الفلك

تشكلت الزاوية بين قمر صناعي ومحطة أرضية ثم قمر صناعي آخر

تشكلت الزاوية بين قمر صناعي ومحطة أرضية ثم قمر صناعي آخر


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أحاول التحقق من عملي في حساب الزاوية بين جلستين ومحطة أرضية تراقب هذين الجلوسين. لدي زاويتا الألف إلى الياء والارتفاع لكل جلس من المحطة الأرضية. ما هي معادلة الحصول على الزاوية Sat1-GS-Sat2؟

أعلم أنه يستخدم قانون جيب التمام ، لكني لست متأكدًا مما إذا كنت أستخدم المعادلة الصحيحة. هذا ما أستخدمه:

Angle = acos ((abs (sin ("V_Sat_1_EL") * sin ("V_Sat_2_EL"))) + (cos ("V_Sat_1_EL") * cos ("V_Sat_2_EL") * cos (abs ("V_Sat_2_AZ" - "V_Sat_1_AZ") )))

شكرا


إذا كنت تحتاج فقط إلى زوايا ، فأنت بحاجة إلى زاوية مثلث زاوية داخلية ، كل الزوايا في المجموع الداخلي تساوي 180 درجة. أنت فقط بحاجة إلى Angle Sat 1 + Angle Sat 2 + Angle Sat 1-2 = 180 ° ، إذا كنت بحاجة إلى مسافات A ، B ، C ، فأنت بحاجة إلى استخدام الإحداثيات القطبية. خط الطول والارتفاع.


هذا الشكل من ويكيبيديا: ينطبق القانون الكروي لجيب التمام إذا كانت المحطة الأرضية في مركز الكرة ، ش هي ذروة المحطة الأرضية ، و الخامس و ث هي المواقع الظاهرة للأقمار الصناعية كما تُرى من المحطة الأرضية.

ثم أ و ب هي زوايا ذروة الأقمار الصناعية ، أي 90 درجة مطروحًا منها زوايا ارتفاعها. ج هو الفرق بين سمت الأقمار الصناعية ، و ج هي الزاوية التي تريدها.

استخدام قانون جيب التمام للأضلاع $$ cos c = cos a cos b + sin a sin b cos C $$ وقواعد الجيب وجيب التمام للزوايا التكميلية ، يبدو التعبير في السؤال صحيحًا إذا تم حذف عمليات القيمة المطلقة.


تشكلت الزاوية بين قمر صناعي ومحطة أرضية ثم قمر صناعي آخر - علم الفلك

تساعد هذه الأداة في العثور على العوائق ، مثل الأشجار والمباني ، بين موقع تركيب طبق القمر الصناعي والقمر الصناعي المداري. اكتب في أي عنوان الشارع أو المدينة (عالميًا) ، وستقوم آلة حاسبة زاوية النظر بتكبير عرض جوي علوي لموقع التثبيت الخاص بك وترسم خطًا يوضح البوصلة متجهة نحو القمر الصناعي. وسوف يسرد أيضًا زاوية الارتفاع (وتعرف أيضًا باسم "زاوية النظر") ، بحيث يمكنك تحديد موقع التثبيت المثالي.

كل ما هو مطلوب هو اسم القمر الصناعي (أو "خط الطول") وأي عنوان تثبيت في جميع أنحاء العالم.

ارتفاع: مدى ارتفاع القمر الصناعي من الأفق (90 درجة رأسيًا)
السمت (ماج): هي ببساطة البوصلة التي تتجه لتوجيه الطبق نحوه.
انحراف LNB: يستخدم للمركبين في الضبط الدقيق لمحور راديو LNB.
موقعك: هي إحداثيات GPS (في شكل عشري) من العنوان.


التحكم في خوارزمية التشفير المتعدد على الاتصالات من القمر الصناعي إلى الأرض

يمثل أمن الإرسال بين المحطة الأرضية والأقمار الصناعية تحديًا. تترك بعض الخوارزميات متعددة الخطوات الحالية الكثير من الثغرات للتنصت والهجوم في الاتصالات من القمر الصناعي إلى الأرض. للأمن العالي ، يعد الاتصال البصري حلاً واعدًا. في هذا البحث ، نقترح خوارزمية تشفير متعددة لرمز التحكم (CCMEA) لنقل الفوتون الفردي بين القمر الصناعي والمحطة الأرضية. يمكن لـ CCMEA استخدام رمز التحكم لتشفير ثلاثة أقسام للتحسين المعرفي على التوالي: تكرار الحلقة ، وترميز الاستقطاب وإعادة ترتيب الطلبات ، وتبين المحاكاة أن CCMEA يمكنها تحقيق انتقال خطوة واحدة لتقليل الثغرات مقارنة بخوارزمية التشفير متعدد الخطوات. بالإضافة إلى ذلك ، نقوم بتصميم طريقة الكشف الأمني ​​من خلال الجمع بين تحليل الفوتون الخادع وتحليل معدل خطأ البت الكمي (QBER). تظهر النتائج العددية أن CCMEA يمكن أن تخفض عتبة الأمان بمقدار 27% مقارنة بخوارزمية التشفير متعدد الخطوات لمخطط BB84. أخيرًا ، بالنسبة للاتصال من القمر الصناعي إلى الأرض ، نقوم ببناء نموذج QBER تحليلي على CCMEA مع أربعة عوامل: معدل نقل القناة الكمية ، واحتمال الحصول على فوتون واحد ، وعامل القياس وعامل تصفية البيانات. توضح النتيجة فعالية CCMEA على الاتصالات الساتلية إلى الأرض.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


فهم ما أنت على وشك القيام به

NOAA الأقمار الصناعية الإرسال

كيف تقوم أقمار NOAA بجمع البيانات؟
يتم إنتاج الصور المرسلة بواسطة أقمار NOAA بواسطة أداة المسح الأولية للقمر الصناعي والتي تسمى مقياس الإشعاع المتقدم عالي الدقة (AVHRR). تم تصميم الجهاز لاكتشاف خمس قنوات من الطاقة المشعة من سطح الأرض تتراوح من الطيف المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة والأشعة تحت الحمراء أو الأطياف الحرارية. عندما يمر القمر الصناعي فوق جزء معين من الأرض ، تقوم مستشعرات AVHRR بجمع البيانات ونقلها في الوقت الفعلي تقريبًا. فكر في القمر الصناعي باعتباره مسحًا ضوئيًا لسطح الأرض خطًا بخط. في الصور الناتجة يبلغ حجم كل بكسل حوالي 4 × 4 كم.

