Метеорная связь

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

МЕТЕОРНАЯ СВЯЗЬ

2015 год

Содержание

Введение

1. Метеорный след как средство извлечения прибыли

2. Аппаратура метеорной связи

3. Метеорная радиосвязь (схема) в Большой Энциклопедии

Введение

Метеорная радиосвязь, вид радиосвязи, при которой используется отражение радиоволн от ионизованных следов метеорных частиц. М. р. применяется сравнительно редко, главным образом для передачи информации (например, телеграфных сообщений) двоичным кодом и для сверки разнесённых устройств точного времени путём встречного обмена контрольными сигналами (см. Служба времени).

Пролетая в атмосфере, метеорные частицы оставляют следы ионизованного газа, часть которых имеет концентрацию электронов, достаточную для эффективного отражения радиоволн метрового диапазона (см. Распространение радиоволн).

Это явление позволяет осуществлять М. р. при помощи относительно маломощных передатчиков (порядка 1 квт) и простых антенн с усилением 6--18 дб на расстояния до 1700--1800 км без ретрансляции. Для этого передатчики обоих корреспондентов облучают некоторую зону на высоте около 100 км над поверхностью Земли. При соответствующей ориентации следа образуется двухсторонний канал связи (рис.) с шириной полосы частот в несколько десятков или сотен кгц в зависимости от мощности передатчиков, чувствительности приёмников и допустимого влияния эффектов многолучевого распространения радиоволн. При достаточном энергетическом потенциале линии М. р. эффективные отражения наблюдаются регулярно -- обычно несколько раз в 1 мин со средней длительностью несколько десятых долей сек. Применяя скорость передачи 5--10 тыс. двоичных знаков в 1 сек, можно в течение этих коротких интервалов времени, составляющих в сумме несколько процентов от общего времени связи, передать относительно большой объём информации. Так, линия М. р., работающая на частоте около 40 Мгц, может обладать ёмкостью, достаточной для непрерывной устойчивой работы одного или несколько телетайпов. Вследствие слабого поглощения метровых волн в ионосфере и особенностей механизма распространения волн при М. р. она значительно меньше подвержена влиянию ионосферных возмущений, чем радиосвязь на декаметровых волнах, и обладает относительно высокой направленностью (даже при слабонаправленных антеннах) и поэтому менее подвержена действию помех, создаваемых удалёнными радиоустройствами.

Прерывистый характер образования канала связи требует применения специальных методов передачи и приёма сообщений. Поступающие сообщения накапливаются и затем передаются порциями с большой скоростью в те короткие интервалы времени, когда образуется двухсторонний канал связи. Принятые порциями сообщения также сначала накапливаются, а затем с обычной скоростью поступают в регистрирующий аппарат. Кроме накопителей, специфическими элементами являются анализаторы принятых сигналов, определяющие их пригодность для связи, и системы сопряжения порций принятых сообщений, исключающие потери или повторный приём сообщений на стыках между порциями. Для обеспечения достоверности передачи применяют методы автоматического обнаружения и исправления ошибок.

1. Метеорный след как средство извлечения прибыли

В России разработан коммерческий проект по применению такого экзотического вида связи как метеорная радиосвязь.

Ее использование оказалось наиболее эффективным при синхронизации навигационных систем, принятых в России и других странах. После проведенного в середине января между побережьями России и Норвегии эксперимента представители комитета "Интернавигация" передали в Министерство обороны Норвегии предложения по организации единого навигационного поля в Баренцевом море. Реализация проекта начнется после подписания межправительственного соглашения, которое намечено на первую половину марта.

В метеорной радиосвязи для отражения радиоволн используются ионизованные следы от сгорающих в атмосфере метеорных частиц. Их поток неиссякаем, поэтому с помощью соответствующей аппаратуры можно осуществлять до нескольких сотен сеансов связи в час. Метеорная радиосвязь работает в метровом диапазоне волн и способна конкурировать со спутниковой: она в 2-3 раза дешевле и не требует больших начальных капвложений. Дальность ее действия -- до 2 тыс. км. На одной частоте могут работать до 200 абонентов.

