Коммерциялық емес акционерлік  қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Радиотехника  кафедрасы 

 

 

БЕЙНЕБАҚЫЛАУ ЖӘНЕ ҒАРЫШТЫҚ БАҚЫЛАУ ЖҮЙЕЛЕРІ

5В071900- Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтары бойынша барлық оқу түрлерінің бакалаврлары үшін курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

 

 

 

Алматы 2012

Құрастырушылар: Кондратович А.П., Байдельдинов У.С., Сүйеубаев О.Б. Бейнебақылау және ғарыштық бақылау жүйелері. 5В071900 - Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандығының барлық оқу түрінің студенттері үшін курстық жұмысты орындауға арналған тапсырмалар мен әдістемелік нұсқаулар– Алматы: АЭжБУ, 2012. – 13б. 

 

Әдістемелік нұсқау курстық жұмысты орындауға арналған қысқаша ұсыныстардан, тапсырма нұсқаларынан, тапсырма нұсқасын таңдауға арналған кестелерден, сондай-ақ ұсынылатын әдебиеттер тізімінен тұрады.

Әдістемелік нұсқаулар радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандығының барлық оқу түрінің студенттеріне арналған.

Кесте - 2, әдеб.көрсеткіштері – 6 атау.

 

Пікір беруші: доцент С.А. Калиева 

 

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» коомерциялық емес акционерлік қоғамының 2012 ж. басылым жоспары бойынша басылады.

 

ã «Алматы энергетика және байланыс университеті» ҚЕАҚ, 2012 ж.

1 Жалпы ережелер

 

"Бейнебақылау жүйелері және ғарыштық бақылау жүйелері" пәні бойынша курстық жұмысты зерттеудің соңғы кезеңінде орындалады. Өз алдына ол төмендегі мақсаттарды қояды:

         - курс бойынша теориялық және практикалық  білімдерді кеңейту және жүйелеу;

         - нақты есептерді шығару барысында өздік жұмыстың зерттеу әдістемесін меңгеру және дағдылану;

         - техникалық әдебиетпен жұмыс істеуге және ғаламтор желісінен керекті мәліметтерді алуға дағдылану;

        - есептеу барысында есептегіш техниканы қолдану икемділігін дамыту.

Бұл тапсырмаларды шешу үшін курстық жұмысты орындау барысында жылжымалы радиобайланыстың жерсеріктік жүйесін, радиобағдар жүйесі мен Жердің арақашықтық барлау (зондпен тексеру)  жүйесін және осы жүйелердің атқаратын қызметтері тізімін қоса алғанда әлемдік ғарыштық қызмет тенденцияларымен және жағдайымен танысу керек.

Бұл жүйелердің  ғарыштық, жер бетіндегі және абоненттік сегменттердің құрылуы мен техникалық мәліметтерін қарастыру қажет. Жерсеріктік арналардың бірқатар сипаттамаларын есептеу (мысалы, жиіліктік қорды қолдану тиімділігі, Жердің беткі қабатындағы қуат ағынының тығыздығы, ғарыштық станциядан жергілікке дейінгі тарату жолындағы сигналдардың әлсіреуі және т.б.).

Курстық жұмыста жерсеріктік арна сипаттамасының тек деректік қана емес басқару және бақылау арналарының сипаттамаларының есебі жүргізілуі керек.

Қарастырылып отырған тақырып бойынша «Қазақстан Республикасындағы 2008-2020 жылдардағы ғарыштық қызметінің дамуы» Мемлекеттік бағдарламасымен танысу өте маңызды.

Курстық жұмыс барлық қажет есептеулер, сұлбалар және графиктері бар түсіндірмелік жазба ретінде безендіріледі. Курстық жұмыс оның қорғауымен аяқталады.

 

         2 Курстық жұмыстың тақырыптары

 

          2.1 Курстық  жұмыстарға  арналған типтік тапсырмалар нұсқаларының тiзiмi

 

Курстық жұмыстарда қарастыру объектілері жылжымалы радиобайланыстың жерсеріктік жүйелері, жерсерікпен басқару жүйелері, радиобағдар және Жердің арақашықтық барлау жүйелері болып табылады. 1- кестеде тапсырма нұсқалары, 2-кестеде нұсқалардың кодталуы келтірілген.

