Г.Тяпичев
«Цифровая радиосвязь на любительской радиостанции». Глава 4.
Глава 4. Цифровая связь и ИСЗ
Спутники с аналоговой аппаратурой
Спутники с аппаратурой для цифровой связи
Спутники, которые уже не слышны
Глава 4. Цифровая связь и ИСЗ
Предисловие
Искусственные спутники
Земли (ИСЗ) прочно вошли в жизнь человеческого
сообщества. ИСЗ широко используются и в мирных и в военных целях. Каждый
знает о спутниковом телевидении, спутниковой радиосвязи, об использовании спутников
в разведке природных богатств Земли, об использовании спутников в метеорологии
– это далеко не полный перечень использования ИСЗ на благо человека. Знаем мы
также и о размещении на спутниках смертоносного оружия, о спутниках – шпионах.
Но мало кто знает о том, что существуют спутники, которые используются в
радиолюбительских целях.
О том, что представляют из себя радиолюбительские спутники, для каких
целей они используются, как рассчитывается время появления спутника в зоне радиовидимости и какие спутники сейчас летают в космосе –
вот примерный перечень вопросов, о которых я хочу рассказать вам в этой
главе.
Первые спутники
Первый в мире
ИСЗ
Когда появилась идея о
создании и запуске первого искусственного спутника Земли, все участники
эксперимента надеялись на его успешный
запуск, но никто не знал, сколько времени спутник просуществует: один день,
неделю, месяц? Очень важно было принимать со спутника какие-то
сигналы – только они могли доказать, что спутник находится на орбите. Было совершенно
неизвестно, в каком пункте удастся принять сигналы, какой должна быть
чувствительность приемной аппаратуры. Ясно было только одно: нужно иметь как
можно больше пунктов наблюдения. И тогда решили привлечь к эксперименту
радиолюбителей. Институту радиотехники и электроники АН СССР поручили держать связь с
радиоклубами ДОСААФ и редакцией журнала «Радио». Были выделены необходимые средства на оснащение аппаратурой 28 радиоклубов, расположенных в различных
городах страны. Аппаратуру доставляли туда самолетами.
Начальников клубов
пригласили в Москву, здесь им читали лекции о том, как наблюдать за
радиосигналами спутника, давали рекомендации относительно конструирования
специальной аппаратуры. Предварительно аппаратуру испытывали
на военном аэродроме. Привезли туда маленький передатчик на 20
МГц – копию того, который был установлен на первом ИСЗ, и летали с ним на самолете, а на земле вели прием его
сигналов.
Судя по
воспоминаниям участников эксперимента, спутник представлял собой небольшой
контейнер, в котором размещался малогабаритный радиопередатчик на частоту 20
МГц. Передатчик излучал несущую частоту, которая через небольшие промежутки
времени прерывалась специальным таймером. В эфир шли короткие посылки,
напоминающие непрерывную передачу телеграфных «тире». Из контейнера выходила
определенной длины металлическая упругая лента,
которая использовалась в качестве антенны. Питание осуществлялось от
специальных электрических аккумуляторов. Срок работы передатчика зависел от
времени работоспособности аккумуляторов.
Центральным радиоклубом
СССР и другими радиолюбительскими организациями были организованы
наблюдательные пункты, оснащенные очень приличной по тем временам аппаратурой в
28 населенных пунктах страны, в том числе и в Магадане, и на Камчатке, и на
Сахалине.
Запуск спутника был
осуществлен 4 октября 1957 года. Радиолюбители «схватили» спутник на самом
первом его витке. Уже через четыре минуты после начала приема первых сигналов
от спутника, диктор Всесоюзного радио Ю. Левитан объявил о запуске в Советском
Союзе искусственного спутника Земли.
Это событие было очень
важным и интересным в жизни каждого человека. Ночами в ясную погоду можно было
видеть, как по небу медленно перемещается маленькая светящаяся звездочка. Мы
знали, что это летел спутник. Впоследствии выяснилось, что этим светящимся в
небе предметом был не спутник, а одна из огромных ступеней ракеты, которая тоже
летала вокруг Земли. Спутник был настолько мал по размерам, что отражение от
него нельзя было увидеть даже в мощный телескоп.
Так началась эра
использования радиоаппаратуры на ИСЗ. Русское слово «спутник» с тех пор прочно
вошло в обиход по всему миру.
До тех пор еще никогда на Землю не приходили радиосигналы связи
из-за пределов ионосферы, с движущегося космического объекта! В субботу, 5
октября, и особенно в воскресенье, 6-го, на любительских диапазонах творилось
что-то невообразимое: все оживленно обсуждали происшедшее, делились
впечатлениями и выясняли какие-то детали, спрашивали, на каких частотах
работает передатчик, когда его лучше слышно, каков характер сигналов. Зарубежные
радиолюбители поздравляли советских радиолюбителей с успешным запуском.
Радиолюбители активно вели
наблюдения за радиосигналами спутника. Помимо советских радиолюбителей в
наблюдениях участвовали коротковолновики ГДР, Чехословакии, США, Англии, Голландии,
Японии, Австралии и многих других стран.
Что же дали эти наблюдения?
Прежде всего систематический прием сигналов с борта
спутника позволял судить, правильно ли работает радиостанция на спутнике,
установить продолжительность ее действия, оценить работу источников питания.
Уже это немало, так как станция находилась в необычных условиях и подвергалась
воздействию малоизученных факторов. Некоторые радиолюбители, кроме того, что
делали привязку сигналов по времени, измеряли и их мощность. Такие наблюдения
позволили определить величину напряженности электрического поля. По изменению
тональности сигналов, так называемому эффекту Допплера,
можно судить о параметрах орбиты спутника. Все эти эксперименты были
исключительно важны для разработки и создания последующих конструкций
аппаратуры для спутников.
Наблюдения радиолюбителей
много дали и для изучения распространения радиоволн. Ведь до запуска спутника
специалисты, изучающие прохождение радиоволн, зондировали ионосферу только
снизу, а теперь это было сделано сверху. Наблюдения за характером прохождения
сигналов позволили уточнить некоторые характеристики линий дальней
коротковолновой связи.
Работаем
через спутники РС
Начало радиолюбительской космической
связи положил запуск
в октябре 1978
года искусственных спутников
Земли (ИСЗ) «Радио-1»
и «Радио-2».
Инициатива их
создания принадлежит журналу
«Радио», при редакции
которого работал координационный совет,
объединивший усилия творческих
коллективов радиолюбителей ДОСААФ,
студенческих конструкторских бюро и инженерной
общественности.
Главным
вдохновителем, организатором и теоретиком первых радиолюбительских спутников в
нашей стране был лауреат Государственной премии, полковник в отставке, бывший
ранее разработчиком отечественной космической техники, радиолюбитель –
коротковолновик (UA1AB) Владимир Леонидович Доброжанский.
Только благодаря его знаниям дела, связям в высоких
кругах, исключительному упорству и трудолюбию удалось пройти все
бюрократические препоны того времени и осуществить мечту многих радиолюбителей
– запустить в космос первые два и последующие радиолюбительские спутники.
Владимир Леонидович начал с
того, что написал и опубликовал в журнале «Радио» массу статей практически по
всем вопросам создания, обнаружения и эксплуатации любительских ИСЗ. Прочитав
эти статьи, многие радиолюбители стали писать в журнал «Радио» письма с
просьбой подключить их к работе над новым проектом. Среди таких радиолюбителей
был и автор этой книги. До сих пор хранятся в моем архиве письма, полученные от
этого замечательного человека и радиолюбителя – Владимира Леонидовича Доброжанского. Присланный им планшет постоянно
располагается над моей домашней радиостанцией. К сожалению, масса обстоятельств
не позволила мне непосредственно участвовать в создании и разработке этого
проекта, но увлеченность идеей радиолюбительского использования ИСЗ осталось
навсегда.
Идея В. Л. Доброжанского заключалась в разработке специального
бортового комплекса радиоаппаратуры, который представлял бы собой космический
ретранслятор с многостанционным доступом, запускаемый
попутно (за счет резерва веса) с другим космическим объектом. Как бывший
разработчик космической техники, он знал, что для точного вывода космического
объекта на определенную орбиту и траекторию требуется космический аппарат
строго определенного веса. Зачастую те аппараты, которые нужно было выводить в
космос, имели заниженный вес, восполнять который приходилось балластом. В
качестве такого «балласта» как раз и предлагалось использовать
радиолюбительский бортовой комплекс.