كيف ينقلون البيانات؟
تحتوي الأقمار الصناعية NOAA على هوائيات لاسلكية داخلية تنقل البيانات التي تم جمعها بواسطة جهاز AVHRR على تردد في مدى 137 ميجاهرتز. لتقليل التداخل بين الأقمار الصناعية ، يرسل كل قمر صناعي NOAA على تردد مختلف في نطاق 137 ميجاهرتز.

كيف تدور أقمار NOAA؟
أقمار NOAA تدور حول الأرض بشكل متزامن. المدار المتزامن مع الشمس هو مدار قطبي تقريبًا يمر فيه القمر الصناعي فوق نقطة معينة من سطح الكوكب في نفس الوقت كل يوم. تتبع أقمار NOAA مدارًا أرضيًا منخفضًا (LEO). المدار الأرضي المنخفض LEO هو مدار متمركز حول الأرض على ارتفاع يقل عن 2000 كيلومتر. يدور كل قمر صناعي حول الأرض كل 100 دقيقة تقريبًا.

المعدات

ماذا يفعل الهوائي؟
الهوائي الخاص بك هو جهاز استشعار. يلتقط الموجات الكهرومغناطيسية ويحولها إلى تيار كهربائي ، أي إشارة كهربائية. يتم ضبط جميع الهوائيات على نطاقات تردد محددة مما يعني أنها تستقبل أو ترسل هذه الترددات بشكل أفضل. معظم الهوائيات اتجاهية.

ماذا يفعل كابل RF؟
كبل RF هو كبل تردد لاسلكي معزول. يتضمن موصلًا مركزيًا محاطًا بموصل درع. يحمل الكبل إشارات كهربائية من نقطة إلى أخرى (أي من الهوائي الخاص بك إلى الدونجل) دون التسبب في حدوث تداخل.

ماذا يفعل الدونجل؟
يستقبل الدونجل الإشارة الكهربائية من الكبل المحوري ، ويقوم بترشيحه ، ويحوله من تناظري إلى إدخال / Q رقمي بحيث يمكن قراءته بواسطة جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

برمجة

لماذا تحتاج برنامج؟
أنت بحاجة إلى برنامج لمعالجة الإشارة الرقمية المرسلة إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك عن طريق الدونجل. يجعل البرنامج هذه الإشارات مرئية ومسموعة يقوم البرنامج الآخر بفك تشفير الإشارات المرسلة من الأقمار الصناعية إلى صور مرئية.

ما هي أنواع البرامج المختلفة المطلوبة؟
لفك تشفير عمليات الإرسال من الأقمار الصناعية ، تحتاج إلى ثلاثة أنواع من البرامج:

  • راديو معرف بالبرمجيات أو حقوق السحب الخاصة برنامج لإزالة تشكيل موجات الراديو التي يلتقطها الهوائي الخاص بك وضبطها على ترددات معينة ، مثل الراديو التقليدي. برنامج SDR يخرج الصوت
  • برنامج فك تشفير الأقمار الصناعية (على سبيل المثال WXtoImg) لأخذ الصوت الذي تم إنشاؤه بواسطة برنامج SDR وفك تشفيره إلى صورة
  • أ كابل صوت افتراضي برنامج لربط برنامج SDR وبرنامج فك تشفير الأقمار الصناعية.

كيف يمكنني التدرب على استخدام برنامج SDR؟
أفضل طريقة للتدرب على استخدام تقنيات SDR هي إخراج أجهزتك (الهوائي ، والكمبيوتر ، والدونجل ، والكابلات) إلى مساحة مفتوحة قريبة ، وتوصيل كل شيء ، وتشغيل برنامج SDR الخاص بك ، والاستمتاع باستكشاف طيف الراديو. يمكنك تجربة أشياء مثل تغيير الأوضاع (التعديل) ، والتمرير عبر نطاقات راديو لحم الخنزير ، وتبديل الترددات. انظر أدناه للحصول على دليل بدء تشغيل برنامج SDR.

كيف تقوم بتوصيل برنامج SDR الخاص بك ببرنامج فك تشفير الأقمار الصناعية؟
بغض النظر عن نوع الكمبيوتر لديك ونوع برنامج SDR الذي تفضله ، فأنت بحاجة إلى إرسال إخراج الصوت من برنامج SDR الخاص بك إلى برنامج فك تشفير القمر الصناعي (مثل WXtoImg). يمكنك استخدام مجموعة من البرامج المجانية لتكون بمثابة "كبل افتراضي" بين برنامج SDR وبرنامج فك التشفير عبر الأقمار الصناعية. يستخدمsophied Soundflower (لنظام التشغيل Mac) بينما يفضلsashae كابل VB (لنظام التشغيل Windows 10).


محتويات

في عام 1929 وصف هيرمان بوتوتشنيك المدارات المتزامنة مع الأرض بشكل عام والحالة الخاصة لمدار الأرض الثابت بالنسبة للأرض على وجه الخصوص كمدارات مفيدة للمحطات الفضائية. [1] كان أول ظهور للمدار المتزامن مع الأرض في الأدب الشعبي في أكتوبر 1942 ، في أول قصة للزهرة متساوية الأضلاع لجورج أو.سميث ، [2] لكن سميث لم يخوض في التفاصيل. قام مؤلف الخيال العلمي البريطاني آرثر سي كلارك بترويج المفهوم وتوسيعه في ورقة بحثية عام 1945 بعنوان المرحلات خارج الأرض - هل يمكن لمحطات الصواريخ أن توفر تغطية راديو عالمية؟، نشرت في عالم لاسلكي مجلة. اعترف كلارك بالصلة في مقدمته لـ الزهرة الكاملة متساوية الأضلاع. [3] [4] المدار ، الذي وصفه كلارك لأول مرة بأنه مفيد لأقمار اتصالات البث والترحيل ، [4] يسمى أحيانًا مدار كلارك. [5] وبالمثل ، تُعرف مجموعة الأقمار الصناعية في هذا المدار باسم حزام كلارك. [6]

