Bai giang ve thong tin ve tinh

Embed Size (px)

DESCRIPTION

vũ tru & trái đất

Text of Bai giang ve thong tin ve tinh

  • 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

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 > 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 < h < 20.000Km. ( 500Km < h < 10.000Km l LEO v 10.000Km < h < 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&C (Telemetry, Tracking& 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&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&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