Владимир Леонидович
ежедневно, как на работу, приходил в редакцию журнала «Радио». Он нашел и
привел энтузиастов из Московского энергетического института, которые
впоследствии активно проявляли себя в создании и запуске ИСЗ, призвал к
сотрудничеству студенческое КБ Московского авиационного института, поддерживал
постоянные контакты с группами энтузиастов—радиолюбителей в городах Калуге и Молодечно (Белоруссия).
Однако ядром, вокруг
которого, как на орбите, вращались идеи и разработки, мощным магнитом, который
притягивал коллективы и энтузиастов, стали
Координационный комитет при редакции журнала «Радио» и родившаяся вскоре
Общественная лаборатория космической техники ДОСААФ, созданная на базе
районного СТК Москвы.
Среди длинного списка
сотрудников лаборатории, которые бескорыстно, безвозмездно, не считаясь ни с
силами, ни со временем, отдавали свой творческий порыв созданию спутников,
необходимо назвать, прежде всего, Владимира Борисовича Рыбкина. У него были «золотые
руки и голова». Фактически через его рабочий стол прошел весь
«бортовой комплекс» -- аппаратура, которая была установлена на всех
трех ИСЗ «Радио», построенных Общественной лабораторией ДОСААФ, СКБ
МАИ «Искра» и студенческим
КБ Московского энергетического
института.
Затем пришло второе
поколение любительских ИСЗ – эскадра из шести космических аппаратов, выведенная на
орбиту одной ракетой-носителем 17 декабря 1981 г.. Это
были спутники: «Радио-3»,
«Радио-4», «Радио-5», «Радио-6»,
«Радио-7», «Радио»-8».
В те дни я периодически, и
довольно часто, включал радиоприемник на диапазоне 29 МГц, где наблюдал за
работой аппаратуры на ИСЗ. Уже в те времена меня очень интересовали методы
определения времени появления спутника в зоне радиовидимости
и расчеты других элементов спутниковых орбит. Прослушивая эфир 18 декабря, вдруг услышал появляющиеся слабые сигналы
спутника. В это время никаких спутников в зоне радиовидимости быть не должно. Стал слушать дальше. Когда
сигналы стали разбираться, оказалось, что работал спутник с неизвестным мне
позывным. Не помню, по каким причинам я сдвинул рукоятку настройки, где
наткнулся на работу еще одного спутника, потом следующего. Как потом
выяснилось, накануне были запущены одной ракетой сразу шесть спутников, которые
первые несколько дней летали плотной кучкой, затем спутники стали отставать
друг от друга. В результате таких отставаний образовалась своеобразная цепочка
– сначала слушаешь работу одного спутника в течение 12 – 15 минут, затем на
такое же время появляется другой, затем – третий, четвертый, пятый, шестой,
затем снова первый и т. д..
Круг общественных групп,
занимающихся спутниками, к тому времени начал сужаться. «Отошли»
студенческие КБ. Главную ношу –
создание систем телеметрии, командной радиолинии, бортовой «логики», «доски объявлений», «роботов» – взяли на себя калужане, организовавшие под
руководством А. П. Папкова
свое общественное КБ при Калужском музее истории космонавтики имени К. Э. Циолковского.
23 июня 1987 г. в
Советском Союзе осуществлен новый запуск искусственного спутника Земли
«Космос- 1861», на котором была установлена аппаратура
полностью разработанная группой Александра Павловича Папкова.
Затем были запущены
спутники RS-10 и RS-11, RS-12 и RS-13. Потом
были RS-15 и другие, менее известные. Кстати, RS-10/RS11 совсем
недавно прекратили свою работу, RS-12/RS-13 работают и сейчас. Работает и RS-15. Все эти спутники очень похожи друг на друга,
потому что их работа осуществляется на одном и том же комплексе бортовой
аппаратуры.
Несмотря на то,
что в настоящее время в эфире находится множество спутников с различными самыми
современными видами цифровой связи, спутники типа RS пользуются очень большой
популярностью среди радиолюбителей всех стран мира. Дело в том, на мой взгляд,
что эти спутники используют очень удобные для радиолюбителей диапазоны и виды
связи. В качестве альтернативы приведу
пример со спутником P3D (AO-40). Сначала были разрекламированы исключительные
возможности этого спутника, так что радиолюбители никак не могли дождаться
запуска этого спутника. Ждать пришлось несколько лет. Осенью прошлого года,
наконец, он был запущен, сейчас летает, но практически никто не может через
него работать. Дело в том, что принимать информацию с этого спутника можно
только на диапазонах выше 2400 МГц. А аппаратуры на такой диапазон почти ни у
кого нет.
Если заглянуть в Интернете
по адресу http://www.amsat.ru/, то можно увидеть
страничку отечественной организации AMSAT-RUS. Страничка заполнена материалами о прошлых
славных делах и людях, а вот нового ничего нет. Похоже, что вся работа
этой организации заключается в разработке и опубликовании в Интернете своей
странички.
В последние годы о
разработке новых российских спутников широкой общественности ничего не
известно. Что-то делается при Центре подготовки космонавтов, об этом говорит
тот факт, что на международной космической станции работает аппаратура
отечественного изготовления, что-то делается в группе А. П. Папкова при Калужском музее истории космонавтики. Говорят,
что в самое ближайшее время на орбите появится RS-23. Но это пока только на уровне слухов. У
радиолюбителей нашей страны огромный интеллектуальный потенциал, который все же
должен вырваться на свободу и начать действовать. Ждем-с …
Радиолюбительские ИСЗ
Большинство спутников с радиолюбительской аппаратурой
летают вокруг Земли по круговым орбитам, имеют удаление от Земли (примерно) от
500 до 1500 км. На рис. 4.1 изображена схема движения такого спутника.
Один оборот спутника вокруг Земли продолжается около двух часов, время
нахождения в зоне радиовидимости составляет от 5 до
18 минут. Зоной «радиовидимости» я называю
пространство, в котором спутник достаточно хорошо слышен и нормально принимает
передаваемые ему команды.
Рис. 4.1. Схема движения низкоорбитального спутника
Движение каждого спутника характеризуется периодом
обращения, углом наклонения плоскости орбиты спутника к плоскости экватора Земли,
удалением орбиты от поверхности Земли.
Типичным представителем такого типа спутников является
RS-12/13, который
далее буду упоминать довольно часто. Преимущество подобных спутников в
достаточно хорошем приеме поступающих от них сигналов, недостатком является
слишком малая продолжительность пребывания спутника в зоне радиовидимости.
Имеются также спутники, движение которых
осуществляется по эллиптическим орбитам. Схема движения по эллиптической орбите
приведена на рис. 4.2. Обозначенная на схеме величина Rз обозначает радиус Земли. Радиус Rз примерно равен 3 180 километров.
Рис. 4.2. Схема движения по эллиптической орбите
Преимуществом таких спутников является длительное
время нахождения спутника в зоне радиовидимости,
более простое управление антенными системами для их направления на спутник.
Таких спутника сейчас два. Первым из них является ветеран с семнадцатилетним
стажем – АО-10. Спутник работает в режиме ретранслятора, уже очень давно и
всегда хорошо. В удачные дни бывает так, что одновременно можно сработать со всеми континентами. Вторым из спутников,
движущихся по эллиптическим орбитам, является АО-40. Практически с самого
начала этот аппарат преследуют неудачи. В настоящее время прием информации со
спутника можно вести только на диапазонах частот выше 2 400 МГц. Аппаратура на
такие частоты, мягко говоря, имеется не у каждого радиолюбителя, поэтому
информации о работе этого спутника исключительно мало.
На рис. 4.3 приведена карта нашей планеты,
выполненная в прямоугольных координатах. Траектории движения низкоорбитальных
спутников выглядят на этой карте в виде одного периода синусоидальной волны.
Чем больше угол наклонения плоскости орбиты к плоскости экватора, тем
«амплитуда» подобной синусоиды становится больше.
Рис. 4.3. Карта Земли с траекториями движения спутников
Точкой А на карте обозначен
один из спутников. Кривая линия в виде замкнутого неправильной формы круга
(кривая Б) показывает границу зоны радиовидимости
этого спутника. Кривая линия в виде
синусоиды (линия В) показывает траекторию движения какого-то спутника,
предположим, что этим спутником является МКС – Международная Космическая
станция. Таких траектории на карте показано три. Можно предположить, что это
траектория трех последовательных витков одного и того же спутника.
Ниже привожу перечень всех вращающихся вокруг Земли
спутников с их краткими характеристиками. Для тех читателей, которые хотели бы
узнать о том или ином спутнике чуть больше, привожу адреса страниц в Интернете.