 

         1 к е с т е - Курстық жұмыстың тапсырмалар нұсқасы

  

2 к е с т е - Курстық жұмысқа нұсқалардың кодталуы

        

2.2 Курстық жұмыстың көлемі мен мазмұны

 

Курстық жұмыстың безендірілуі келесі бөлімдерден тұрады:

         - титулды бет (А қосымшасында көрсетілген);

         - техникалық тапсырма ( Б қосымшасында көрсетілген);

- мазмұны;

- кіріспе;    

         - жүйенің ғарыштық сегментінің техникалық мәліметтері мен құрылы- мын талдау (Б қосымшасында көрсетілген);

         - жүйенің жер бетіндегі сегментінің техникалық мәліметтері мен құры- лымын талдау (Б қосымшасында көрсетілген);   

         - жүйенің абоненттік сегментінің техникалық мәліметтері мен құры- лымын талдау (Б қосымшасында көрсетілген);

         - есептеу бөлімі (бағдарламаны және Дербес Компьютердегі есептеулер қорытындысын басып шығару) (Б қосымшасында көрсетілген);

         - қорытынды;

         - қолданылған қысқартулар мен терминдер тізімі;

- әдебиеттер тізімі;

         - қосымшалар.

Түсіндірме жазба көлемі шамамен А4 форматындағы 20 –25 бет болуы керек.

 

2.3 Есептеу бөлімі

 

Есептеу бөлімде келесі сұрақтар қарастырылады:

         - ғарыштық, жер бетіндегі станциялар мен абонеттік терминалдар таратқыштарының талап етілген қуаттары;

- ғарыштық, жер бетіндегі станциялар мен абонеттік терминалдар қабылдау тракттерінің шуыл температурасы;

- үйлесімді  жиілік  жолағын  қолданатын  әртүрлі  жүйелердің электрмагнитті үйлесімділігі;

- жиіліктік қорды қолдану тиімділігі;

- жер бетіндегі қуат ағыны тығыздығы;

- ғарыштық станциядан жердегі станцияға дейінгі тарату жолындағы сигналдардың әлсіреуі  және т.б.

Курстық жұмыста кем дегенде жүйенің екі параметрі есептелуі керек. Есептеулердің нақты тақырыбын оқытушы курстық жұмысты орындауға арналған техникалық тапсырмаларды бергенде анықталады.

Барлық есептеулер  MATCAD, MATLAB  сияқты компьютерлік бағдарламалар көмегімен орындалады.

Студенттің қазіргі заманға сай бағдарламалық тілде (DELPHY және т.б.)  құрастырған есептеудің мамандандырылған бағдарламалары жоғары бағаланады.

 

3 Түсіндірме жазбалардың безендірілуі

 

Түсіндірме жазба дербес компьютерде ақ қағаздың бір жақ бетіне принтер арқылы басып шығарылып орындалады.

Басып шығару кезінде оқу жұмыстарын безендіру туралы университет стандарттарында жазылған талаптарды сақтау тиіс.

Түсіндірме жазба нақты тұжырымдамалар мен анықтамалар ретінде қысқаша түрде жазылуы керек. Қолданылатын терминдер стандартты немесе техникалық әдебиетте кең қолданылған болуы қажет.

Түсіндірме жазба мәтіні бөлімдерге бөлінуі керек. Барлық суретпен безендірілген деректердің реттік нөмірі мен суретасты жазбалары болуы керек.

 

4 Курстық жұмысты қорғау реті

 

Түсіндірме жазба жетекшіге тексеруге қорғауға 2-4 күн қалғанда тапсырылады және егер дөрекі қате табылмаса, қорғауға рұқсат деген белгімен студентке қайтарылады.

Қорғау орындалған жұмыс туралы қысқаша баяндамадан (5-7 мин)  тұрады.  Сосын студент өзінің жұмысы бойынша сұрақтарға жауап береді. Жұмыс курстық жұмыстың орындалуы мен қорғау бағаларының жиынтығы бойынша бағаланады.

 

5 Кейбір есептеулерді орындауға әдістемелік нұсқаулар

 

5.1 Жерсеріктік байланыс сызығын энергетикалық есептеу

 

Энергетикалық есеп тапсырмасы ол - жерсеріктік байланыс сызығы бойынша сигналдардың таралуының тиiстi сапаны қамтамасыз ететiн негiзгi энергетикалық параметрлерін анықтау болып табылады.