في المصطلحات الفنية ، غالبًا ما يشار إلى المدارات المتزامنة مع الأرض على أنها ثابتة بالنسبة للأرض إذا كانت فوق خط الاستواء تقريبًا ، ولكن يتم استخدام المصطلحات بشكل متبادل إلى حد ما. [7] [8] على وجه التحديد ، مدار أرضي متزامن مع الأرض (جيو) قد يكون مرادفًا لـ المدار الاستوائي المتزامن مع الأرض، [9] أو المدار الأرضي الثابت بالنسبة للأرض. [10]

صمم هارولد روزين أول قمر صناعي متزامن مع الأرض أثناء عمله في شركة Hughes Aircraft في عام 1959. مستوحى من Sputnik 1 ، أراد استخدام قمر صناعي مستقر بالنسبة إلى الأرض (خط استوائي متزامن مع الأرض) لعولمة الاتصالات. كانت الاتصالات السلكية واللاسلكية بين الولايات المتحدة وأوروبا ممكنة بعد ذلك بين 136 شخصًا فقط في وقت واحد ، وتعتمد على أجهزة الراديو عالية التردد وكابل تحت البحر. [11]

كانت الحكمة التقليدية في ذلك الوقت هي أن وضع قمر صناعي في مدار متزامن مع الأرض يتطلب قوة صاروخية كبيرة جدًا ولن يستمر طويلاً بما يكفي لتبرير التكلفة ، [12] لذلك بُذلت الجهود المبكرة نحو مجموعات من الأقمار الصناعية في المدار المنخفض أو المتوسط مدار الأرض. [13] كان أولها أقمار منطاد الصدى السلبية في عام 1960 ، تليها تلستار 1 في عام 1962. [14] على الرغم من أن هذه المشاريع واجهت صعوبات في قوة الإشارة والتتبع يمكن حلها من خلال الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض ، فقد اعتبر هذا المفهوم غير عملي ، لذلك غالبًا ما حجب هيوز الأموال والدعم. [13] [11]

بحلول عام 1961 ، أنتج روزين وفريقه نموذجًا أوليًا أسطوانيًا بقطر 76 سم (30 بوصة) ، وارتفاعه 38 سم (15 بوصة) ، ووزنه 11.3 كجم (25 رطلاً) كان خفيفًا وصغيرًا بما يكفي ليتم وضعه في المدار بواسطة الصواريخ المتاحة في ذلك الوقت ، تم تثبيت الدوران واستخدام هوائيات ثنائية القطب لإنتاج شكل موجة على شكل فطيرة. [15] في أغسطس 1961 ، تم التعاقد معهم لبدء بناء القمر الصناعي العامل. [11] فقدوا Syncom 1 بسبب فشل الإلكترونيات ، ولكن تم وضع Syncom 2 بنجاح في مدار متزامن مع الأرض في عام 1963. على الرغم من أن مداره المائل لا يزال يتطلب هوائيات متحركة ، إلا أنه كان قادرًا على نقل البث التلفزيوني ، وسمح للرئيس الأمريكي جون ف. كينيدي للاتصال برئيس الوزراء النيجيري أبو بكر تافاوا باليوا من سفينة في 23 أغسطس 1963. [13] [16]

يوجد اليوم المئات من الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض التي توفر الاستشعار عن بعد والملاحة والاتصالات. [11] [17]

على الرغم من أن معظم المواقع البرية المأهولة بالسكان على هذا الكوكب لديها الآن مرافق اتصالات أرضية (ميكروويف ، ألياف بصرية) ، والتي غالبًا ما تتمتع بمزايا الكمون وعرض النطاق الترددي ، والوصول إلى الهاتف الذي يغطي 96٪ من السكان والوصول إلى الإنترنت 90٪ اعتبارًا من 2018 ، [18] لا تزال بعض المناطق الريفية والنائية في البلدان المتقدمة تعتمد على الاتصالات الساتلية. [19] [20]

تحرير المدار الثابت بالنسبة للأرض

المدار الاستوائي الثابت بالنسبة للأرض (GEO) هو مدار دائري متزامن مع الأرض في مستوى خط استواء الأرض بنصف قطر حوالي 42164 كم (26199 ميل) (يقاس من مركز الأرض). [21]: 156 يقع القمر الصناعي في مثل هذا المدار على ارتفاع حوالي 35786 كم (22.236 ميل) فوق مستوى سطح البحر. يحافظ على نفس الموضع بالنسبة لسطح الأرض. إذا كان بإمكان المرء أن يرى قمرًا صناعيًا في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، فسيبدو وكأنه يحوم في نفس النقطة في السماء ، أي لا يظهر حركة نهارية ، بينما الشمس والقمر والنجوم ستجتاز السماء خلفه. هذه المدارات مفيدة لأقمار الاتصالات. [22]

المدار الثابت بالنسبة للأرض المستقر تمامًا هو مثالي لا يمكن تقريبه إلا. من الناحية العملية ، ينحرف القمر الصناعي عن هذا المدار بسبب اضطرابات مثل الرياح الشمسية ، وضغط الإشعاع ، والتغيرات في مجال جاذبية الأرض ، وتأثير الجاذبية للقمر والشمس ، ويتم استخدام الدفاعات للحفاظ على المدار في عملية معروفة كحفظ المحطة. [21]: 156

في النهاية ، بدون استخدام الدفاعات ، سيصبح المدار مائلاً ، ويتأرجح بين 0 درجة و 15 درجة كل 55 عامًا. في نهاية عمر القمر الصناعي ، عندما يقترب الوقود من النضوب ، قد يقرر مشغلو الأقمار الصناعية حذف هذه المناورات الباهظة الثمن لتصحيح الميل والتحكم في الانحراف فقط. يؤدي هذا إلى إطالة عمر القمر الصناعي نظرًا لأنه يستهلك وقودًا أقل بمرور الوقت ، ولكن لا يمكن استخدام القمر الصناعي بعد ذلك إلا بواسطة الهوائيات الأرضية القادرة على متابعة حركة NS. [21]: 156