Эти страницы, как правило, принадлежат радиолюбителям, готовым поделиться с
друзьями своими знаниями и достижениями в спутниковой радиосвязи.
Расшифровка некоторых, использованных в перечнях
спутников, специальных терминов.
q Download – обозначает
радиочастоту, на которой можно получать информацию со спутника (на которой
спутник ведет передачу на Землю).
q Uplink – обозначает
радиочастоту, на которой следует передавать информацию на спутник (на которой
спутник принимает информацию с Земли).
q L1-band – обозначает работу на определенном частотном канале
и при определенных условиях (смотреть на соответствующей странице в Интернете) .
q Beacon – обозначает
радиочастоту, на которой работает МАЯК – специальный радиопередатчик,
передающий на Землю позывные спутника и так называемую «телеметрию» --
зашифрованное сообщение о состоянии технических систем данного спутника.
q USB, LSB, SSB – работа
однополосным сигналом (на верхней боковой, нижней боковой, на любой боковой
полосе частот).
q CW – работа
телеграфом.
q ANS – AMSAT NEWS – служба
новостей организации AMSAT.
Для
получения большего количества информации по всем вопросам радиолюбительских
спутников обращайтесь в Интернет по адресу: http://www.amsat.org/
Существует
в Интернете также и страничка, организованная отечественной организацией AMSAT-RUS. Эту страничку
можно посмотреть по адресу: http://www.amsat.ru/. Но эта
страничка даст вам, в лучшем случае, какую-то информацию о прошлых делах,
потому что новых дел у этой организации нет.
Далее
привожу вам перечень ИСЗ с любительской аппаратурой на борту, которые
находились в космическом пространстве и вращались вокруг Земли в 2001 году. В
новом варианте книги я не стал обновлять этот перечень по той причине, что
перечень ИСЗ в период чтения этой книги через несколько лет вы всегда сможете
узнать в Интернете, а вот узнать о том, какие спутники работали
в 2001 годы вы сможете узнать только из этой книги.
Спутники с
аналоговой аппаратурой
q Phase 3D / AMSAT
OSCAR 40 / AO - 40
·
Uplink U- полоса 435.550 – 435.800 МГц CW/SSB
·
L1-band 1269.250 – 1269.500 МГц CW/SSB
·
L2-band
1268.325 - 1268.575 МГц CW/SSB
·
Downlink
2401.225 – 2401.475 МГц CW/SSB
·
Функционирует в
наладочном режиме. Работает U/L-1 через S-2.
·
Выведен на
промежуточную орбиту 16 ноября 2000 г ракетой Ариане
5 с космодрома во Французской Гвиане. Постепенно переведен на
постоянную эллиптическую орбиту.
·
Познакомиться с
графиком работы можно в Интернете по адресу: http://www.amsat-dl.org/journal/adlj-p3d.htm
·
Pieter
Tjerk, PA3FWM, разработал
новую программу под Linux для расшифровки телеметрии
АО-40, которую можно взять в Интернете по адресу : http://www.cs.utwente.nl/~ptdeboer/ham/ao40/
q
МЕЖДУНАРОДНАЯ
КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ ARISS
·
Всемирный пакет Uplink - 145.990 МГц
·
Region 1 voice Uplink - 145.200 МГц
·
Region 2/3 voice Uplink - 144.490 МГц
·
Всемирный Downlink для voice и пакета -
145.800 МГц
·
Позывной TNC -
RZ3DZR
·
Функционирует.
·
Построенный и
запущенный в России в сентябре 2000 года жилой модуль станции позволяет
длительное нахождение экипажа на борту станции, является основой станции.
·
График свободного
времени команды можно найти в Интернете по адресу: http://spaceflight.nasa.gov/station/timelines/2001/may/index.html
·
Позывные
Российских космонавтов: RS0ISS, RZ3DZR.
·
Позывной Американских астронавтов: NA1SS.
·
Большое
количество информации можно найти в Интернете
по адресу: http://arias.gsfc.nasa.gov
q
РАДИО СПОРТ RS-12
·
Uplink от 145.910 до 145.950 MHz
CW/SSB
·
Downlink от 29.410 до 29.450 MHz
CW/SSB
·
Маяк 29.408 MHz
·
Включен снова в работу
1 января 2001 года. Работает нормально.
·
Выведен на орбиту
5 февраля 1991 года с космодрома Байконур.
·
О работе через
спутник RS-12/13 есть материалы в Интернете по адресу: http://www.qsl.net/ac5dk/rs1213/rs1213.html
q
РАДИО СПОРТ RS-15
·
Uplink от 145.858 до 145.898 MHz
CW/SSB
·
Downlink от 29.354 до 29.394 MHz
CW/SSB
·
Маяк 29.352 MHz (неустойчивая) частота
·
SSB средняя
частота 29.380 MHz (не официальнная)
·
Функционирует
частично в режиме A, используется 2-метровый uplink и
10-метровый downlink.
·
Выведен на орбиту
26 декабря 1994 года с космодрома Байконур.
·
Dave, WB6LLO, имеет действующую информацию для RS-15 и
RS-13 на его WEB-странице. В
дополнение к спутниковым данным, там имеется информация по антенне для работы в
mode-A. WB6LLO страница в Интернете с этой
информацией находится по адресу: http://home.san.rr.com/doguimont/uploads
q OSCAR 10 AO-10
·
Uplink от
435.030 до 435.180 MHz CW/LSB
·
Downlink от 145.975 до 145.825 MHz
CW/USB
·
Маяк 145.810 MHz (немодулированная частота)
·
Функционирует
частично, Режим - B.
·
Выведен на орбиту 16 июня 1983 года ракетой Ariane с космодрома во Французской Гвиане. AO-10 был
блокирован в 70-cm uplink и 2-метровый downlink в течение нескольких лет.
·
W4SM имеет
большое количество информации относительно спутника в Интернете по адресу: http://www.cstone.net/~w4sm/AO-10.html
q AMRAD AO-27
·
Uplink 145.850 MHz FM
·
Downlink 436.795 MHz FM
·
Функционирует в
режиме J.
·
Выведен на орбиту 26 сентября 1993 года ракетой Ariane из космодрома во Французской Гвиане. AO-27 использует
метод называемый Установленным Регулированием Мощности Затемнения (TEPR), чтобы
регулировать работу бортовых батарей.
TEPR учитывает время, как долго спутник был в затемнении (или на солнце) и
решает, какие подсистемы включить или отключить.
·
AO-27
WEB-страница на AMSAT-NA дает объяснения по работе со спутником AO-27 : http://www.amsat.org/amsat/sats/n7hpr/ao27.html
q UO-14
·
Uplink 145.975 MHz FM
·
Downlink 435.070
MHz FM
·
Функционирует в режиме
J.
·
UO-14 был выведен
на орбиту в 22 января 1990года ракетой Ariane c космодрома во Французской Гвиане.
·
Tim, KG8OC, модифицировал Мичиган AMSAT Информационную WEB-страничку с UO-14 информацией,
расположенную в Интернете по следующему адресу: http://www.qsl.net/kg8oc
q JAS-1b FO-20
·
Uplink от 145.900 до 146.000 MHz
CW/LSB
·
Downlink от 435.800 до 435.900 MHz
CW/USB
·
Функционирует.
FO-20 находится в режиме JA непрерывно.
·
JAS-1b (FO-20)
был выведен на орбиту в феврале 1990 и продолжает функционировать очень хорошо.
q JAS-2 FO-29
·
Voice/CW Режим JA
·
Uplink от 145.900 до 146.000 MHz
CW/LSB
·
Downlink от 435.800 до 435.900 MHz
CW/USB
·
Digital Mode JD
·
Uplink 145.850, 145.870, 145.910 MHz FM
·
Downlink 435.910 MHz 1200 baud BPSK или 9600 baud FSK
·
Позывной 8J1JCS
·
Digi-talker Mode
·
Downlink 435.910 MHz
·
Функционирует
попеременно в цифровом режиме и как digi-источник сообщений.
·
JAS-2 был успешно выведен на орбиту 17 августа
1996 из Tanegashima Космического центра.