Жүйенiң жалпы құрылымын таңдап, нәтижесінде жиiлiктер ауқымын, рұқсат етудің көп станциялы әдiстерiн және қолдану жолақтарын, ретранслятордың жұмыс істеу тәртібін, қолданатын модуляцияның түрін мен параметрлерін, қызмет көрсету аймағын және т.б.  анықтаймыз.

Байланыс сызығының энергетикалық параметрлеріне – таратқыш қуаты, таратқыш және қабылдағыш антеннаның күшейту коэффициенті, бүтіндей алғандағы қабылдағыш құрылғысының баламалы шуыл температурасы жатады.

Суретте көрсетіліп тұрғандай, таратушы және қабылдаушы құрылғыдан, антенналық трактан және жайылу трактынан тұратын жерсеріктік сызықтың бір бөлімін қарастырамыз.

Жерсеріктік сызықтың өткiзу қабiлетi, бiр жағынан, өткiзу жолағының енiмен, ал басқа жағынан - бөлiмшенiң энергетикасы төмендігімен шектеледi. Жiберушi станцияның баламалы изотропты сәуле шығарып жатқан қуаты (БИСШЖҚ )

E=P_ТАР η_ТАРG_ТАР ,

 

мұндағы: Р_ТАР - таратқыштың шығысындағы тиімді қуат;

η_ТАР- толқындық арна трактдағы қуат бойынша тарату коэффициенті;

G_ТАР - изотропты сәулемен салыстырғандағы таратқыш антеннаның күшейту коэффициенті.

Еркін кеңістікте сигнал энергиясының өшуі – қуат ағыны тығыздығының сәуле таратқыштан алып тастағандағы кішірейуі.

 

L₀=16π²d²/λ² .

 

Трассада жоғалтулардың толық мәні

 

L_∑= L₀ L_ТОЛ.

 

Келісілген толқынжолдағы аннтена кедергісі кезіндегі элементтер трактісі және қабылдағыш сигналының қуаты қабылдағыштың кірісінде болады.

 

5.1 сурет - Жерсерікті байланыс сызықтарының бір бөлігіндегі құрылымдық сұлбасы және деңгей диаграммасы

 

Егер Snp антенна апертураларының тиімді ауданы болса, онда оның күшейту коэффициенті

G_ҚАБ=4πS_ҚАБ/λ²

сонда

P_ТАР=P_ҚАБ4πd²L_ТОЛ/G_ТАРS_ҚАБη_ТАРη_ҚАБ.

 

Бұл формула қабылдағышқа енген кездегі сигнал қуатының қойылған мән бойынша хабарлағышқа қажетті қуатын анықтауға мүмкіндік береді.

Егер қабылдағышқа енген кезде сигнал қуаты емес сигнал-шуыл қатынасы (P/Pш)кір берілген болса, онда формулада  Р_ПР = Р_ш (Р_с /Р_ш) өрнегін қою қажет, мұнда шуылдың жиынтық қуаты келесі формуламен өрнектеледі

 

P_Ш=kT_∑∆f_Ш,

 

мұндағы  – Больцман тұрақтысы;

Т_∑- ішкі және сыртқы шуылдардың барлығын есепке алғандағы барлық қабылдау жүйелеріндегі баламалы шуыл температурасы;

Δf – қабылдағыштың баламалы шуыл жолағы.        

Кейде Жерсеріктік сызық энергетикасын есептеу кезінде ИСЗ-ның Жердің бетіндегі Ао сәуле шығаруы немесе жердің бетіндегі ИСЗ-ның сәуле шығару қуатының W ағын тығыздығы арқылы жасалған  электромагнитті өріс кернеуін білу керек.

 

 

мұндағы  r_о=120π-Еркін кеңістіктегі толқынның кедергісі;

Ао-милливольт/метрмен өлшенеді (мВ/м);

W-квадрат метрге ватт (Вт/м²).

Демек,

 

Таратудың цифрлық әдісі үшін байланыс сапасы 1 битке келетiн жекелей қателікпен бағаланады. Сонымен бiрге жекелей қателіктер әр түрлi жағдайлар үшiн 10^-6, 10^-4, 10 ^-3-тi құрайды. Дұрыс өлшеу әдiстерiнде ол қате қабылдаудың ықтималдығына жақын.

 

 

мұнда  Еэ/No-ді [3] кестеден әртүрлі модуляция үшін таңдалып алынады.

