ca tri t xung quanh trc Bc Nam. - Mt phng qu o nm trong mt phng xch o ca tri t: c ngha l gc nghing bng 0. - C cng chiu quay vi chiu quay ca tri t: t Ty sang ng. p dng cc cng thc trn ta c Km164.42 4 2 2 == MGT R , cao ca qu v tinh so vi mt t l 42.164 6378 = 35.786 Km 36.000Km, vn tc V = 3,074662 Km/s v chu k T = 23h 56 4,096 24 gi . u im: - Hiu ng Dopler rt nh do vic iu chnh an ten trm mt t l khng cn thit. - V tinh c coi l ng yn so vi trm mt t. Do vy, y l qu o l tng cho cc v tinh thng tin, n m bo thng tin n nh v lin tc sut 24 gi trong ngy. - Vng ph sng ca v tinh ln, bng 42,2% b mt tri t. - Cc trm mt t xa c th lin lc trc tip v h thng 3 qu v tinh c th ph sng ton cu. Nhc im: + Qu o a tnh l qu o duy nht tn ti trong v tr v c c l mt ti nguyn thin nhin c hn. Ti nguyn ny ang cn kit do s lng v tinh ca cc nc phng ln ngy cng nhiu. + Khng ph sng c nhng vng c v ln hn 81,30 . + Cht lng ng truyn ph thuc vo thi tit. + Thi gian tr truyn lan ln, theo ng ngn nht c: T: trm - v tinh - trm (72.000Km) 240ms. T: trm - v tinh - trm Hub - v tinh - trm (154.000Km) 513ms. T: trm - v tinh - v tinh - trm (134.000Km) 447ms. + Tnh bo mt khng cao. + Suy hao cng sut trong truyn sng ln (gn 200dB). ng dng: c s dng lm qu o cho v tinh thng tin bo m thng tin cho cc vng c v nh hn 81,30 . b. Qu o Ellip: L qu o tho mn cc iu kin sau: - Mt phng qu o nghing so vi mt phng xch o 630 26 - C vin im = 40.000Km v cn im 500Km. Qu o Ellip 40.000 K 5. http://www.ebook.edu.vn Trang: 4 - V tinh quay t Ty sang ng. u im: - Ph sng c cc vng c v cao &gt; 81,30 . - Gc ngng ln nn gim c tp m do mt t gy ra. Nhc im: - Mi trm phi c t nht 2 an ten v an ten phi c c cu iu chnh chm tia. - m bo lin lc lin tc 24h th phi cn nhiu v tinh. ng dng: c s dng lm qu o cho v tinh thng tin bo m thng tin cho cc vng c v ln hn 81,30 . c. Qu o LEO v MEO: L qu o trong tho mn cc iu kin sau: - L qu o c cao 500Km &lt; h &lt; 20.000Km. ( 500Km &lt; h &lt; 10.000Km l LEO v 10.000Km &lt; h &lt; 20.000Km l MEO) - C vn tc gc nh ln hn vn tc gc ca tri t. - C chiu quay t Ty sang ng. u im: - Tn hao ng truyn nh do v tinh bay cao thp, nn ph hp vi thng tin di ng. - Tr truyn lan nh. Nhc im: - m bo thng tin lin tc trong 24h v ph sng ton cu th cn rt nhiu v tinh ( ph sng ton cu h thng Globalstar cn n 48 v tinh (v 8 v tinh d phng) cc v tinh thng tin bay qu o trn cch mt t 1410km, nghing 520 , cc v tinh ny bay trn 8 mt phng qu o mi mt phng c 6 v tinh, chu k v tinh 114 pht. Tp on Irdium (ca Motorola) cn 66 + 6 v tinh bay qu o trn nghing 84,60 cch mt t 780km, cc v tinh bay 11 mt phng qu o, chu k v tinh 106 pht). - Mi trm phi c t nht 2 an ten v an ten phi c c cu iu chnh chm tia. - iu khin h thng TTVT rt phc tp - Tui th ca v tinh khng cao khi bay qu o LEO do thuc vnh ai Ion ho. ng dng: c s dng lm qu o cho v tinh thng tin bo m thng tin cho cc trm mt t di ng. 1.3. H thng thng tin v tinh. Mt h thng thng tin v tinh bao gm phn khng gian v phn mt t. 6. http://www.ebook.edu.vn Trang: 5 a. Phn khng gian: bao gm v tinh thng tin v cc trm iu khin TT&amp;C (Telemetry, Tracking&amp; Command: o lng t xa, bm v lnh) mt t. i vi v tinh bao gm phn h thng tin (payload) v cc phn h ph tr cho phn h thng tin: - Phn h thng tin bao gm h thng anten thu pht v tt c cc thit b in t h tr truyn dn cc sng mang. - Cc phn h ph tr gm: + Khung v tinh + Phn h cung cp nng lng + Phn h iu khin nhit + Phn h iu khin qu o v t th ca v tinh + Phn h y + Thit b TT&amp;C - Nhim v phn h thng tin: + Khuych i sng mang thu c phc v cho vic pht li trn ng xung. Cng sut sng mng ti u vo ca my thu v tinh nm trong khong 100 pW n 1 