·
Mike, KF4FDJ, собрал очень информативный документ
относительно FO-29, касающийся аналогового, цифрового и режима
Digi-источника сообщений. Можно получить
по электронной почте копию документа Mike: kf4fdj@amsat.org
·
Mineo, JE9PEL, модифицировал свою программу приема и
анализа Телеметрии спутника FO-29. Программное обеспечение автоматически
анализирует всю цифровую telemetry от спутника типа
текущего напряжения и температуры. JE9PEL модификация FO-29/software
доступна в Интернете по адресу: http://www.ne.jp/asahi/hamradio/je9pel/
Спутники с
аппаратурой для цифровой связи
q PCsat
·
Uplink/Downlink
145,827 MHz 1200 baud AX-25 AFSK via PCSAT-1
·
Aux/Uplink
435,250 MHz 9600 baud via PCSAT (off)
·
APRS Downlink 144,390 MHz (Region 1)
·
Функционирует
нормально.
·
Выведен на орбиту 30 сентября 2001 года ракетой Athena-1 с космодрома Kodiak на Аляске.
·
Информацию
по спутнику можно получить в Интернете по адресу: http://pcsat.aprs.org/ а также http://web.usna.navv.mil/~bruninga/pcsat.html
q
TIUNGSAT - 1
·
Uplink 145.850 или
145.925 MHz 9600 baud FSK
·
Downlink 437.325 MHz
·
Broadcast позывной
- MYSAT3 - 11
·
BBS позывной
. . . . . - MYSAT3 - 12
·
Функционирует в цифровом режиме 38k4 baud
FSK.
·
Выведен не орбиту 26 сентября 2000 года с космодрома
Байконур.
·
TiungSat
- 1 является первым микро-спутником Малайзии и в дополнение к коммерческой
информации о состоянии Земли и погоды, будет работать FM и FSK любительская
радиосвязь. Превосходная передача со спутника телеметрии говорит о нормальном
состоянии радиоаппаратуры. О превосходной работе на скорости 38k4 при мощности
8 ватт сообщает Chris G7UPN. Он также сообщает, что
для работы со спутником сначала нужно послать ему запрос на связь. После этого
спутник проверяет напряжение на батареях и, если все нормально, начинает
отвечать.
·
Для большего количества информации посетите страничку по
адресу: http://www.yellowpages.com.my/tiungsat/tiung_main.htm
q
UOSAT
UO-22
·
Uplink 145.900
или 145.975 MHz FM 9600 бод FSK
·
Downlink 435.120 MHz FM
·
Broadcas позывной - UOSAT5 - 11
·
BBS. . . . . . .
. . . . . . - UOSAT5 - 12
·
Функционирует.
·
Выведен на орбиту 17 июля 1991 года ракетой Ariane с космодрома во Французской Гвиане.
·
Chris Jackson, G7UPN, сообщает ANS, что на UO-22 ранее наблюдался
полный sunlight, и
температуры увеличились значительно. Контроллеры перевели спутник в
инвертированный режим, чтобы уменьшить температуру. Это действительно уменьшило
температуру на различных системах (типа батарей) на 5 - 10 единиц. Неудачный
побочный продукт этого, что downlink является теперь
совершенно слабым. Только 145.900 MHz приемник
пригоден для использования для связи в настоящее время.
·
Большое
количество информации относительно спутника доступно в Интернете по адресу:
http://www.sstl.co.uk/
q OSCAR-11
·
Downlink 145.825 MHz FM, 1200 бод PSK
·
Маяк 2401.500 MHz
·
Функционирует.
·
Выведен на орбиту 1 марта 1984 года ракетой Delta-Thor из военного космодрома в Калифорнии.
·
OSCAR-11
праздновал семнадцатый день рождения 1 марта, 2001. В течение периода от 15
декабря до 14 января 2002 года хорошие сигналы были получены от маяка на частоте
145 MHz. Напряжение батареи в течение суток было
неизменным. Среднее наблюдаемое значение DC 13.8 Вольт, в диапазоне от 13.4 до
14.1 Вольт.
·
Действующий план
работы следующий:
·
ASCII состояние
(210 секунд)
·
ASCII бюллетень
(60 секунд)
·
BINARY SEU (30 секунд)
·
ASCII TLM (90
секунд)
·
ASCII WOD (120
секунд)
·
ASCII бюллетень
(60 секунд)
·
BINARY ENG (30 секунд)
·
ASCII бюллетень -
в настоящее время статическое сообщение, в котором детализируются режимы и
частоты всех активных любительских спутников радио. Большое количество
информации относительно OSCAR-11 доступно в Интернете по адресу: http://www.users.zetnet.co.uk/clivew/
q
PACSAT
AO-16
·
Uplink 145.90 145.92 145.94 145.86 MHz
FM используется Манчестер 1200 бод FSK
·
Downlink 437.025 MHz SSB (RC-BPSK
1200 бода PSK)
·
Маяк 2401.1428 MHz
·
Broadcast позывной - PACSAT - 11
·
BBS . . . . . . .
. . . . . . . - PACSAT - 12
·
Функционирует
частично.
·
Выведен на орбиту 22 января 1990 года ракетой Ariane с космодрома во Французской Гвиане.
·
Новая WOD
совокупность текущей графики и текущие данные по телеметрии можно найти в
Интернете по адресу: http://www.telecable.es/personales/ea1bcu
q UoSAT-12 UO-36
·
Uplink 145.960 MHz 9600 бод FSK
·
Downlink 437.025 MHz 437.400 MHz
·
Broadcast позывной - UOSAT12 - 11
·
BBS . . . . . . .
. . . . . . . - UOSAT12 - 12
·
UoSAT-12 был
успешно выведен на орбиту 21 апреля, 1999 из Российского космодрома Байконур.
·
По VK5HI
информация общего пользования доступна на AMSAT-NA странице в Интернете по
следующему адресу: ftp://ftp.amsat.org/amsat/software/win32/display/ccddsp97-119.zip
·
Дальнейшая
информация относительно UO-36 доступна в Интернете по адресу: http://www.sstl.co.uk/
q ITAMSAT IO-26
·
Uplink 145.875, 145.900, 145.925, 145.950 MHz FM 1200 бод
·
Downlink 435.822 MHz SSB
·
Broadcast позывной - ITMSAT1 - 11
·
BBS . . . . . . .
. . . . . . . - ITMSAT1 - 12
·
Функционирует
частично, функция digipeater включена.
·
IO-26 был выведен
на орбиту 26 сентября 1993 года ракетой Ariane с
космодрома во Французской Гвиане.
Спутники,
которые уже не слышны
Перечисленные ниже спутники
находятся на орбитах, но не функционируют
в настоящее время.
q TMSAT-1 K – 31
·
Uplink 145.925
MHz (FSK – 9600 bod)
·
Downlink 436.925 MHz (FSK – 9600 bod)
·
Callsign: TMSAT1 – 11,
BBS – TMSAT1-12 .
·
Выведен на орбиту
10 июля 1998 года с космодрома Байконур.
·
С 18 декабря
2000г никакой информации от спутника не получено. G7UPN, менеджер UoSAT, сообщил, что такое положение является временным.
·
Программу ProcMail v2.00G, разработанную G7UPN для
обработки файлов с изображениями от К-31, можно взять в Интернете по адресу: http://www.amsat.org/amsat/software/win32/wisp
q
LUSAT
LO-19
·
Uplink 145.84
145.86 145.88 145.90 MHz FM используется Манчестер 1200 бод FSK
·
CW downlink 437.125 MHz
·
Цифровой downlink 437.150 MHz SSB RC-BPSK 1200 бод PSK
·
Brodcast позывной - LUSAT - 11
·
BBS . . . . . . .
. . . . . . - LUSAT - 12
·
В настоящее время
функционирует частично. CW маяк посылает восемь telemetry
каналов и один канал состояния. В настоящее время, никакое BBS обслуживание не
доступно. Digipeater не активен.
·
Выведен на орбиту 22 января 1990 года ракетой Ariane с космодрома во Французской Гвиане.
·
Общая информация
и выборки telemetry может быть найдена в Интернете по
адресу: http://www.telecable.es/personales/ea1bcu/lo19.htm
q SAUDISAT - 1A
·
Uplink пока не объявлен
·
Downlink 437.075 MHz
·
Broadcast позывной
- SAUSAT1-11
·
BBS . . . . . . . . . . . . . . - SAUSAT1-12
·
Функционирует, вероятно, в режиме наладки.
·
Выведен на орбиту 26 сентября 2000 года с космодрома
Байконур.
·
Должен был работать
в режиме 9600 Бод в системе store_and_forward, также
должен был работать аналоговый FM
репитер. Спутник разработан и построен в Научно-исследовательском институте
Королевства Саудовская Аравия. За восемь
месяцев пребывания этого спутника на орбите ANS не получил о нем никакой
информации.
q SAUDISAT - 1B
·
Uplink еще не объявлен
·
Downlink 436.775 MHz
·
Broadcast позывной
- SAUSAT2-11
·
BBS . . . . . . . . . . . . . . - SAUSAT2-12
·
Функционирует, вероятно, в режиме наладки.