تميل الأقمار الصناعية المستقرة بالنسبة إلى الأرض أيضًا إلى الانحراف حول أحد خطي الطول المستقرين 75 درجة و 255 درجة دون الاحتفاظ بالمحطة. [21]: 157

مدارات بيضاوية ومائلة متزامنة مع الأرض تحرير

العديد من الكائنات في المدارات المتزامنة مع الأرض لها مدارات غير مركزية و / أو مدارات مائلة. الانحراف يجعل المدار إهليلجيًا ويبدو أنه يتأرجح E-W في السماء من وجهة نظر محطة أرضية ، بينما يميل الميل المدار مقارنةً بخط الاستواء ويجعله يبدو وكأنه يتأرجح شمالاً إلى الجنوب من محطة أرضية. تتحد هذه التأثيرات لتشكل أنالما (الشكل 8). [21]: 122

يجب تتبع الأقمار الصناعية في مدارات إهليلجية / غريب الأطوار بواسطة محطات أرضية قابلة للتوجيه. [21]: 122

تحرير مدار التندرا

مدار التندرا هو مدار روسي غريب الأطوار متزامن مع الأرض ، والذي يسمح للقمر الصناعي بقضاء معظم وقته في السكن في موقع واحد على خط العرض العالي. تقع عند ميل 63.4 درجة ، وهو مدار متجمد ، مما يقلل من الحاجة إلى التثبيت. [23] هناك حاجة إلى قمرين صناعيين على الأقل لتوفير تغطية مستمرة فوق منطقة ما. [24] تم استخدامه بواسطة راديو الأقمار الصناعية Sirius XM لتحسين قوة الإشارة في شمال الولايات المتحدة وكندا. [25]

تحرير مدار شبه زينيث

نظام الأقمار الصناعية شبه زينيث (QZSS) هو نظام ثلاثي الأقمار الصناعية يعمل في مدار متزامن مع الأرض عند ميل 42 درجة و 0.075 انحراف مركزي. [26] يسكن كل قمر صناعي فوق اليابان ، مما يسمح للإشارات بالوصول إلى أجهزة الاستقبال في الأخاديد الحضرية ثم يمر بسرعة فوق أستراليا. [27]

يتم إطلاق الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض إلى الشرق في مدار تقدمي يطابق معدل دوران خط الاستواء. أصغر ميل يمكن إطلاق القمر الصناعي فيه هو خط عرض موقع الإطلاق ، لذا فإن إطلاق القمر الصناعي من بالقرب من خط الاستواء يحد من مقدار تغيير الميل المطلوب لاحقًا. [28] بالإضافة إلى ذلك ، يتيح الإطلاق من بالقرب من خط الاستواء سرعة دوران الأرض لإعطاء القمر الصناعي دفعة قوية. يجب أن يحتوي موقع الإطلاق على مياه أو صحاري باتجاه الشرق ، حتى لا تسقط أي صواريخ فاشلة على منطقة مأهولة بالسكان. [29]

تضع معظم مركبات الإطلاق الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض مباشرة في مدار نقل متزامن مع الأرض (GTO) ، وهو مدار بيضاوي مع ذروة عند ارتفاع GSO وحضيض منخفض. ثم يتم استخدام دفع الأقمار الصناعية على متن الطائرة لرفع الحضيض والدوران والوصول إلى GSO. [28] [30]

مرة واحدة في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، يمكن للمركبة الفضائية تغيير موقعها الطولي عن طريق تعديل محورها شبه الرئيسي بحيث تكون الفترة الجديدة أقصر أو أطول من اليوم الفلكي ، من أجل إحداث "انجراف" واضح نحو الشرق أو الغرب ، على التوالي. بمجرد الوصول إلى خط الطول المطلوب ، تتم استعادة فترة المركبة الفضائية إلى التزامن الأرضي. [ بحاجة لمصدر ]

تعديل اقتراح الدولة

الستاتيت عبارة عن قمر صناعي افتراضي يستخدم ضغط الإشعاع الصادر من الشمس ضد الشراع الشمسي لتعديل مداره. [31]

سيحتفظ بموقعه على الجانب المظلم من الأرض عند خط عرض يقارب 30 درجة. سيعود إلى نفس المكان في السماء كل 24 ساعة من منظور المشاهد الأرضي ، لذا كن مشابهًا وظيفيًا للمدار المتزامن مع الأرض. [31] [32]

تحرير مصعد الفضاء

شكل آخر من أشكال المدار المتزامن مع الأرض هو المصعد الفضائي النظري. عندما يتم توصيل أحد طرفيه بالأرض ، بالنسبة للارتفاعات الواقعة أسفل الحزام الثابت بالنسبة للأرض ، يحتفظ المصعد بفترة مدارية أقصر من فترة الجاذبية وحدها. [33]

تتطلب الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض بعض المحطات للحفاظ على موقعها ، وبمجرد نفاد الوقود الدافع ولم تعد مفيدة ، يتم نقلها إلى مدار مقبرة أعلى. ليس من المجدي فصل الأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض لأنها تتطلب وقودًا أكثر بكثير من رفع المدار قليلاً ، كما أن السحب الجوي لا يكاد يُذكر ، مما يمنح الأقمار الصناعية المستقرة عمرًا لآلاف السنين. [34]

أصبحت عملية التقاعد منظمة بشكل متزايد ويجب أن يكون للأقمار الصناعية فرصة بنسبة 90٪ للتحرك لمسافة تزيد عن 200 كيلومتر فوق الحزام الثابت بالنسبة للأرض في نهاية عمرها الافتراضي. [35]

تحرير الحطام الفضائي

عادةً ما يكون للحطام الفضائي في المدارات المتزامنة مع الأرض سرعة تصادم أقل مما هي عليه في المدار الأرضي المنخفض نظرًا لأن معظم الأقمار الصناعية GSO تدور في نفس المستوى والارتفاع والسرعة ، ومع ذلك ، فإن وجود الأقمار الصناعية في المدارات غير المركزية يسمح بحدوث تصادمات تصل إلى 4 كم / ثانية. على الرغم من أن الاصطدام غير مرجح نسبيًا ، إلا أن الأقمار الصناعية GSO لديها قدرة محدودة على تجنب أي حطام. [36]

