Оценка проектных параметров группировки спутников интернета вещей на предельно низких орбитах
Авторы: Щеглов Г.А., Таратонкина В.С.
Опубликовано в выпуске: #8(152)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-8-2378
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Обеспечение качественной связью и высокоскоростным доступом к интернету в любой точке Земли — важнейшая задача, решение которой будет способствовать успешному развитию государственных и частных цифровых сервисов. Для помощи в этой работе представлена упрощенная методика оценки проектных параметров группировки информационных спутников интернета вещей 5G, размещаемой на предельно низкой орбите, высотой 200 км, и интегрированной в неназемную информационную сеть (NonTerrestrialNetworks), в состав которой входит не только космический, но и авиационный сегмент. Продемонстрирована экспоненциальная зависимость общего количества спутников от допустимого угла места над горизонтом. Приведены результаты расчета рабочей высоты расположения атмосферных аппаратов, входящих в неназемную сеть. Показаны преимущества использования атмосферного сегмента сети: снижение потребляемой мощности на борту космического аппарата в 1,2 раза; увеличение длительности сеансов радиосвязи в 1,9 раза; сокращение размерности спутниковой группировки в 3,3 раза и уменьшение общей массы группировки в 3,4 раза по сравнению с сетью NTN, в которой не используется авиационный сегмент. Даны основные проектные параметры спутника, входящего в состав группировки.
EDN MCBVMH
Литература
[1] Yung K.L., Ip A.W.H., Fatos Xhafa, Tseng K.K. IoT and Spacecraft Informatics (Aerospace Engineering). Elsevier, 2022. 376 p.
[2] Промышленный интернет вещей. Агентство промышленного развития Москвы. URL: https://apr.moscow/content/data/5/03%20Промышленный%20интернет%20вещей.pdf (дата обращения: 15.10.2023).
[3] Сети 5G в России — технология и ее внедрение. URL: https://5g-russia.ru/ (дата обращения: 12.11.2023).
[4] Кабмин закрепил решение о распределении радиочастот для системы управления БПЛА. ТАСС. URL: https://tass.ru/ekonomika/18791761 (дата обращения: 15.11.2023).
[5] Non Terrestrial Networls (NTN). Rohde & Schwarz. URL: https://www.rohde-schwarz.com/us/solutions/test-and-measurement/wireless-communication/cellular-standards/5g-test-and-measurement/non-terrestrial-networks-ntn/non-terrestrial-networks-ntn_256719.html (дата обращения: 30.05.2024).
[6] «Бесшовное цифровое небо» упростит интеграцию гражданских авиабеспилотников. АвиаПОРТ. 19.04.2024, 16:54. URL: https://www.aviaport.ru/news/besshovnoe-tsifrovoe-nebo-uprostit-integratsiyu-grazhdanskikh-aviabespilotnikov/ (дата обращения: 30.05.2024).
[7] В Москве открыли общественное пространство для развития дронов и частного космоса. Фонд НТИ. 13.04.2024. URL: https://nti.fund/about/news/?ELEMENT_ID=3767 (дата обращения: 30.05.2024).
[8] Щеглов Г.А., Таратонкина В.С. Оценка проектных параметров группировки информационных спутников IoT 5G. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 7. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-7-2289
[9] Gogo Business Aviation. URL: https://www.gogoair.com/ (дата обращения: 30.05.2024).
[10] Gogo eyes 3Q 2024 for 5G shipments as chip problem bites. runwaygirlnetwork 13.11.2023 URL: https://runwaygirlnetwork.com/2023/11/gogo-third-quarter-2024-5g-chip/ (дата обращения: 30.05.2024).
[11] Анучин Н.П. Лесная таксация. 5-е изд. Москва, Лесная промышленность, 1982, 552 с.
[12] Загреев В.В., Гусев Н.Н., Мошкалев А.Г., Селимов Ш.А. Лесная таксация и лесоустройство. Москва, Экология, 1991, 384 с.
[13] Названа средняя высота новостроек в России. ЦИАН URL: https://www.cian.ru/novosti-nazvana-srednjaja-vysota-novostroek-v-rossii-313522/ (дата обращения: 08.01.2024).
[14] Сколько высота одного этажа? Нормы для многоквартирных и индивидуальных домов. Строй-Бетон. URL: https://vostokstroy-belebey.ru/strojka-i-remont/vysota-etazha-zhilogo-doma.html?utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2F (дата обращения: 08.01.2024).
[15] Мовчан А.К., Рогожников Е.В., Дмитриев Э.М., Новичков С.А., Лаконцев Д.В. Расчет ослабления сигнала сетей сотовой связи 5G для частот диапазона FR1. Доклады ТУСУР, 2022, т. 25, № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/raschet-oslableniya-signala-setey-sotovoy-svyazi-5g-dlya-chastot-diapazona-fr1/viewer (дата обращения: 20.12.2023).
[16] Фокин Г.А. Обзор моделей радиоканала связи с беспилотными летательными аппаратами. Труды учебных заведений связи, 2018, т. 4, № 4, с. 85–101. DOI: 10.31854/1813-324X-2018-4-4-85-101
[17] Мощность сигнала и радиус работы. Urouter URL: https://urouter.ru/how-it-works/signal-strength-and-range.html (дата обращения: 04.12.2022).
[18] СП 42.13330.2016. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. URL: https://docs.cntd.ru/document/456054209 (дата обращения: 13.01.2024).
[19] Москва. Большая российская энциклопедия. URL: https://bigenc.ru/c/moskva-a34bd2 (дата обращения: 13.01.2024).
[20] Патч-антенна 3G, 4G, Wi-Fi. 3G-Aerial. URL: https://3g-aerial.biz/konstruktsii-antenn/odnonapravlennye-antenny/patch-antenna (дата обращения: 12.01.2024).
[21] Чеботарев В.Е., Косенко В.Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения. Красноярск, 2011, 488 с.
[22] GOCE (Earth Explorer 1) Gunter’s Space Page. URL: https://space.skyrocket.de/doc_sdat/goce.htm (дата обращения: 13.01.2024).
[23] Erofeev A.I., Nikiforov A.P., Popov G.A. et al. Air-breathing ramjet electric propulsion for controlling low-orbit spacecraft motion to compensate for aerodynamic drag. Solar System Research, 2017, vol. 51, pp. 639–645. https://doi.org/10.1134/S0038094617070048
[24] АО ГНЦ «Центр Келдыша». URL: https://keldysh-space.ru/nasha-deyatelnost/raketno-kosmicheskaya-deyatelnost/raketnye-dvigateli/ (дата обращения: 07.11.2023).