·
Выведен на орбиту 26 сентября 2000 года с космодрома
Байконур.
·
Все остальные
сведения аналогичны предыдущему спутнику.
q SUNSAT SO -35
·
Mode J Uplink 145.825 MHz FM
·
Mode J Downlink 436.250 MHz FM
·
Mode B Uplink 436.291 MHz FM
·
Mode B Downlink 145.825 MHz FM
·
Не функционирует.
·
SunSat был выведен
на орбиту 23 февраля 1999 на борту ракеты Дельта II из Военно-воздушной базы Vandenberg в Калифорнии.
·
SunSat пакет
включает 1200 и 9600 бода цифровая возможность с промежуточным накоплением и
голосовой репитер системы " попугай ", которая будет использоваться прежде всего для образовательных показов.
Спутник имеет две VHF, и две UHF приемно-передающих системы.
·
1 февраля 2001
года от SunSat команды было получено объявление, что на спутнике
произошел непредвиденный процесс, дальнейший контакт со спутником маловероятен.
Более полную информацию можно получить в Интернете по адресу: http://sunsat.ee.sun.ac.za/ham1.htm
q
РАДИО СПОРТ RS-13
·
Uplink от 21.260 до 21.300 MHz
CW/SSB
·
Downlink от 29.460 до 29.500 MHz
CW/SSB
·
Downlink от 145.860 до 145.900 MHz
CW/SSB
·
Маяк 145.860 MHz
·
Робот Uplink 145.840 MHz
·
Не функционирует.
Последнее время работал в режиме - T с 2-метровым и 10-метровым downlink и 15-метровым uplink.
·
Выведен на орбиту 5 февраля 1991 года с
космодрома Байконур. О работе через спутник RS-12/13 есть материалы в Интернете
по адресу: http://www.qsl.net/ac5dk/rs1213/rs1213.html
q KITSAT KO - 23
·
Uplink 145.900 MHz FM (9600 baud FSK)
·
Downlink 435.175
MHz Fm
·
Не функционирует.
·
Выведен на орбиту 10
августа 1992 года ракетой Ariane с космодрома во
Французской Гвиане.
q KITSAT KO-25
·
Uplink 145.980 MHz FM 9600 бод FSK
·
Downlink 436.500 MHz FM
·
Broadcast позывной - HL02-11
·
BBS . . . . . . .
. . . . . . - HL02-12
·
Не функционирует.
·
Выведен на орбиту 26 сентября 1993 года ракетой Ariane с космодрома во Французской Гвиане.
q TECHSAT-1B GO -32
·
Downlink 435.225
MHz используется HDLC telemetry
·
TechSat-1B микро-спутник был успешно выведен
на орбиту из Российского космодрома Baikonur 10 июля
1998года.
·
Из последних сообщенный, спутник не имеет
продолжительного маяка, но передает пакет с 9600 бодами каждые 30 секунд
(каждый длиной 3 секунды), на 435.225 MHz. TechSat группа создала местную страницу спутника TechSat,расположенную в Интернете по адресу: http://www.technion.ac.il/pub/projects/techsat/asher/techsatmain.html
q
PANSAT PO -34
·
Uplink/downlink частоты никогда не
сообщались.
·
Спутник не
доступен в настоящее время для общих uplink передач.
·
PanSat,
разработанный Военно-морской Postgraduate Школой,
был Выведен на орбиту из космического
корабля Шаттл (в течение STS-95) 30 октября 1998
года. В начальный период обещали, что данные по PanSat
спектру распространения, по цифровому transponders
будут доступными для операторов Amateur Radio наряду с программным обеспечением, чтобы использовать
эту технологию. До настоящего времени этого не случилось.
·
Для большого
количества информации, посетите официальную PanSat
страницу в Интернете по адресу: http://www.sp.nps.navy.mil/pansat/
·
О PanSat была опубликована статья в номерах ИЮЛЬ/АВГУСТ 1999
года AMSAT-NA Журнала. Статья написана KD6DRA и N7HPR.
q DOVE -17
·
Downlink 145.825 MHz FM 1200 бода AFSK
·
Beacon 2401.220 MHz
·
Не функционирует.
·
Выведен на орбиту 22
января 1990 года ракетой Ariane с космодрома во
Французской Гвиане.
·
DOVE-17 прекратил передавать в марте 1998.
145.825 MHz и 2401.220 MHz downlinks - не ответил на запросы и команды станции
управления. Никакая дополнительная информация не доступна в это время.
q
WEBERSAT WO-18
·
Downlink 437.104 MHz SSB 1200 бода PSK AX. 25
·
Не функционирует.
·
Выведен на орбиту 22 января 1990 года ракетой Ariane с космодрома во Французской Гвиане.
·
WO-18, как сообщается, является в MBL режиме
после аварийного отказа программного обеспечения. Никакая дополнительная
информация не доступна в это время.
q SEDSAT-1 SO -33
·
Downlink 437.910 MHz FM 9600 бода FSK
·
Спутник в
настоящее время недоступен для uplink передач и
изображения, и transponder усилия восстановления были
неудачны.
·
Выведен на орбиту 24 октября 1998 года ракетой Delta - 2 с космодрома на мысе Канаверел
в штате Флорида (США).
·
SedSat-1
предназначался для практики студентов при исследовании и разработках спутников,
был успешно выведен на орбиту в субботу 24 октября 1998года. Для большого
количества информации относительно SedSat-1 посетите Спутниковую страницу в
Интернете по следующему адресу: http://www.seds.org/sedsat
·
Никакая
дополнительная информация в настоящее время не доступна.
Расчет элементов орбит ИСЗ
Чтобы начать работу со
спутником, нужно следующее:
q
нужно уметь
произвести расчет появления спутника в зоне радиовидимости
вашей станции;
q
нужно иметь
антенны и аппаратуру, способные нормальным образом получать сигналы от спутника
и передать сигналы на спутник.
В этой главе книги будет
описан один из возможных вариантов расчета времени появления спутника в зоне радиовидимости вашей станции, времени нахождения спутника в
зоне радиовидимости и определение азимута точки входа
спутника в зону радиовидимости. Некоторые BBS в любительской пакетной сети предлагают для удаленных
пользователей специальную «услугу» -- расчет этих же самых параметров. Но я
не советую пользоваться этой «услугой», если вы хотите иметь нормальные по
точности данные. Подобные расчеты нужно делать самому, на своем компьютере. По какой
программе эти расчеты делать, должен решать сам радиолюбитель. Программ для
подобных целей много, все они красочные и привлекательные, поэтому выбирайте
сами.
Далее приведу описание
моего метода, которым пользуюсь много лет.
Описания антенных
систем и аппаратуры для работы со спутниками, а также описания методов этой работы составит
отдельную большую книгу. В конце этой главы я приведу информацию о том, как
можно вести прием сигналов маяка и наблюдать работу других радиолюбителей через
спутник RS-12/13.
Чтобы начать проведение
расчетов указанных выше элементов орбит, следует заглянуть в Интернет и взять
там очень необходимые для проведения расчетов «кеплеровские
данные».
Кеплеровские данные
В начале 17 века немецкий
ученый Иоганн Кеплер установил законы, по которым движутся планеты. Движения
спутников также подчиняются законам Кеплера, поэтому каждому из спутников
соответствует определенный набор данных, которые рассчитываются по законам
Кеплера и характерны только для этого конкретного спутника в данный период
времени. Известно, что спутник с каждым витком на какое-то расстояние
приближается к Земле, следовательно, его координаты в небесном пространстве
изменяются. Эти изменения вынуждают периодически производить перерасчеты кеплеровских данных. Расчеты по устаревшим данным приводят
к ошибкам.
Радиолюбители, как правило,
для своих расчетов применяют кеплеровские данные,
которые периодически обновляет и публикует NASA – Национальное агентство по аэронавтике США. В
Интернете файл с кеплеровскими данными можно взять в
нескольких местах.
q
На странице AMSAT-NA,
расположенной по адресу http://www.amsat.org/.
q
На странице по
адресу http://logsat.com/. Эта страница рекламирует программу расчета спутниковских орбит LOGSAT, на ней можно посмотреть красочную карту с
расположением облаков над Европой и над Северной Америкой. В правой колонке,
примерно посередине страницы, находится маленькая статья, озаглавленная «Keplerian Elements».