لا يمكن رؤية الحطام الذي يقل قطره عن 10 سم من الأرض ، مما يجعل من الصعب تقييم مدى انتشارها. [37]

على الرغم من الجهود المبذولة للحد من المخاطر ، فقد وقعت حوادث اصطدام المركبات الفضائية. ضرب نيزك ساتل الاتصالات التابع لوكالة الفضاء الأوروبية أوليمبوس 1 في 11 أغسطس 1993 وانتقل في النهاية إلى مدار مقبرة ، [38] وفي عام 2006 ، اصطدم ساتل الاتصالات الروسي Express-AM11 بجسم غير معروف وأصبح غير صالح للعمل ، [39] على الرغم من أن مهندسيها لديهم وقت اتصال كافٍ مع القمر الصناعي لإرساله إلى مدار مقبرة. في عام 2017 ، انفصل كل من AMC-9 و Telkom-1 عن سبب غير معروف. [40] [37] [41]

المدار المتزامن مع الأرض له الخصائص التالية:

تحرير الفترة

جميع المدارات المتزامنة مع الأرض لها فترة مدارية تساوي بالضبط يومًا فلكيًا واحدًا. [42] هذا يعني أن القمر الصناعي سيعود إلى نفس النقطة فوق سطح الأرض كل يوم (فلكي) ، بغض النظر عن الخصائص المدارية الأخرى. [43] [21]: 121 هذه الفترة المدارية ، T ، ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالمحور شبه الرئيسي للمدار من خلال الصيغة:

أ هو طول المحور شبه الرئيسي للمدار μ < displaystyle mu> هو معامل الجاذبية القياسي للجسم المركزي [21]: 137

تحرير الميل

يمكن أن يكون للمدار المتزامن مع الأرض أي ميل.

عادةً ما يكون ميل السواتل صفرًا ، مما يضمن بقاء المدار فوق خط الاستواء في جميع الأوقات ، مما يجعله ثابتًا فيما يتعلق بخط العرض من وجهة نظر مراقب أرضي (وفي الإطار المرجعي ECEF). [21]: 122

ميول أخرى شائعة هي 63.4 درجة لمدار التندرا ، مما يضمن أن حجة الحضيض في المدار لا تتغير بمرور الوقت. [23]

تعديل المسار الأرضي

في الحالة الخاصة للمدار الثابت بالنسبة للأرض ، يكون المسار الأرضي للقمر الصناعي هو نقطة واحدة على خط الاستواء. في الحالة العامة للمدار المتزامن مع الأرض بميل غير صفري أو انحراف ، يكون المسار الأرضي مشوهًا إلى حد ما على شكل رقم ثمانية ، ويعود إلى نفس الأماكن مرة واحدة في كل يوم فلكي. [21]: 122


4. كيف نعرف إلى أين يجب أن نشير؟

ناقشنا في مقالنا السابق الحاجة إلى نظام تحديد المواقف والتحكم (ADCS) ، وإلقاء بعض الضوء على الإطارات التنسيقية المختلفة وتصفح تطبيقاتها. مع هذا يمكننا الغوص أكثر في دراستنا وفهم ADCS بطريقة أفضل.

كما تمت مناقشته سابقًا ، فإن ADCS مسؤول عن توجيه القمر الصناعي في الاتجاه المطلوب في الفضاء في أي وقت. ومع ذلك ، قد لا يكون من الممكن أن يصل القمر الصناعي إلى دقة توجيه مائة بالمائة ، وقد يحدث أن يهتز القمر الصناعي قليلاً أثناء محاولته الإشارة إلى اتجاه معين. يمكن قياس هذه الطبيعة المهتزة للقمر الصناعي من حيث السرعة الزاوية ، والمعروفة أيضًا باسم "معدلات الجسم". بهذا ، يتلخص الهدف الكامل لـ ADCS في توجيه الساتل في اتجاه معين بأقل معدلات جسم ممكنة. الأقمار الصناعية المختلفة ، اعتمادًا على متطلبات حمولتها ، تتسامح مع معدلات الجسم المختلفة ، وهذا التفاوت يحدد مدى تعقيد ADCS على القمر الصناعي.

بعد قراءة كل هذه الأمور ، يجب أن تتساءل ، كيف يمكننا تحديد المكان الذي يجب أن يشير إليه القمر الصناعي في أي وقت معين في الفضاء؟ كيف تحسب دقة التوجيه وكيف تقيس معدلات جسم القمر الصناعي؟ يمكن قياس المعلمات ودقة التأشير ومعدلات الجسم فيما يتعلق ببعض القيم المثالية ، لذا فإن السؤال التالي الذي ينبثق هو ، كيف نحصل على هذه القيم المثالية؟

هذه الأسباب ، ماذا وكيف سيتم الرد عليها في هذا والمشاركات القادمة.

لذا ، لنبدأ بسؤالنا الأول ، كيف نحدد المكان الذي يجب أن يشير إليه القمر الصناعي في أي وقت معين في الفضاء؟ تحتاج الأقمار الصناعية المختلفة إلى الإشارة إلى أشياء مختلفة أثناء دورانها حول الأرض. يحتاج البعض إلى الإشارة إلى الأرض طوال الوقت ، بينما يحتاج البعض الآخر إلى النظر إلى الأجرام السماوية المختلفة في أوقات مختلفة ، ويتعين على عدد قليل من الأقمار الصناعية توجيه أنفسهم على طول أقمار صناعية أخرى في الفضاء. يجب أن تستمر المحاور المختلفة لإطار جسم القمر الصناعي في الدوران بطريقة تجعل القمر الصناعي قادرًا على الإشارة إلى المكان الذي يجب أن يشير إليه. ومن ثم ، إذا أخذنا في الاعتبار قمرًا صناعيًا افتراضيًا يستمر محور جسمه أو إطار جسم القمر الصناعي في الدوران بمرور الوقت بهذه الطريقة ، بحيث يكون القمر الصناعي قادرًا على تحقيق اتجاهه المطلوب في أي وقت معين بدقة مئوية عالية ، فسنحصل على شيء ما الذي يمكن أن نطلق عليه "القمر الصناعي المرجعي". يسمى إطار جسم القمر الصناعي لهذا القمر الصناعي المرجعي بالإطار المرجعي.