Қабылдағыштың кірісіндегі сигналдың қуатының шуыл қуаты қатынасымен анықталатын, сапа критериінің ролі арнаның шығысындағы қуат шуын қолданып, аналогты тәсілмен ТФ хабарламаны таратуда, ТД хабарламаны таратудағы сигнал шуыл қатынасы, қателер бөлігі – сандық әдіс қолдануда, қабылдағыштың кірісіндегі сигналдың қуаты шуыл қуаты қатынасымен анықталады.

Iс жүзiнде ортақ жақсы критерий қолданған жөн – демодуляцияланған шуылдың орташа қуатының демодулятор кірісіндегі шуылдың орташа қуатына қатынасы шуыл-тасымалдағыш қатынасы деп аталады және келесі формуламен анықталады,

 

(Н/Ш)=P_C/(kT_∑П_Ш), [Н/Ш]=10lg(Н/Ш),

 

мұндағы Рс - Пш жолағындағы демодулятор кірісіндегі модуляцияланған сигналдың орташа қуаты, Вт;

Пш - алдыңғы демодулятор трактының өткізу жолағының ені (шуылдық жолақ), Гц;

Т_∑-іне антеннаның және қабылдағыштың шуылдық температурасын қосатын, қабылдағыштың баламалы тиімді шуылдық температурасы 3С;

к=1,38·10²³ Вт/(Гц·К) —Больцман тұрақтысы.

Көп жағдайда модуляцияланған сигналдың орташа қуатының спектрлік шуыл қуатының тығыздығына қатынасын, Гц немесе дБ·Гц алған ыңғайлы.

Мысалы, ЖМ параметрлері көмегімен ТД-ны жіберген кезде демодулятор кірісіндегі және арнаның шығысындағы сапа келесі өрнекпен байланысты

 

[Н/Ш_f]_ТД=[С/Ш]+10lg(2F_2ТД/3)+20lg(F_2ТД/∆f_ТД)-k_{∑ ,}

 

мұндағы [С/Ш] – сигнал қуатының бір квадратқа сәйкес келетін сигнал суреті кернеуінің (синхропульссіз), визометрлік өлшенген шуыл қуатына қатынасы дБ;

Ргтд – Унификацияланып өлшенген фильтрді (УӨФ) қолданғанда 5МГц-ке тең ТД хабарламаны қабылдайтын, жоғары шекті жиілік спектрі;

Δf_TД⁼Afp/0,7 – жиіліктер девиацияларының толық қарқыны (синхро- пульстерді қосқанда);

Δf_p – сигнал суретіне сәйкес келетін жиілік девиациясының қарқыны (синхропулссіз);

к_х – к_пи + к_та – адамның ерекше спектрлік сезгіштігін ескеретін, қорытынды ұтыс.

К_∑=13,2 дБ(УӨФ) тең болғанда

 

[Н/Ш_f]_ТД=[С/Ш]+52+20lg(F_2ТД/∆f_ТД) .

 

5.2 Релятивтік әсерлердің есепке алынуы       

 

Бұл әсерлер жерсеріктің Жер гравитациялық етегінде қозғалуының әсерінен болады, ол қосымша қоздырушы жылдамдықты құрайды, сонша үлкен емес және орбита жерсеріктерінің интеграциялауда сандық есепке алынады.

Гравитациялық өрiс сонымен бiрге сигналдың таралуына қосымша кеңiстiк - уақытша майысуын шақырады. Алыстықтың үлкеюi

 

 

мұндағы г_S және r_R  - Жердің ортасынан жерсерік  пен қабылдағышқа дейінгі қашықтық;

µ= G*M_♀= 3986005 -10^s м³/с² – Жердің гравитациялық тұрақтысы

Салыстырмалылық теориясы бойынша, координаталар  жүйесінде жерсеріктің меншікті уақыт жүрісі жер жүйесінен өзгеше, ол гравитациялық потенциалдың және жерсеріктің қозғалысының айырмашылығына байланысты. GPSтың серiктерi үшiн оның базалық генератор жиiлiгiнiң араластыруына алып келедi, оны мына формуламен есептеуге болады.

 

мұндағы V- жерсерік жылдамдығы;

f_s- жерсерікте  құрастырылған жиілік;

f_R- жерде қабылданған жиілік.