Внизу выделенный текст «Download
latest keps.zip(~50Kb)». Если
щелкнуть мышкой по этому тексту, то вы скачаете в свой компьютер текстовый файл
с кеплеровскими данными по всем спутникам,
находящимся в космосе. В этом файле приведены данные по очень большому количеству
спутников и вам из этого файла следует взять только первые 100 … 150 строк.
Листинг 4.1 как раз и представляет собой нужный для нас кусок из файла keps.zip.
Кроме того, этот файл бывает на пакетных BBS в рубрике KEPLER.
О том, как использовать файл с кеплеровскими данными в расчетах, я расскажу чуть
позже.
Листинг 4.1.
Файл keps.tle
AO-10
1 14129U 83058B
02033.18694793 .00000054 00000-0
10000-3 0 8617
2 14129 25.9498 229.6755
6066219 221.4578 71.5899 2.05868503112214
UO-11
1 14781U 84021B
02040.54396780 .00005950 00000-0
87244-3 0 7449
2 14781 98.0668 8.3056 0009438 341.0240 19.0615 14.75911187961024
RS-10/11
1 18129U 87054A
02039.55627138 .00000180 00000-0
17967-3 0 449
2 18129 82.9225 63.8908 0010859 181.6307 178.4815
13.72631583733066
UO-14
1 20437U 90005B
02039.68383657 .00000783 00000-0
31322-3 0 8878
2 20437 98.3284 95.1181 0009993 235.3588 124.6650
14.30982998628879
UO-15
1 20438U 90005C
02039.64671686 .00000603 00000-0
24969-3 0 6516
2 20438 98.2976 85.9790 0009101 247.8229 112.1983
14.29998105628574
AO-16
1 20439U 90005D
02040.24398332 .00000913 00000-0
36151-3 0 6867
2 20439 98.3712 105.1485
0010298 236.9368 123.0820 14.31165244628981
DO-17
1 20440U 90005E
02039.74312835 .00001081 00000-0
42319-3 0 6428
2 20440 98.3903 107.7232
0010348 240.1970 119.8182 14.31412403628970
WO-18
1 20441U 90005F
02039.54778349 .00000965 00000-0
38063-3 0 7188
2 20441 98.3858 106.9689
0010920 239.5314 120.4792 14.31251866628932
LO-19
1 20442U 90005G
02039.84753760 .00000955 00000-0
37583-3 0 6883
2 20442 98.4000 109.6430
0011221 238.5358 121.4730 14.31406582629020
FO-20
1 20480U 90013C
02038.61818672 -.00000017
00000-0 25580-4 0 3884
2 20480 99.0293 67.7003 0540686 135.8764 228.6810
12.83308609562295
AO-21
1 21087U 91006A 02040.50118917 .00000193
00000-0 18617-3 0 3311
2 21087 82.9357 234.3961
0033997 212.6530 147.2524 13.74851582553486
RS-12/13
1 21089U 91007A
02039.54108081 .00000227 00000-0
22435-3 0 4005
2 21089 82.9211 99.6653 0027639 252.2863 107.5276
13.74336559552273
UO-22
1 21575U 91050B
02039.91570570 .00001543 00000-0
51657-3 0 4257
2 21575 98.1235 46.5018 0007524 177.1622 182.9612
14.38638185554402
KO-23
1 22077U 92052B
02039.21869037 -.00000037
00000-0 10000-3 0 655
2 22077 66.0847 191.7688
0001344 174.2219 185.8819 12.86385691446024
AO-27
1 22825U 93061C
02040.24588147 .00000769 00000-0
32224-3 0 1937
2 22825 98.3202 83.1584 0007765 290.1487 69.8859 14.28684391436420
IO-26
1 22826U 93061D
02040.19164727 .00000853 00000-0
35421-3 0 1459
2 22826 98.3227 84.0329 0008516 291.6588 68.3683 14.28881249436451
KO-25
1 22828U 93061F
02040.12575562 .00000721 00000-0 29966-3 0
1425
2 22828 98.3187 84.2191 0009287 269.1829 90.8276 14.29262140404638
POSAT
1 22829U 93061G
02040.19110928 .00001002 00000-0
40882-3 0 1708
2 22829 98.3192 84.7033 0009067 269.6696 90.3439 14.29419586436569
RS-15
1 23439U 94085A
02039.12552304 -.00000028
00000-0 40255-3 0 6002
2 23439 64.8166 288.6167
0158145 185.4635 174.4568 11.27543901293268
FO-29
1 24278U 96046B
02040.17028823 .00000109 00000-0
14388-3 0 4762
2 24278 98.5140 237.8759
0351444 107.3165 256.6735 13.52822842270681
MO-30
1 24305U 96052B
02038.93559053 .00000205 00000-0
20364-3 0 5708
2 24305 82.9397 180.5351
0030016 165.4985 194.7039 13.73371305271922
TO-31
1 25396U 98043C
02040.22296924 -.00000044
00000-0 00000+0 0 6626
2 25396 98.6635 118.9062
0003103 132.0723 228.0736 14.23267120186276
GO-32
1 25397U 98043D
02038.91067672 .00000572 00000-0
27432-3 0 6083
2 25397 98.6607 116.9342
0001526 128.6207 231.5103 14.22781410186077
SO-33
1 25509U 98061B
02039.54446907 .00004144 00000-0
82682-3 0 5053
2 25509 31.4332 109.7040
0361391 270.2081 85.7113
14.26551942171703
PO-34
1 25520U 98064B
02038.57944908 .00007550 00000-0
43161-3 0 5261
2 25520 28.4614 202.8956
0007069 248.7521 111.2367 15.10819004180609
ISS (ZARYA)
1 25544U 98067A
02040.45740741 .00071579 00000-0
84566-3 0 529
2 25544 51.6401 335.0506
0005966 56.8127 88.6217 15.60632592184101
SO-35
1 25636U 99008C
02038.95090417 .00001556 00000-0
41691-3 0 5791
2 25636 96.4781 109.4652
0151645 83.7434 278.1010
14.42458035155654
UO-36
1 25693U 99021A
02040.44519305 -.00017865 00000-0
-26474-2 0 6242
2 25693 64.5619 73.9545 0024395 220.6992 139.2288
14.74560309151069
WO-39
1 26061U 00004A
02038.14711982 .00003984 00000-0
13588-2 0 4687
2 26061 100.2193 19.8512
0035154 261.3696 98.3498
14.36807209106457
OO-38
1 26063U 00004C
02038.96885264 .00001395 00000-0
50536-3 0 4380
2 26063 100.2187 19.7402
0036862 262.3279 97.3702
14.35108789106514
AO-37
1 26065U 00004E
02038.23225951 .00001587 00000-0
57234-3 0 4388
2 26065 100.2207 18.9399
0037079 265.7255 93.9686
14.35099703106391
SO-41
1 26545U 00057A
02038.72547566 .00004805 00000-0
68032-3 0 2441
2 26545 64.5603 105.6171
0054978 298.2923 61.2695 14.77129983
73669
SO-42
1 26549U 00057E
02038.63471968 .00004754 00000-0
68712-3 0 3873
2 26549 64.5553 108.1471
0058044 302.6600 56.8907 14.76139317
73610
AO-40
1 26609U 00072B
02040.30164575 -.00000471
00000-0 10000-3 0 1976
2 26609 7.0167 128.7673
7944406 19.6315 358.4314 1.25596762
5881
PCSAT
1 26931U 01043C
02038.73325451 .00001437 00000-0
60321-3 0 1073
2 26931 67.0461 142.8722
0005586 283.1424 76.9051 14.28691496
18659
SAUDISAT 1A
1 26545U 00057A
02038.72547566 .00004805 00000-0
68032-3 0 2441
2 26545 64.5603 105.6171
0054978 298.2923 61.2695 14.77129983
73669
UNISAT
1 26547U 00057C
02038.71519205 .00007378 00000-0
10366-2 0 2579
2 26547 64.5604 108.4539
0059905 305.4459 54.1119 14.76800924
73629
SAUDISAT 1B
1 26549U 00057E
02038.63471968 .00004754 00000-0
68712-3 0 3873
2 26549 64.5553
108.1471 0058044 302.6600 56.8907
14.76139317 73610
Как расшифровать кеплеровские
данные
О том, каким образом можно расшифровать кеплеровские
данные из двухстрочной таблицы, поясню на следующем
примере. Ниже, (листинг 4.2), размещена таблица в виде двух строк с кеплеровскими данными, относящимися к спутникам RS-12 и RS-13. Дело в том, что в корпусе одного
спутника находится и аппаратура, относящаяся к RS-12,
и аппаратура RS-13. Эта аппаратура работает поочередно.