PW. Cng sut sng mang ti u ra b khuch i cng sut cao nm trong khong 10 W n 100 W. Do vy, b khuch i cng sut ca b pht p v tinh khong 100dB n 130dB. + Thay i tn s sng mang trnh mt phn cng sut pht i vo my thu v tinh. thc hin cc chc nng trn, v tinh hot ng nh mt trm chuyn tip n gii. Thay i tn s trn v tinh c thc hin bng cc b i tn. v tinh loi ny c gi l Transparent satellite. Nu cc sng mang c gii iu ch trn v tinh, thay i tn s s t c bng cch iu ch cc sng mang mi cho ng xung. Cc v tinh loi ny c trang b cc b x l bng gc v c gi l Regenerative satellite. b. Phn mt t: bao gm tt c cc trm mt t, nhng trm ny thng c ni trc tip hoc thng qua cc mng mt t n cc thit b u cui ca ngi s dng. Trm mt t 1 Qu o V tinh Trm mt t 2 ng ln (Uplink) ng xung (Douwlink) Phn mt t Phn khng gian Trm iu khin TT&amp;C 7. http://www.ebook.edu.vn Trang: 6 Nhiu v trm mt t pht: Tip nhn cc tn hiu t mng mt t hoc trc tip t cc thit b u cui ca ngi s dng, x l cc tn hiu ny trong trm mt t sau pht tn hiu ny tn s v mc cng sut thch hp cho s hot ng ca v tinh. Nhiu v trm mt t thu: Thu cc sng mang trn ng xung ca v tinh tn s chn trc, x l tn hiu ny trong trm chuyn thnh cc tn hiu bng gc sau cung cp cho cc mng mt t hoc trc tip ti cc thit b u cui ca ngi s dng. Mt trm mt t c th c kh nng thu v pht lu lng mt cch ng thi hoc trm ch pht hoc ch thu. 1.4. a truy nhp trong thng tin v tinh. Trong thc t, mt b pht p c th phc v cng mt lc nhiu trm mt t khc nhau. K thut a truy nhp l k thut cc trm mt t truy nhp b pht p v tinh, vi yu cu sng VT t cc trm mt t ring l khng can nhiu ln nhau. a. a truy nhp phn chia theo tn s (FDMA): Cc trm mt t s dng cc tn s sng mang khc nhau v cng chung mt b pht p. u im: - Th tc truy nhp n gin. - Cu hnh trm mt t n gin. Nhc im: - Khng linh hot thay i tuyn. - Hiu qu thp khi s dng nhiu knh, dung lng thp v cht lng thp. b. a truy nhp phn chia theo thi gian (TDMA): Cc trm mt t s dng cng mt tn s sng mang v cng chung mt b pht p nhng da trn phn chia theo thi gian. u im: f t fA fB fC fD fA Di thng b pht p Frequency Division Multiple Access f t f0 A B C D A Thi gian 1 khung TF cng tn s F TF pha pht pha thu A B C D E F 8. http://www.ebook.edu.vn Trang: 7 - Linh hot trong thay i tuyn. - Hiu qu s dng tuyn cao ngay c khi tng s lng trm truy nhp Nhc im: Yu cu cu ng b cm. c. a truy nhp phn chia theo m (CDMA): Cc trm mt t s dng cng mt tn s sng mang v cng chung mt b pht p nhng da trn phn chia theo m. u im: - Chu c tp nhiu v mo. - Chu c s thay i cc thng s khc nhau ca ng truyn. - Dung lng cao. - Bo mt cao. Nhc im: - rng bng tn truyn dn yu cu cao - Hiu qu s dng bng tn km. CDMA l k thut a truy nhp mi v cch lng tt nht hin nay! d. a truy nhp phn chia theo khng gian (SDMA) Vic ph sng cc vng khc nhau trn mt t v phng php s dng cc phn cc sng khc nhau th vi ph tn ging nhau c th s dng li vi ln m can nhiu b hn ch gia cc ngi s dng - Phn cc: c cc loi phn cc thng ng (VP) v phn cc nm ngang (HP). Phn cc trn c phn cc trn bn tri (LHCP) v phn cc trn bn phi (RHCP), c th c pht i cng tn s t v tinh nhng vi hai phn cc khc nhau m cc trm mt t thu ng tn hiu ca trm mnh m khng b can nhiu do s dng cc anten thu c phn cc khc nhau. - V tinh vi vic s dng cc loi anten khc nhau c kch thc khc nhau, c th ph sng ln mt t vi cc vng ph sng c din tch v hnh dng khc nhau. C bn dng ph sng c bn l: ph sng ton cu, l vng ph sng rng nht m v tinh c th ph c; ph sng bn cu l vng ph sng mt na bn cu pha ng v pha ty ca qu t; ph sng khu vc l vng ph sng mt khu vc kh ln nh bc M, chu u hoc ng Nam v vng ph sng m l vng ph sng vi din tch nh nht so vi ba vng trn. Nu cc vng ph sng khng chng ln ln nhau v nng