Проблемами метеорной связи уже довольно давно занимаются ученые Казанского государственного университета. Ими совместно с коллегами из московского НИИ Радио в 60-х годах были разработаны метеорные радиолинии Красноярск--Норильск и Салехард--Тюмень, которые исправно прослужили 10 лет, вплоть до полного износа оборудования. Но после чехословацких событий 1968 года ставка была сделана на высокочастотную тропосферную радиосвязь, активно применяемую военными. Финансирование же остальных направлений было закрыто.

Однако метеорной связи не нашлось достойной замены при решении проблемы синхронизации шкал времени. Особенно актуальной эта задача стала, когда возникла необходимость объединения различных систем навигации. Дело в том, что российская система "Чайка" и широко распространенная в мире американская LORAN-C не стыкуются напрямую. Поэтому существуют обширные зоны, в которых практически отсутствуют возможности для определения координат, крайне необходимого для навигации кораблей, самолетов и прочих нужд.

Первым практическим шагом в решении этой проблемы стал эксперимент в Баренцевом море, в ходе которого самая западная российская радиостанция "Туманный" была подключена к навигационной сети Норвегии с помощью аппаратуры для метеорной связи, разработанной в Казани. Норвежцы считают, что эксперимент прошел удачно, и реализация проекта -- дело практически решенное. Тем временем "Интернавигация" уже ведет переговоры о заключении подобного соглашения с Японией и Южной Кореей, где также размещены станции системы LORAN-C.

Производить аппаратуру для синхронизации по метеорным каналам связи будет петербургский НИИ "Нептун". При штучном производстве стоимость одного комплекта составит $20 тыс. Если объем заказов позволит запустить серию, цену можно значительно снизить. Такая возможность есть, считают казанцы: их разработку можно использовать не только для синхронизации систем LORAN-C и "Чайка", но и в системах спутниковой навигации GPS (США), "Глонас" (Россия), службе Единого времени.

2. Аппаратура метеорной связи

ОАО НИИ "Нептун" по заказу РАСУ (Российского Агентства по Системам Управления) разработал и изготовил опытные образцы аппаратуры метеорной связи. Аппаратура успешно прошла испытания на трассах: Санкт-Петербург - пос. Купавна (Московская обл. - 800 км), Санкт-Петербург - пос. Песочное (канал УКВ - 40 км), Санкт-Петербург (Стрельна) - Мурманск (Сафоново - 1200 км). Однако данная аппаратура не была востребована и в настоящее время устарела, в связи с чем предприятие проводит работы по созданию АМС нового поколения.

Общие характеристики аппаратуры метеорной связи

Аппаратура метеорной синхронизации и связи (далее по тексту - АМСС) предназначена для приема и передачи данных (цифробуквенной информации) и для высокоточной синхронизации шкал времени радионавигационных станций и может использоваться в радионаправлениях (радиолиниях), также в сетях метеорной радиосвязи. Разработка АМСС выполнена по техническому заданию Федерального фонда развития электронной техники; АМСС прошла межведомственные испытания с положительными результатами.

Программное обеспечение изделия позволяет организовать обмен, как на радиолинии, так в сети метеорной радиосвязи, построенной по радиально-узловой архитектуре. При обмене информацией предусмотрен режим обмена файлами. Вся передаваемая и принимаемая информация записывается на диске и может быть выведена на принтер. В качестве аппаратуры для радионавигационных систем «Чайка» / «Лоран-С» были изготовлены опытные образцы для использования на трассе Уссурийск - Поханг (Южная Корея), однако, финансовый кризис в Южной Корее 1997 года сорвал контракт на поставку оборудования.