Совсем недавно этот спутник работал под позывным RS-13, в настоящее
время – это RS-12.
Листинг 4.2. Кеплеровские
данные спутников RS-12/13
RS-12/13
1 21089U 91007A 02039.54108081 .00000227
00000-0 22435-3 0 4005
2 21089
82.9211 99.6653 0027639 252.2863
107.5276 13.74336559552273
Листинг 4.3 содержит таблицу, в которой каждый элемент кеплеровских данных зашифрован как набор одних и тех же
символов (букв). В таб. 4.1 находится описание всех кеплеровских
данных, задействованных в последующих расчетах.
Листинг 4.3. Вспомогательная таблица
Название спутника
1 CCCCCU YYNNN Q TTTTT.TTTTTTTT .DDDDDDDD VVVVV-V GGGGG-G 0 SSSZ
2 CCCCC III.IIII RRR.RRRR EEEEEEE PPP.PPPP AAA.AAAA MM.MMMMMMMMOOOOOZ
Таблица 4.1. Расшифровка данных
|
Символ |
Что обозначает сочетание символов |
|
C |
Порядковый номер спутника,
присвоенный ему в каталоге NASA |
|
Y |
Две последних цифры из года
запуска спутника |
|
N |
Порядковый номер запуска данного
спутника среди всех других запусков в течение года |
|
Q |
Номер данного спутника среди всех
других объектов, выведенных на орбиту данной ракетой-носителем |
|
T |
Эпохальное время – время
прохождения спутником через точку восходящего узла, в этот момент времени
должны быть измерены и зафиксированы все основные параметры орбиты. Далее эти
параметры будут называться эпохальными. Восходящий узел – момент
пересечения спутником плоскости экватора при движении с юга на север. |
|
D |
Цифра коррекции
движения – положительная или отрицательная величина, учитывающая
воздействие гравитационных сил Солнца и Луны на скорость движения спутника. |
|
V,G,O,Z |
В расчетах не применяются. |
|
Z |
Контрольная сумма всех цифр,
расположенных в строке |
|
I |
Угол наклона плоскости орбиты
спутника к плоскости экватора. Может изменяться от 0 до 180
градусов. q
При I = 0 плоскость орбиты спутника совпадает с
плоскостью экватора, при этом спутник
движется с запада на восток. q
При I= 90 град. Спутник всегда пролетает точно над
северным и южным полюсами Земли. q
При I = 180 град. Плоскость орбиты спутника
совпадает с плоскостью экватора, при этом спутник движется с востока на
запад. |
|
R |
Долгота точки экватора, над
которой проходит спутник в момент фиксации эпохального времени (долгота
эпохального восходящего узла). |
|
E |
Эксцентриситет – все
орбиты эксцентричные, т. е. отличны от круга. q
E = 0 – абсолютно
круговая орбита, с возрастанием этой величины эллиптичность орбиты
увеличивается, орбита все более вытягивается. |
|
P |
Параметр
Перигея – измеряется как угол из центра Земли между направлением на
точку восходящего узла и направлением на точку перигея орбиты. q
При P = 0 точка перигея совпадает с восходящим
узлом. |
|
A |
Средняя
Аномалия – (МА) – показывает положение спутника на орбите
относительно Перигея. |
|
M |
Средняя скорость – число
орбит за сутки (24 часа, 1440 мин, 86400 сек). |
|
O |
Номер эпохальной орбиты, расчетная
величина, не всегда совпадающая с действительной. |
Программа ORBITA
Еще в середине 90-х годов
прошлого столетия мною была разработана, на базе материалов из журнала «Радио»,
программа для расчета элементов орбит. Программа должна была служить
специальным инструментом, позволяющим самому, основываясь на экспериментальных
данных, методом прогнозирования, создавать эпохальные величины, по которым
затем выполнялись расчеты. В те годы о существовании файлов с кеплеровскими данными мы ничего не знали и вынуждены были
идти своим путем. Иногда газета «Советский патриот» публиковала кое-какие данные,
необходимые для расчетов, но потом эта информация прекратилась. Так что каждый вынужден был создавать свои методы, чтобы делать необходимые
расчеты.
С тех пор
программа ORBITA несколько раз дорабатывалась. На сегодняшний день в ней вижу еще многие
возможности для доработки, но заниматься нет времени. В главе 5 этой книги я помещаю исходные коды этой
программы, чтобы каждый желающий доработал её на свой вкус.
В то время, когда я пишу эти строки, моя радиостанция включена на
частоте работы спутника RS-12. Предварительные расчеты времени подхода спутника
выполнены на программе ORBITA. Погрешность
совпадения фактического времени с расчетным составляет
не более плюс/минус 2 минуты. Это исключительная точность. Программы,
заложенные в BBS F6FBB в лучших случаях дают
погрешность в 2 … 3 раза худшую.
Основные положения программы ORBITA
Программа предназначена для
радиолюбителей, увлекающихся радиосвязью через радиолюбительские искусственные
спутники Земли. Может выполняться на любых совместимых с IBM PC компьютерах под
управлением MS DOS и Windows 98(95).
Программа проводит полные
расчеты для спутников, расположенных на круговых орбитах и частичные расчеты
для спутников на эллиптических орбитах.
Предназначение программы -
рассчитать орбиты спутника, которые проходят через зону радиовидимости
назначенной станции слежения и выдать данные о
времени вхождения спутника в зону радиовидимости и
выхода спутника из этой зоны в любые заданные дни и часы. Необходимость
разработки этой программы была вызвана тем, что ни одна из известных автору
зарубежных программ не выдавала таких данных. Все известные программы работают
в режиме реального времени и выдают данные только о том, где в данный момент
находится заданный спутник или группа спутников.
Программа имеет следующие
варианты (версии):
orbita v.1.01 - вариант без какой
бы то ни было коррекции данных с выдачей расчетных данных на экран;
orbita v.1.02 - аналог предыдущего варианта, но может
выдавать данные
как на экран, так и на
принтер;
orbita v.1.11 - вариант с одним уровнем коррекции данных и
выдачей расчетных данных на экран;
orbita v.1.12 - аналог предыдущего варианта, но может
выдавать данные
как на экран, так и на
принтер;
Исполняемый файл имеет в
обозначении слово orbit и номер варианта, например:
orbit101.exe, orbit111.exe и т.д..
В состав комплекта входят
следующие файлы (пример для v.1.01):
q
orbit101.exe -
исполняемый файл;
q
orbit101.cfg -
конфигурационный файл;
q
orbita.doc -
файл описания работы программы;
q
tle1.dat - файл с кеплеровскими
данными NASA;
q
test_kep.exe - вспомогательная программа
(утилита).
Расчеты выполняются на
основании данных из файла keps.zip, публикуемого американским национальным агентством
по аэронавтике (NASA). Этот файл можно
брать из Интернета, например, со страницы по адресу http://www.logsat.com. Практически нужны
100...200 строк этого файла с информацией о радиолюбительских спутниках. Также
аналогичные файлы можно встретить и в BBS любительской сети Packet
Radio.
Информация по спутнику представлена в виде двухстрочной
информации с предшествующим названием спутника. Ниже дан пример информации в
файле по спутнику RS-12/13 и RS-16.
RS-12/13
1 21089U 91007A
99083.22197456 .00000091 00000-0
80714-4 0 1482
2 21089 82.9253 160.2735 0028556 304.5201 55.3249 13.74126041407745
RS-16
1 24744U 97010A
99084.70201530 .00042969 00000-0
74392-3 0 4517
2 24744 97.2218 351.0797 0002924 272.8652 87.2892 15.50908330115392
Программа отыскивает
необходимый спутник, расшифровывает прочитанную в двух строках информацию,
преобразует эту информацию в удобный для работы вид, записывает в память и
выводит расширенный список параметров орбит спутника на экран. Далее программа
переводится в режим расчета, где каждая строка данных появляется после нажатия
клавиши <Enter> или вводе цифры 2.
Ввод цифры 1 возвращает
программу в промежуточное меню. Никаких
сложностей при работе с программой не выявлено.
Конфигурационный файл
служит для ввода в программу индивидуальных данных по станции слежения -
название станции, ее широта и долгота. Также в этом файле располагаются
числовые данные для коррекции.
Программа проводит все
расчеты во времени GMT (UTC), а выдавать на на экран все данные может в режиме местного времени,
например, в MSK. Для этого служит четвертая строка конфигурационного файла, в
которой должно находиться число часов разницы между местным временем и GMT.
