10.14489/vkit.2023.11.pp.027-033

DOI: 10.14489/vkit.2023.11.pp.027-033

Бенкалюк Г. А., Шевцов В. А., Диняева Н. С.
МОДЕЛЬ РАСЧЕТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА СПУТНИКОВОЙ РАДИОЛИНИИ С УЧЕТОМ ТРАЕКТОРИИ
(с. 27-33)

Аннотация. Представлена модель спутникового канала связи с учетом траектории, специально разработанная для низкоорбитальных спутниковых группировок. Дано описание методов построения спутниковой трассы. Описана работа модели, позволяющая создавать временны́е диаграммы изменения энергетического потенциала каналов связи. Полученные диаграммы могут быть использованы в адаптивных алгоритмах управления параметрами спутниковых модемов. Приведен пример построения траектории с использованием описанной модели. Представленные модель и методы могут быть полезны при разработке и оптимизации систем связи с использованием низкоорбитальных спутников.

Ключевые слова: араметры орбиты; трасса полета; LabVIEW; траектория спутника; энергетический потенциал.

Benkalyuk G. A., Shevtsov V. A., Dinyaeva N. S.
MODEL FOR CALCULATION OF THE ENERGY POTENTIAL OF A SATELLITE RADIO LINK WITH ACCOUNT OF THE TRAJECTORY
(pp. 27-33)

Abstract. A model of satellite communication channel taking into account the trajectory, specifically developed for low Earth orbit satellite constellations, is presented. Low and high orbits have different advantages and limitations. To efficiently utilize resources in low Earth orbit satellites, it is necessary to forecast changes in the energy potential and adapt the parameters of satellite modems. For this purpose, there are such programs as Computer-Aided Design (CAD) "Albatross" for evaluating the dynamics of resource changes. However, a realtime model has been developed for the operational management of modems, allowing the construction of temporal diagrams depicting changes in the energy potential of communication channels. The development of such models can be performed in the LabVIEW environment, a software developed by National Instruments for creating virtual instruments (VIs). The development process includes considering the motion of the satellite in a user-defined orbit, taking into account various parameters. SubVIs are used to simplify program creation, improve code readability and enable element reuse. To construct one orbit the number of iterations in the loop is calculated, which is the rounded value of the orbital rotation period divided by the time difference between the calculated sub-satellite points. The smaller the value of the time difference is, the more accurate the trajectory will be. Constructing a trajectory with a larger number of revolutions requires more time. For performing the energy calculation, the antenna pattern (AP) is calculated, and a satellite trajectory is constructed with the cross-section of the antenna pattern on Earth. The developed model allows evaluation of the satellite trajectory for a given number of revolutions around the Earth and conducting energy potential calculations for a specified location of the Earth station. The results can be used for building algorithms for adaptive control of parameters in satellite radio links.

Keywords: Orbit parameters; Flight path; LabVIEW; Satellite trajectory; Energy potential.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Г. А. Бенкалюк, В. А. Шевцов, Н. C. Диняева (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