О возможностях этого вида связи и уровне внедрения говорят работающие в настоящее время системы на базе метеорной связи. С их помощью решаются задачи управления движением воздушного, морского, железнодорожного и автомобильного транспорта, осуществляется мониторинг и обеспечение безопасности мореплавания на внутренних водных и морских прибрежных путях, поддерживается постоянный контроль состояния окружающей среды (гидрологический, метеорологический, геофизический, радиационный и т.д.). По каналам метеорной радиосвязи могут передаваться пейджинговые и факсимильные сообщения, телеметрическая информация, информация по сопровождению грузов, сигналы систем телеуправления и телесигнализации, другая информация, для передачи которой не требуется реальный масштаб времени. Предоставляются услуги по связи с малонаселенными труднодоступными районами и неразвитой инфраструктурой телекоммуникаций и др. Этот перечень применения аппаратуры метеорной связи - далеко не полный.

3. Метеорная радиосвязь (схема) в Большой Энциклопедии

Метеорная радиосвязь, вид радиосвязи, при которой используется отражение радиоволн от ионизованных следов метеорных частиц. Метеорная радиосвязь применяется сравнительно редко, главным образом для передачи информации (например, телеграфных сообщений) двоичным кодом и для сверки разнесённых устройств точного времени путём встречного обмена контрольными сигналами (см. Служба времени).

Рис. 1. Схема двухсторонней метеорной связи: 1 -- метеорный след ионизованного газа; 2 -- источник сообщений (передающий телеграфный аппарат); 3 -- приёмник сообщений (приёмный телеграфный аппарат); 4 -- накопитель-ускоритель передающего тракта; 5 -- накопитель-замедлитель приёмного тракта; 6 -- системы анализа, сопряжения и управления; 7 -- передатчик метровых волн; 8 -- приёмник метровых волн; 9 -- передающая антенна; 10 -- приёмная антенна

метеорный радиосвязь антенна сигнал

Пролетая в атмосфере, метеорные частицы оставляют следы ионизованного газа, часть которых имеет концентрацию электронов, достаточную для эффективного отражения радиоволн метрового диапазона (см. Распространение радиоволн).

Это явление позволяет осуществлять Метеорная радиосвязь при помощи относительно маломощных передатчиков (порядка 1 квт) и простых антенн с усилением 6--18 дб на расстояния до 1700--1800 км без ретрансляции. Для этого передатчики обоих корреспондентов облучают некоторую зону на высоте около 100 км над поверхностью Земли. При соответствующей ориентации следа образуется двухсторонний канал связи (рис.) с шириной полосы частот в несколько десятков или сотен кгц в зависимости от мощности передатчиков, чувствительности приёмников и допустимого влияния эффектов многолучевого распространения радиоволн. При достаточном энергетическом потенциале линии Метеорная радиосвязь эффективные отражения наблюдаются регулярно -- обычно несколько раз в 1 мин со средней длительностью несколько десятых долей сек. Применяя скорость передачи 5--10 тыс. двоичных знаков в 1 сек, можно в течение этих коротких интервалов времени, составляющих в сумме несколько процентов от общего времени связи, передать относительно большой объём информации. Так, линия Метеорная радиосвязь, работающая на частоте около 40 Мгц, может обладать ёмкостью, достаточной для непрерывной устойчивой работы одного или несколько телетайпов. Вследствие слабого поглощения метровых волн в ионосфере и особенностей механизма распространения волн при Метеорная радиосвязь она значительно меньше подвержена влиянию ионосферных возмущений, чем радиосвязь на декаметровых волнах, и обладает относительно высокой направленностью (даже при слабонаправленных антеннах) и поэтому менее подвержена действию помех, создаваемых удалёнными радиоустройствами.

Прерывистый характер образования канала связи требует применения специальных методов передачи и приёма сообщений. Поступающие сообщения накапливаются и затем передаются порциями с большой скоростью в те короткие интервалы времени, когда образуется двухсторонний канал связи. Принятые порциями сообщения также сначала накапливаются, а затем с обычной скоростью поступают в регистрирующий аппарат. Кроме накопителей, специфическими элементами являются анализаторы принятых сигналов, определяющие их пригодность для связи, и системы сопряжения порций принятых сообщений, исключающие потери или повторный приём сообщений на стыках между порциями. Для обеспечения достоверности передачи применяют методы автоматического обнаружения и исправления ошибок.

Размещено на Allbest.ru