lng bc x ca cc bp ph ph sng ln cc vng khc thp di mc cho php th trong mi vng ph sng c th s dng ph tn nh nhau. 1.5. Phn b tn s trong thng tin v tinh. f f0 A B CCode Division Multiple Access 9. http://www.ebook.edu.vn Trang: 8 Ph tn s v tuyn in l mt ngun ti nguyn thin nhin hu hn, v vy nht thit phi s dng ngun ti nguyn ny mt cch hp l, kinh t v c hiu qu. a. Ca s tn s v tuyn in ng truyn ca thng tin v tinh b nh hng ch yu do tng in ly tn s thp v do ma tn s cao. Di tn 1GHz10GHz t b nh hng bi tng in ly v ma nn c gi l ca s tn s VT v c ch ra trong th sau: Tuy nhin, di tn 1GHz10GHz cng c s dng nhiu cho cc ng thng tin vi ba trn mt t, do s c s can nhiu ln nhau gia hai h thng. Ngoi ra m rng bng thng ngi ta phi chp nhn s dng c di tn ngoi ca s. b. Bng phn chia bng tn K hiu Di tn Phm vi s dng L (1 - 2)GHz TTVT di ng, pht thanh qung b, v tuyn nh v. S (2 - 4) GHz TTVT di ng, hng hi C (4 -8)GHz TTVT c nh X (8 -12)GHz TTVT Qun s v chnh ph Ku (12 - 18)GHz TTVT c nh, truyn hnh qung b. K (18 -27)GHz Trm c nh Ka (27 -40)GHz TTVT c nh, truyn hnh qung b, lin lc gia cc v tinh. Sng mm &gt; 40GHz Lin lc gia cc v tinh. c. Phn b tn s trong thng tin v tinh - Khu vc I (V1): Bao gm Chu u, Chu Phi, mt phn Chu v Lin bang Nga. - Khu vc II (V2): Cc nc nam v bc M. - Khu vc III (V3): Gm Chu c, phn cn li ca Chu v Thi Bnh Dng. Trong c Vit Nam. GHz Ca s tn s v tuyn in 1 10 100 dB 0,1 1 5 10 50 100 Suy hao do tng in ly Suy hao do tng in ly Suy hao do ma 10. http://www.ebook.edu.vn Trang: 9 ITU phn chia di tn theo vng nh bng sau. 1.6. Cc loi hnh dch v trong trong thng tin v tinh. D vo c im ca v tinh thng ti l c kh nng pht qung b trn mt vng a l rt rng, thng tin v tinh c s dng thnh lp cc tuyn thng tin im ni im v im ni a tim. Trn c s cc tuyn thng tin trn, thng tin v tinh c s dng cung cp cc dch v c nh v di ng. Mt s loi dch v sau: a. Dch v in thoi ng di: cung cp cc tuyn ng trc m mng mt t cha trin khai ti hoc khi cc mng mt t qu ti trong gi cao im v lm tuyn d phng cho cc tuyn ng trc mt t khi c s c. b. Dch v vin thng nng thn: cung cp cc dch v vin thng nh thoi, fax cho cc vng xa xi ho lnh, cc hi o nhng ni m mng mt t cha ti hoc xy dng khng kinh t. c. Mng dng ring: cung cp cc dch v vin thng nh thoi, fax, truyn s liu cho cc c quan nh nc, cc cng ty cn ng truyn c sn sng cao. d. Dch v lu ng: cung cp cc dch v truyn s liu vi tc thp gia cc i di ng nh xe ti, tu bin ... vi trung tm iu hnh cc i di ng. e. Chuyn tip chng trnh truyn hnh v pht thanh: cung cp ng truyn gia cc trm HUB ca trung tm truyn hnh n cc trm pht chuyn tip t ti cc v tr cch xa trung tm. f. Truyn hnh trc tip: cung cp cc knh truyn hnh m ngi xem c th thu trc tip chng trnh t v tinh bng mt anten thu c ng knh 60 cm. Dch v ny khch hng tr tin cc pho hng thng tu thuc vo s knh. g. Dch v bng tn theo yu cu: cung cp cc dch v theo yu cu ca khch hng nh truyn s liu tc cao c giao tip hoc khng c giao tip. Dch v ny khch hng tr tin theo s ln truyn. h. Dch v Internet qua v tinh: cung cp ng truyn d liu tc cao t nh cung cp dch v Internet (IPS) n cc thu bao dch v. i. Dch v chun on bnh t xa: cung cp cc dch v t vn y t cho cc bnh vin xa trung tm y t v gia cc trung tm y t vi nhau. j. Dch v o to t xa: cung cp dch v o to t xa cho cc trung tm o to. 1.7. Phng v tinh, nh v v duy tr v tinh trn qu o. a. Phng v tinh ln qu o a tnh Phng tin phng: - Dng tu con thoi: Loi ny c dng li nhiu ln, tin cy cao, gi thnh t. Nh tu con thoi M, Colombia... 11. http://www.ebook.edu.vn Trang: 10 - Dng tn la y nhiu tng: Loi ny khng s dng li c, gi thnh phng r, ngy ny dng tn la y nhiu tng ang c s dng rng ri. Nh...</p>