 

Әдебиеттер тізімі 

1  «Развитие космической деятельности в Республике Казахстан на 2008 - 2020 годы», Мемлекеттік бағдарлама жобасы 2007.

2  Тихвинский В.О. и др. Сети мобильной связи.LTE: технологии и архитектура. - М.: Эко-Трендз, 2010.- 284 с.

3 Системы подвижной спутниковой связи: Учебное пособие / Айтмагамбетов А.З.; Алматы, АИЭС. 2006. – 106 с.

4   Макаренко Д. Услуги подвижной спутниковой связи // Технологии и средства связи, 2003.-№5.

5   Леонтьев Б.К. GPS: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить. Неофициальное пособие по глобальной системе местоопределения, 2006.

6   Сайт http:www.gisa.ru/navigat

 

А қосымшасы

 

Курстық жұмыстың титулды бет үлгісі

 

Алматы энергетика және байланыс университеті

Коммерциялық емес акционерлік қоғам

Радиотехника кафедрасы

 

 

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС 

 

Тақырыбы: «Odissey» жерсеріктік байланыс жүйесі

 

 

 

 

Мамандық: «Космостық байланыс жүйесі»

 

Орындаған: Иманбетов  Р. А.  

Тобы:  КСС – 04 – 1

 

Жетекшісі: Проф., техн.ғыл. канд.  Бутузов Ю.А.

«  17   »           03       2012 ж.

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2012

Б қосымшасы

 

Курстық жұмыстың тапсырма үлгісі

 

Алматы энергетика және байланыс университеті

Коммерциялық емес акционерлік қоғам

Радиотехника кафедрасы

 

Радионавигация, жерді қашықтықтан зоналау және жылжымалы радиобайланыстың жерсеріктік жүйесі пәні бойынша курстық жұмысты орындау тапсырмасы

 

КСС – 04 – 1 тобының студенті    Иманбетов Р.А.

 

Тақырыбы: «Odissey» жерсеріктік байланыс жүйесі

 

Жұмыстың жалпы бөлімінде мынадай сұрақтарды қарастыру:

1) Берілген космостық сегмент жүйесінің техникалық сипаттамала- ры мен құрылу сараптамасы;

2) Берілген абоненттік сегмент жүйесінің техникалық сипаттамалары мен құрылу сараптамасы.

Есептеу бөлімінде келесі есептеулер жүргізілуі тиіс:

1) Жерсеріктік байланыс жүйесінің «жоғары» сымдарына есептеулер жүргізу;

2) Бос кеңістікте тарату кезінде жоғалтулар;

3) Жер бетінде ИСЗ сәулелену кезінде электромагниттік өрістің кернеулігі;

4) Жер бетінде ИСЗ сәулелену кезіндегі қуат ағынының тығыздығы.

 

 

Әдебиеттер: 1 "Развитие космической деятельности в Республике Казахстан на 2008 - 2020 годы" Мемлекеттік бағдарламаның жобасы, 2007.

2 Тихвинский В.О. и др. Сети мобильной связи.LTE: технологии и архитектура. - М.: Эко-Трендз, 2010.- 284 с.

3 Системы подвижной спутниковой связи: Учебное пособие / Айтмагамбетов А.З.; Алматы, АИЭС.2006. – 106 с.

 

 

Жетекшісі___________.  Бутузов Ю.А.

Мазмұны

1 Жалпы ережелер                                                                                                     3

2 Курстық жұмыстардың тақырыптары                                                                  3

2.1 Курстық жұмыстың тапсырмаларын орындауға  арналған       нұсқалар тізімі      3

2.2 Курстық жұмыстың көлемі мен мазмұны                                                         5

2.3 Есептеу бөлімі                                                                                                     5

3 Түсіндірме жазбаның  безендірілуі                                                                      6

4 Курстық жұмысты қорғау реті                                                                              6

5 Кейбір есептеулерді жүргізуге арналған                                                               7

5.1 Жерсеріктік байланыс сызығының  энергетикалық есептеуі                         7

5.2 Релятивтік әсерлердің есепке алынуы                                                            10

Әдебиеттер тізімі                                                                                                  12

А қосымшасы Курстық жұмыстың титулды бет үлгісі                                       13

Б қосымшасы  Курстық жұмыстың  тапсырмалар үлгісі                                    14

 

                                                                     Жинақтық жоспар 2012 ж., реті. 137