Глава 3. Методы расчета взаимных помех при совместном использовании частот спутниковыми и наземными сетями

сценария «худшего случая»(см.выше).При этом в случае действия помех от нескольких источников определяется суммарная мощность помех, как сумма мощностей помех от каждого источника.

На втором этапе определяется вероятность действия рассчитанных помех через вероятность нахождения эталонного спутника НГС системы в заданной области космического пространства, которая определяется с помощью аналитического выражения [45]. Для случая круговых орбит это выражение имеет вид

(3,112)

где i- наклонение орбиты негеостационарных спутников, рад; λ- долгота подспутниковой точки негеостационарного спутника, рад.

Таким образом,изменяя с определенным шагом положение орбитальной группировки НГС системы путем поочередного перебора всех возможных положений эталонного спутника НГС системы на орбите ( например, изменяя широту и долготу подспутниковой точки) можно рассчитать все возможные энергетические уровни помех и определить вероятности этих помех, т.е. построить функцию плотности вероятности помех.

На основе полученных данных строится интегральная функция распределения которую затем сравнивают с допустимыми уровнями в контрольных точках.

Подробно аналитический метод расчета помех между НГС и ГС системами представлен в [45], а частный случай этого метода представлен в [41]. Однако аналитические методы обладают рядом недостатков, связанных со сложность учета в них различных особенностей функционирования НГС систем, что проводит к неточностям вычислений.

Для более полного и точного расчета помех между НГС и ГС системами используют методы имитационного компьютерного моделирования. При проведении расчетов с помощью данных методов применяется примерно следующий алгоритм действий:

• На основе модели движения спутников НГС и ГС систем для каждого момента времени рассчитывается местоположение и коэффициенты усиления антенн всех взаимодействующих космических и земных станций в направлении друг на друга;

• Для рассчитанного положения космических станций НГС и ГС систем определяются станции, которые будут учитываться при оценке помех. К таким станциям, как правило, относят станции, находящиеся в зоне видимости станций, подверженной помехам,и находящиеся в активном режиме( работающие на передачу в данный момент времени) в соответствии алгоритмом работы системы в общих полосах частот;

159

Электромагнитная совместимость систем спутниковой связи

• На основе полученных данныхс каждого момента времени определяется уровень помех, действующих на станцию НГС и ГС системы с учетом принятого в системе закона изменения мощности, излучаемой негеостационарными спутниками,если такое изменение используется( например,в зависимости от высоты спутника). Для определения уровня помех могут применяться те же показатели и выражения,что и для оценки помех в сценарии «худшего случая» . При этом в случае действия помех от нескольких источников определяется суммарная мощность помех как сумма мощностей помех от каждого источника;

• Расчеты повторяют в течение определенного времени( время моделирования) для всех последующих моментов времени с определенным шагом( шаг моделирования). Время и шаг моделирования выбираются в зависимости от орбитальных параметров НГС системы и ширины луча антенны земной станции, создающей или принимающей помехи[42]. Для субсинохронных орбит время моделирования ограничивается временем общего периода повторения положения спутников в орбитальных группировках НГС и ГС систем. Выбор интервала времени между моментами моделирования должен быть достаточно мал, чтобы не пропустить моменты наибольшей помехи;

• На основе полученных значений показателя Q строят функцию плотности вероятности, а не ее основе функции распределения или, % и сравнивают их с допустимыми значениями в контрольных точках, на основании чего делается вывод об ЭМС между НГС и ГС системами.

Методы расчета помех между НГС и ГС системами на основе имитационного компьютерного моделирования наиболее полно описаны в [42,43].

Основными достоинствами методов компьютерного моделирования являются: универсальность применения и возможность адаптации к различным типам и характеристикам взаимодействующих систем, достаточно высокая точность расчетов и возможность учета дополнительных факторов, влияющих на оценку ЭМС. К основным недостаткам таких методов относятся: необходимость наличия достаточно сложного специального программного обеспечения, необходимость знания точных орбитальных параметров спутниковых группировок,а так же относительно большое время подготовки модели и непосредственного моделирования (в сравнении с аналитическими методами). Однако последний фактор все меньше сказывается на выборе метода расчета, так как с развитием вычислительной техники время моделирования значительно сократилось.

Расчет между НГС и ГС системами, работающими в противоположных направлениях. При работе НГС и ГС систем в противоположных направлениях возможно возникновение взаимных помех на линиях «космос-космос» и «Земля-Земля» произвидится так же,как это делается для земных

160