G. A. Benkalyuk, V. A. Shevtsov, N. S. Dinyaeva (Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Низкоорбитальные системы спутниковой связи [Электронный ресурс]. URL: https://kunegin.com/ref1/sput/loworb.htm (дата обращения: 19.05.2023).
2. Starlink. Technology [Электронный ресурс]. URL: https://www.starlink.com/technology (дата обращения: 19.05.2023).
3. OneWeb. About Us [Электронный ресурс]. URL: https://oneweb.net/about-us (дата обращения: 19.05.2023).
4. Запуск трех спутников «Гонец-М» и аппарата «Скиф-Д» [Электронный ресурс]. URL: https://www.roscosmos.ru/media/pdf/22-10-press-kit.pdf (дата обращения: 19.05.2023).
5. САПР «Альбатрос» [Электронный ресурс]. URL: https://spacecenter.ru/SatelliteTechnology.htm (дата обращения: 19.05.2023).
6. Трэвис Дж., Кринг Дж. LabVIEW для всех. 4-е изд. М.: ДМК Пресс, 2015. 904 с.
7. What Is LabVIEW? [Электронный ресурс]. URL: https://www.ni.com/ru-ru/shop/labview.html (дата обращения: 19.05.2023).
8. Community Tools and Libraries [Электронный ресурс]. URL: https://labviewwiki.org/wiki/Community_Tools_and_Libraries (дата обращения: 19.05.2023).
9. Create and Configure a LabVIEW SubVI [Электронный ресурс]. URL: https://knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?id=kA03q000000YK4VCAW&l=ru-RU (дата обращения: 19.05.2023).
10. Охоцимский Д. Е., Сихарулидзе Ю. Г. Основы механики космического полета. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. 448 с.
11. Graphs [Электронный ресурс]. URL: https://labviewwiki.org/wiki/Graphs (дата обращения: 19.10.2023).
12. Рекомендация МСЭ-R M.1851-1. Математические модели диаграмм направленности антенн радиолокационных систем радиоопределения для использования при анализе помех. URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/m/R-REC-M.1851-1-201801-I!!PDF-R.pdf (дата обращения: 18.05.2023).
13. Тепляков И. М. Распространение радиоволн сверхвысоких частот. М.: РадиоСофт, 2022. 252 с.
14. Компьютерная модель радиоканала системы спутниковой связи и ретрансляции данных при многопозиционной передаче сигнала / М. С. Бродский, В. В. Звонарев, Р. В. Хуббиев, А. В. Шерстюк // Труды МАИ. 2022. № 127. DOI: 10.34759/trd-2022-127-10
15. Финк Л. М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1970. 728 с.

Eng

1. Low-orbit satellite communication systems. Retrieved from https://kunegin.com/ref1/sput/loworb.htm (Accessed: 19.05.2023). [in Russian language]
2. Starlink. Technology. Retrieved from https://www.starlink.com/technology (Accessed: 19.05.2023).
3. OneWeb. About Us. Retrieved from https://oneweb.net/about-us (Accessed: 19.05.2023).
4. Launch of three Gonets-M satellites and the Skif-D apparatus. Retrieved from https://www.roscosmos.ru/media/pdf/22-10-press-kit.pdf (Accessed: 19.05.2023). [in Russian language]
5. CAD "Albatross". Retrieved from https://spacecenter.ru/SatelliteTechnology.htm (Accessed: 19.05.2023). [in Russian language]
6. Trevis Dzh., Kring Dzh. (2015). LabVIEW for everyone. 4th ed. Moscow: DMK Press. [in Russian language]
7. What Is LabVIEW? Retrieved from https://www.ni.com/ru-ru/shop/labview.html (Accessed: 19.05.2023). [in Russian language]
8. Community Tools and Libraries. Retrieved from https://labviewwiki.org/wiki/Community_Tools_and_Libraries (Accessed: 19.05.2023).
9. Create and Configure a LabVIEW SubVI. Retrieved from https://knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?id=kA03q000000YK4VCAW&l=ru-RU (Accessed: 19.05.2023).
10. Ohotsimskiy D. E., Siharulidze Yu. G. (1990). Fundamentals of space flight mechanics. Moscow: Nauka. Glavnaya redaktsiya fiziko-matematicheskoy literatury. [in Russian language]
11. Graphs. Retrieved from https://labviewwiki.org/wiki/Graphs (Accessed: 19.10.2023).
12. Mathematical models of antenna patterns of radiodetermination radar systems for use in interference analysis. Recommendation No. MSE-R M.1851-1. Retrieved from https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/m/R-REC-M.1851-1-201801-I!!PDF-R.pdf (Accessed: 18.05.2023). [in Russian language]
13. Teplyakov I. M. (2022). Propagation of microwave radio waves. Moscow: RadioSoft. [in Russian language]
14. Brodskiy M. S., Zvonarev V. V., Hubbiev R. V., Sherstyuk A. V. (2022). Computer model of the radio channel of a satellite communication system and data relay during multi-position signal transmission. Trudy MAI, 127. [in Russian language] DOI 10.34759/trd-2022-127-10
15. Fink L. M. (1970). The theory of discrete message transmission. Moscow: Sovetskoe radio. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/vkit.2023.11.pp.027-033

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/vkit.2023.11.pp.027-033

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

Please specify the article DOI in the order comments.