Если возникнет желание
просмотреть результаты расчетов в GMT, то нужно в четвертой строке
конфигурационного файла поставить число 0.
Практическая работа с программой
1.
Приобрести
наиболее свежий файл с кеплеровскими данными NASA и
поместить его в каталог программы под именем tle1.dat (или иным, но тогда при
запуске программы каждый раз придется вводить имя файла).
2.
Откорректировать
конфигурационный файл. Текст конфигурационного файла приведен в
листинге 4.2.
Листинг 4.2. Текст конфигурационного
файла
г.Людиново - название города - центра
слежения, не более 15 символов
53.85 -
сев. широта города, не более 7 знаков
324.55 - зап. долгота города, не более 7 знаков
4 -
3-зимой, 4-летом, (разница MSK и GMT в часах ( 2 знака))
Этот файл должен
иметь шесть значащих строк, каждая из которых начинается с первой позиции
строки. Никаких промежутков между этими строками быть не должно. Никаких пустых
строк перед первой!!!
<RA3XB>
Заполнение
этого файла не должно вызывать сложностей. Необходимо только следить за
переходом с зимнего времени на летнее и наоборот. Если
вы привыкли работать с временем в GMT, то поставьте в этой строке ноль. Постарайтесь поточнее
определить широту и долготу вашего местонахождения. От этого будет зависеть
точность расчетов.
3.
Запустите
программу ORBITA. На экране появляется
первое меню, состоящее из трех пунктов.
·
<I> - если
нажать на эту клавишу, на экране должна появиться информация о программе.
·
<N> - после
нажатия на эту клавишу на экране появляются строки с информацией по всем кеплеровским данным выбранного спутника.
·
<T> - после нажатия на эту клавишу на экране
возникает запрос на ввод имени файла с кеплеровскими
данными. Если вы предварительно дали этому файлу название tle1.dat, то следует
просто нажать клавишу <Enter>. Если
у вас этот файл имеет другое название, то следует это название ввести и нажать
клавишу <Enter>.
·
Сразу же после
этой процедуры программа просит ввести название спутника. Название следует
вводить точно так, как оно стоит в файле с кеплеровскими
данными. Должны четко соблюдаться написания букв в верхнем или нижнем регистре,
наличие тире и т. д. Заканчивается ввод нажатием на клавишу <Enter>. На экран выводится информация по выбранному
спутнику. Для продолжения следует снова нажать клавишу <Enter>.
·
Программа выдает на экран данные из
конфигурационного файла. Если все данные соответствуют действительности –
нажмите клавишу <Enter>. Появляется запрос
ввести дату. Сначала вводится число, затем вводится запятая, затем две цифры,
обозначающие месяц, и снова вводится запятая, затем две последние цифры года.
Наличие запятых между цифрами обязательно. Заканчивается процедура ввода даты
нажатием на клавишу <Enter>.
·
Программа просит
ввести время начала расчетов. Вводятся часы, затем запятая, минуты, запятая, и
секунды. Можно ввести только часы, а вместо минут и секунд ставить ноль.
Закончить ввод нажатием на клавишу <Enter>. Программа просит убедиться в правильности
введенных данных и, если все введено верно, нажать
клавишу <Enter>.
Описанные выше действия
только на бумаге выглядят слишком длительными. На самом деле, при
незначительном опыте, на все процедуры затрачивается несколько секунд.
Далее программа переходит к
выполнению расчетов. На экран выдается второе меню, состоящее из трех пунктов.
q
1 – выбрать новый
спутник.
q
11 – выдать
расписание сеансов связи.
q
21 – выход.
После ввода цифры 11 на экране
появляется заголовок. Каждое последующее нажатие на клавишу <Enter> выводит на экран новую строку с информацией. Вид
экрана со строками информации показан на рис.4.4.
Рис. 4.4. Копия экрана с информацией
В первом столбце расположен
порядковый номер орбиты, следующие три столбца представляют
собой часы, минуты и секунды восходящего узла для данной орбиты, т.е. время
пересечения спутником плоскости экватора при движении с юга на север, в пятом
столбце располагаются значения долготы данного восходящего узла. В следующих
двух столбцах (шестом и седьмом) располагаются часы и минуты входа спутника в
зону радиовидимости, еще в двух столбцах (восьмом и
девятом) находятся часы и минуты выхода спутника из зоны радиовидимости.
В десятом столбце распечатаны примерные значения направления на спутник в
момент входа его в зону радиовидимости. В следующем
столбце печатается "?" и останавливается курсор. Чтобы распечатать
следующую строку следует нажать клавишу <Enter>,
а чтобы выйти в меню нужно ввести цифру "1" и нажать клавишу <Enter>.
Вся выводимая на экран
информация копируется в текстовый файл text.txt. Этот файл
располагается в директории программы ORBITA.
Его всегда можно взять и распечатать на принтере, а также сделать копию и
сохранить эту копию для дальнейшего использования. Нужно помнить, что при
просмотре информации о другом спутнике, прежняя информация стирается. В файле text.txt находится
информация только о последнем просмотренном спутнике.
Как принимать информацию с РС
Если у вас имеется
радиоаппаратура, предназначенная непосредственно для работы с интересующим вас
спутником, и если вы освоили приемы расчета орбит, то проблемой может стать
изготовление или приобретение соответствующих антенных систем. Дело в том, что
сигналы от спутников приходят с сильными замираниями и порой бывают очень
слабыми. Поэтому для работы со спутниками применяются направленные антенны с
большим коэффициентом усиления и позволяющие вести прием сигналов с различной
поляризацией. При этом антенны постоянно должны поворачиваться вслед за
перемещающимся по небу спутником. На некоторых станциях установлены специальные
следящие системы, которые в автоматическом режиме постоянно следят за
перемещениями спутника и поворачивают антенны, ориентируя их на спутник.
Большинство спутников работают на
частотах ультракоротковолнового диапазона (УКВ), начиная от 144 МГц до 24000
МГц. Отечественные производители радиоаппаратуры пока никаких аппаратов на
частоты этих диапазонов для нас не изготавливают, поэтому нужно или приобретать
импортную аппаратуру, или строить самому.
Пока вы будете решать,
какую аппаратуру вам следует использовать для работы со спутниками – делать
самому, или покупать импортную, предлагаю понаблюдать за сигналами маяка
спутника RS-12 и за работой других
радиолюбителей через ретранслятор этого спутника, который передает свои сигналы
на Землю на частотах 29,410 … 29,450 МГц.
Если у вас имеется связной
радиоприемник с диапазоном 29 МГц, то подключайте к радиоприемнику антенну из
длинного провода, определяйте времена подхода спутника и слушайте. Зачастую бывает, что обычные
связные приемники не имеют достаточной чувствительности и сигналы спутника
слышны на уровне шумов или даже хуже. В этом случае огромную услугу вам окажет
аппарат, описание и схема которого находится в предыдущей главе этой книги.
Аппарат называется «преселектор», он является
предварительным усилителем высокой частоты, обеспечивающим приемнику очень
высокую чувствительность при низком уровне собственных шумов. Чувствительность
этого аппарата достаточна для нормального приема информации со спутника RS-12 и аналогичных.
Если у вашего связного
приемника нет диапазона 29 МГц, то можно изготовить смесительный каскад с
кварцевым гетеродином, изображенный на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Принципиальная схема смесительного каскада
Смесительный каскад
выполнен на транзисторе VT3. На
транзисторах VT1 и VT2 собран кварцевый генератор. Рабочая частота кварца Z1 должна подбираться исходя из имеющейся у вас
приемной аппаратуры. Например, мною для приема сигналов от спутника RS12 используется радиоприемник Р-250М, у которого нет
диапазона 29,4 МГц. В аналогичный генератор я поставил кварц с рабочей частотой
10 МГц, прием сигналов со спутника получается при установленной на
радиоприемнике частоте 19,4 МГц. При приеме происходит сложение частоты
настройки радиоприемника с частотой кварцевого генератора и в итоге идет прием
нужной частоты 29,4 МГц.
Число витков катушки L1 следует выбрать из
таб. 3.1. Отвод от катушки для подключения входа должен быть сделан от
¼ витков катушки L1, считая от
заземленного конца.
Резистор R1 служит для уменьшения тока, протекающего через
кварц. Если у вас используется малоактивный кварц и генератор не начинает
работать, то этот резистор следует убрать.
На вход смесительного
каскада следует подать сигнал от преселектора, а
выход смесительного каскада соединить с антенным входом вашего радиоприемника.