تختلف الأطر المرجعية للأقمار الصناعية المختلفة. في بعض الحالات التي يجب أن يشير فيها المحور Z للقمر الصناعي باستمرار نحو الأرض (تخيل قمرًا صناعيًا يجب أن يقوم بتصوير أرضي وتتزامن كاميرته مع المحور Z) بحيث يشير المحور Y نحو الزخم الزاوي المداري (الناتج المتقاطع لمتجه الموقع ومتجه السرعة للقمر الصناعي في إطار ECI) ، ثم سيطلق على الإطار المرجعي لهذا القمر الصناعي الإطار المرجعي المدار.


4. مساحات البيانات المتقاطعة

لتسريع عملية التجميع ، من المستحسن معرفة ما إذا كان مجموعتي بيانات يتقاطعان على الإطلاق. على سبيل المثال ، تتعقب أداة lidar-view lidar الموجودة على متن CALIPSO مجموعة بيانات على طول مسار القمر الصناعي الفرعي. قد يتقاطع أو لا يتقاطع مع مجموعة بيانات تم إنشاؤها بواسطة أداة MODIS للمسح المتقاطع التي يتم حملها على متنها أكوا. سيُظهر رسم المساحات على الخريطة على الفور أنها تتقاطع أو لا تتقاطع ، ولكن ما هي الطريقة المناسبة لتحديد ذلك تحليليًا؟

بعد المباراة يذهب الأزواج لتناول الغداء ، ويجلسون على طاولات مختلفة (الشكل 6 ب). في مثل هذه الحالة ، لن يكون هناك تقاطع لأن لاعبًا واحدًا على الأقل سيرى خصومه على يساره أو كليهما على يمينه.


ثالثا. جدولة مهام الأقمار الصناعية

ألف نظرة عامة على المهمة

ويرد في الشكل 1. الهندسة المعمارية العامة للمهمة لنظام كوكبة السواتل التي تم النظر فيها لمشكلة الجدولة في هذه الورقة. ويجمع مركز البعثة طلبات المستخدمين لبيانات / صور رصد الأرض ويحدد خطة المراقبة الشاملة وتنزيل كوكبة ساتلية. يحتوي طلب المستخدم على معلومات تحدد معلمات مشكلة الجدولة: الموقع والحجم مع التكوين الهندسي والدقة والأولوية والوقت المناسب للبيانات المقاسة. يمكن تحديد وضعين للمراقبة من خلال طلب المستخدم: وضع الملاحظة أحادية النقطة ، والتي يتم الحصول على صورة واحدة فوق منطقة صغيرة من أجلها ، أو وضع تغطية المنطقة الواسعة ، والذي يتطلب عمليات مسح متعددة للصور فوق منطقة معينة مصممة. بالنسبة لأسلوب تغطية المنطقة الواسعة ، يُفترض أن مركز البعثة يقسم المنطقة محل الاهتمام بشكل مناسب إلى عدة شرائح. يمثل الشريط ملاحظة واحدة حيث يعتمد طوله وعرضه على المدة ووضع المراقبة ، على التوالي. قد يتم ترجيح طلبات المستخدم بشكل مختلف اعتمادًا على الأرباح أو القيم العلمية لملاحظات الطلب للطلب الذي يتكون من شرائط صور متعددة ، ومن المفترض أن يتم ترجيح كل شريط بالتناسب مع وقت الحصول على الصورة المتوقع ، والمعروف أيضًا باسم وقت المعالجة. يتم إرسال البيانات التي تم الحصول عليها إلى المستخدم الذي طلبها عند التنزيل. تتواصل شبكة من المحطات الأرضية مع مركز المهمة وكوكبة الأقمار الصناعية. لكل محطة أرضية ، نفترض أنه يتم تنزيل البيانات من قمر صناعي واحد أثناء مروره فوق المحطة.

نظرة عامة على النظام المتعلق بمشكلة الجدولة.

يُستخدم نمط Walker-Delta ، وهو هندسة متناظرة غالبًا ما يستخدم في مهام مراقبة الأرض ، في مدارات كوكبة ساتلية ذات مدار أرضي منخفض (LEO). يتم تحديد هذا النوع من الكوكبة من خلال أربع معلمات ، i: t / p / f ، حيث i هو الميل ، و t هو العدد الإجمالي للأقمار الصناعية ، و p هو عدد المستويات المتساوية التباعد ، و f هو التباعد النسبي بين الأقمار الصناعية في الطائرات المجاورة [59]. كل قمر صناعي مجهز بأجهزة للاتصال من / إلى المحطة الأرضية ، والطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية والبطاريات ، ونظام التحكم في الموقف ثلاثي المحاور للمناورة الرشيقة ، والأدوات البصرية لرصد الأرض.

B. المفاهيم الأساسية في الجدولة

يتم تضمين نوعين من المهام في مفهوم المهمة المذكور أعلاه: مهام المراقبة ومهام التنزيل. تشير مهمة المراقبة إلى الحصول على صورة لموقع معين محدد على الأرض. لتجنب تشويه الصورة ، يجب تنفيذ مهمة المراقبة عندما يمر القمر الصناعي ضمن بعض زوايا الانحراف واللف المسموح بها من نظيرتها السفلية مثل الشكل 2. وبالمثل ، يجب تنفيذ مهمة التنزيل فقط عندما يكون القمر الصناعي ضمن نطاق معين من زاوية الارتفاع بالنسبة للمحطة الأرضية. كل مهمة تعطي مكافأة (أو ربح) معين ، والهدف من الجدولة هو تعظيم مجموع هذه المكافآت. في هذه الورقة ، المهام غير استباقية ، بمعنى آخر ، بمجرد أن يبدأ القمر الصناعي في تنفيذ مهمة معينة ، لا يمكن مقاطعته بمهمة أخرى حتى الانتهاء من المهمة الأولى.

ترتبط كل مهمة بالنوافذ الزمنية للرؤية التي تتكون من وقت الإصدار والوقت المحدد الذي تحتاجه المهمة للبدء والانتهاء خلال هذه النافذة الزمنية. في هذا البحث ، تتم جدولة المهام التي يمكن إكمالها بدقة داخل هذه النافذة ، نظرًا لأن القمر الصناعي لا يمكنه قياس المنطقة المرغوبة أو الاتصال بالمحطة الأرضية إذا كانت خارج النطاق. اعتمادًا على نوع المهمة ، يتم تقسيم النافذة الزمنية للرؤية إلى نافذة وقت الملاحظة والتنزيل. بالنظر إلى المدارات ، زاوية الدوران القصوى أو نطاق الاتصال المتاح ، ومواقع المهام أو المحطات الأرضية ، يمكن الحصول على النوافذ الزمنية لكل قمر صناعي باستخدام برنامج مثل مجموعة أدوات القمر الصناعي (STK). يتم فحص عدد الأقمار الصناعية المرئية من المحطة الأرضية في وقت واحد باستخدام STK. بالنسبة لكوكبة تصل إلى 50 قمراً صناعياً ، يمكن رؤية قمر صناعي واحد فقط من مركز التحكم الأرضي مع ضبط ارتفاع المدار على km 500 وزاوية الارتفاع الدنيا التي يمكن عندها للمحطة الأرضية أن تتصل بالساتل أكبر من 5 درجات.

لأداء العديد من المهام بالتتابع ، يجب أن يتحكم القمر الصناعي في اتجاه جسمه أو زاوية الهوائي تجاه مجموعة من زوايا الدوران والميل المحددة. يمثل وقت الإعداد للقمر الصناعي الوقت المطلوب لانتقال الموقف هذا. بينما يتضمن التقدير الكمي المفصل لوقت الإعداد معرفة ديناميكيات الموقف الكامل للقمر الصناعي ووحدات التحكم المرتبطة به ، تفترض هذه الورقة أن وقت الإعداد بين مهمتي المراقبة يتم تمثيلهما من حيث الاختلافات في زوايا اللف. عندما يُشار إلى زوايا التدحرج لمهمتين متتاليتين i و j بالرمز i و j ، يتم تمثيل وقت الإعداد بين هذين السؤالين على النحو التالي τ i j S = c 1 | ϕ ي - ϕ ط | + c 2 مع ثوابت موجبة c 1 (بالثواني / درجة) و c 2 (بالثواني) اعتمادًا على القمر الصناعي. على غرار القمر الصناعي ، تحتاج المحطة الأرضية إلى توجيه هوائيها الموجه من قمر صناعي إلى القمر الصناعي التالي لأداء مهام التنزيل ، وهذا يحدد وقت الإعداد لمهمة التنزيل. يعتمد بشكل أساسي على الاختلافات في زوايا لفة الهوائي على المحطة الأرضية. بالنظر إلى زوايا التدحرج i و ϕ j لقمرين صناعيين متتاليين i و j ، يمكن تمثيل وقت الإعداد بين مهمتي التنزيل على النحو التالي τ i j G = c 3 | ϕ ي - ϕ ط | + c 4 مع الثوابت الموجبة c 3 (بالثواني / الدرجة) و c 4 (بالثواني) حسب الهوائي.

من حيث البيانات ، يتم تخزين البيانات التي يجمعها القمر الصناعي من مهام المراقبة في التخزين على متن الطائرة قبل تنزيلها إلى المحطة الأرضية. يحتوي التخزين على حد أدنى وأقصى مسموح به من البيانات الموجبة يُشار إليه على أنه d min و d max ، حيث يُفترض أن يكون d min هو 0. لضمان أن البيانات المخزنة ضمن هذه الحدود ، يحتاج كل قمر صناعي إلى تتبع كمية البيانات مخزنة على متن الطائرة. تبدأ البيانات المخزنة في الفاصل الزمني التالي من كمية البيانات المخزنة في الفاصل الزمني الحالي ، وإضافة كمية تم جمعها من مهام المراقبة ، وطرح كمية يتم تفريغها عن طريق تنزيل المهام. وبالمثل ، فإن طاقة بطارية القمر الصناعي مقيدة بثوابت موجبة e min و e max. على غرار مستوى تخزين البيانات ، تبدأ طاقة القمر الصناعي في الفاصل الزمني التالي من كمية الطاقة في الفاصل الزمني الحالي ، وتطرح الطاقة المستخدمة في مهام المراقبة ومهام التنزيل ، وتضيف الطاقة المولدة بواسطة لوحة شمسية.


6. الاستنتاجات

تقدم هذه الورقة منهجية للتحقق من صحة القيم المشتقة من الأقمار الصناعية لمسار المياه السحابية السائلة. كان الهدف من هذه الدراسة هو وضع معايير لإجراءات التحقق من الصحة لتقليل مساهمات الأخطاء المرتبطة بالتحقق نفسه. لهذا الغرض ، تم جمع القيم الأرضية لـ LWP المستمدة من القياسات التي تم إجراؤها باستخدام مقاييس إشعاع الميكروويف في محطتين للشبكة السحابية (فترات أخذ العينات من 30 ثانية). تمت مقارنتها بقيم LWP المحسوبة من البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام أداة SEVIRI ، والتي تتوفر بمعدل واحد لكل 15 دقيقة. في المجموع ، كانت أزواج عينات كل السماء -2500- متاحة للتحليل.

بناءً على المعايير المثلى التي تم العثور عليها للمعلمات الإحصائية المستخدمة لتقييم العلاقة بين القمر الصناعي و LWP الأرضي (LWP)جلس و LWPغرام، على التوالي) ، نوصي بالتحقق من صحة LWP المشتق من SEVIRI من خلال:

  1. حساب LWPجلس عن طريق حساب متوسط ​​LWP للبكسلات المحيطة بالمحطة الأرضية ، باستخدام دالة الوزن Gaussian بمقياس طول Fإل بكسل [مكافئ. (1) - (3)]. يحدد مقياس الطول هذا "منطقة التحقق". ضمن النطاق الذي تم فحصه من قيم Fإل (1-5 بكسل) ، لا يفضل التحليل قيمة معينة. لأن التباين المطلق لـ LWPجلس increases with decreasing length scale (Fig. 6) and the image resolution is about twice the sampling distance, Fإل = 2 pixels is suggested.
  2. Computing LWPgr by averaging the MWR measurements over an interval centered on the satellite overpass time, using a Gaussian weight function [Eqs. (4)–(6)]. In agreement with the findings by Deneke et al. (2009), the length of the averaging interval should be considerably longer than the time needed for the clouds to move across the validation area. The best multiplication factor with respect to this time ( Fر/Fإل) increases from ∼10–15 for Fإل = 1 pixel to ∼3–4 for Fإل = 5 pixels.
  3. Making a correction for parallax. For the complete reference dataset, the improvement resulting from the parallax correction was significant at the 99.5% level, but its effect was not significant for a subset of the data representing relatively homogeneous cloud fields. This indicates that the parallax correction owes its effectiveness to its influence on LWPsat of inhomogeneous cloud fields.

The question arises whether the same settings should be made in the case that the MWR measurements are not supported by collocated radar and lidar measurements. In the absence of radar and lidar profile measurements, cloud-top height can be estimated by combining cloud-top temperatures derived from the 10.8-μm SEVIRI channel signal with temperature profiles from ECMWF analyses. This alternative was investigated and it appeared that the optimum length and time scales and the significance of the parallax correction were almost identical to those found when cloud-top height was derived from the radar and lidar measurements. There is a problem, however without radar and lidar, it is not possible to discriminate water clouds on the basis of the ground measurements, and many mixed cloud fields with substantial ice contributions intrude the datasets. When the selection criterion for water clouds on the basis of the ground measurements was relaxed, then the number of samples increased by 49% relative to the reference dataset. The same optimum settings were found, and they therefore appear to be robust. However, the explained variance decreased from 80% to 69%, which indicates that the selection of water clouds by means of the radar and lidar profiles is essential. Therefore, validation with MWRs without information from collocated radar and lidar is not recommended.

Studies like this one cannot be performed for sensors on board polar-orbiting satellites. They acquire only one or two measurements per day for the location of a particular MWR, so the resulting small number of samples does not enable the statistical analyses presented here. This raises the question about how to use the recommendations from the present study for validation studies with sensors on board polar-orbiting satellites more generally, how do we use these recommendations for validation studies with other satellite sensors having a different resolution or view angle, during other seasons, or in different climate regions, where cloud conditions may be different.

The use of Gaussian weight functions for averaging in space and time probably has a wider applicability. In addition, the arguments used to recommend an averaging length scale equal to the true image resolution should also hold for images with other resolutions. What is the optimum time scale for averaging the ground measurements? Figure 9 and the corresponding conclusions provide guidance toward the answer. Table 4 lists resulting track lengths for some satellite sensors commonly used to estimate LWP and for evaluating a regional climate model (RCM see van Meijgaard and Crewell 2005) run at a typical resolution of 25 km (Roebeling and van Meijgaard 2009). Track lengths can be converted into a time scale by dividing track length by the wind speed at cloud-top height. Note that it was assumed that the results given in Table 4 can be obtained by extrapolation in cases where the image resolution falls outside the range of length scales investigated in the present study. This is a fair assumption for the RCM and for SSM/I because their resolutions are only slightly larger than the longest-length scale investigated in the present study, but it is difficult to provide recommendations for MODIS and AVHRR, which have image resolutions much higher than that of SEVIRI at the Cloudnet stations. Because the optimum ratio between Fر and Fإل increases with increasing resolution, the optimum track length for these sensors should be much longer than the image resolution. The problem of setting the track length for MODIS and AVHRR might also be solved by aggregating the data in such a way that they have the resolution of the SEVIRI data. Note also that the validation of LWP from spaceborne microwave sensors such as AMSR-E and SSM/I is problematic because retrievals are limited to water surfaces. Hence, validation radiometers must be located either on a ship or on an island that is so small that it does not affect cloud conditions.

The importance of the parallax correction increases with decreasing length scale (or pixel size), increasing satellite zenith angle, and increasing cloud-top height. Finally, results from the present study, strictly speaking, only apply to the cloud climatology of Chilbolton and Palaiseau during the summer. It would be interesting to repeat the present study for other cloud climatologies.

Although use of the proposed validation strategy does not remove all validation errors, it does reduce these errors to a minimum. Our suggestions might also be applicable for the validation of other cloud-related properties that vary at the same scales as cloud LWP—in particular, cloud optical thickness and atmospheric transmission (Deneke et al. 2008).


Intelsat V

Intelsat V

Launched in December 1980 Intelsat V was the first commercial Direct Broadcast TV satellite. This was made possible by adopting three axis stabilisation using momentum wheels as pioneered by the ATS-6 satellite. Weighing 4250 lbs (1928 kgs) at launch it was stabilised to within 0.5 degrees and propulsion was by means of hydrazine thrusters.

Because it did not rely on a spinning body for stabilization, Intelsat V could be made in any convenient shape, in this case a box, onto which various appendages housing subsystems could be mounted.

An antenna farm was located on the side of the box facing the Earth with antennas optimised for global, hemispherical, zone and spot footprints with linear and circular polarisation and different frequencies to avoid interference.

Two great fields of solar panels spanning 52.1 feet (15.9 metres), delivering 1800 Watts of power, extended from the adjacent sides of the box and were kept pointing towards the Sun by electric motors as it orbited the Earth and during the Sun's apparent North - South seasonal excusions. Energy was stored in Nickel Cadmium and Nickel Hydrogen batteries.

Communications were provided by 21 C-Band (6GHz uplink-4GHz downlink) and 4-Ku-Band (14 GHz uplink 11 GHz downlink) transponders carrying 12000 voice circuits and 2 TV channels.

As in ATS-6, it used passive thermal management.

The Intelsat V configuration became the template adopted by many subsequent satellite designs.

Intelsat V was designed and manufactured by Ford Aerospace led by Robert E. Berry.


شاهد الفيديو: satellietbanen (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Mooguhn

    أعتقد أنك مخطئ. أنا متأكد. يمكنني إثبات ذلك. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا إلى PM ، سنتحدث.

  2. Lander

    أعتقد أنك مخطئ. دعونا نناقش هذا. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا إلى PM.

  3. Keaira

    العبارة الرائعة وفي الوقت المناسب

  4. Zulkis

    يا له من موضوع ساحر



اكتب رسالة