3. HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János
2 Műholdas kommunikáció
3
4 Helymeghatározás
5 Alkalmazott műholdpályák, tulajdonságaik
6 Alkalmazott műholdpályák, tulajdonságaik A LEO [Low Earth Orbiter ] magába foglalja az IRIDIUM (780 km ), ARIES (1018 km) és a GLOBALSTAR (1389 km ) rendszereket. A MEO [ Medium Earth Orbiter ] magába foglalja a ICO PROJECT 21 (10 355 km), és az ODYSSEY (10 373 km) valamint a ELLIPSO (7800 km) rendszereket. A GEO [Geostationary Earth Orbiter ] a maga 36 000 km magasan lévő pályájával, magába foglalja a AMSC ( US és CANADA ), AGRANI ( közép ÁZSIA és INDIA ) ACeS ( dél-kelet ÁZSIA ), és az APMT ( KÍNA ) műholdakat.
Global Positioning System 7 Globális helymeghatározó rendszer A Földön (és környezetében ) Időjárástól, helyszíntől független Csak látni kell az égboltot Bárki által használható (egyutas) Korlátozható (SA/katonaság)
A Global Navigation Satellite 8 System felépítése Űrszegmens Földi követő és vezérlőállomások Felhasználói szegmens
NAVSTAR (USA) 9 24/(31)/31 (terv./ker./műk.)műhold ~20.200 km magasságban (átlagos, Föld tömegk.) 6 pályasík (4-6 műhold/pályasík) 55 inklináció (a földi egyenlítőhöz viszonyítva) A pályasíkok 30 -onként az egyenlítő mentén 4 követő és 2 követő/vezérlő állomás (Hawaii, Ascencion, Diego Garcia, Kwayalein, Colorado Springs) 12 sziderikus óra a keringési idő: 11ó58p2,04527s ~1600-1800kg, ~6 m nyitott napelem
10 NAVSTAR (USA)
ГЛОНАСС 11 (CCCP, ma Oroszország) 24 (19keringő)/11 működő műhold ~19.100 km magasságban keringenek 3 pályasík (8+1 műhold/pályasík) 64.8 az egyenlítő síkjával bezárt szög A pályasíkok 120 -onként 11 óra 15 perc keringési idő ~1300-1500 kg, 3-7 év élettartam
12 ГЛОНАСС (CCCP, ma Oroszország)
13 Galileo (Európai Unió civil üzemeltetés) 27/30 műhold / 3 pályasík (9+1 műhold/pályasík) 2005.december végén = az 1. műhold már sugároz ~23 222 km, 56 p. inklináció, 14 óra 4 perc ker. ~675 kg, ígért teljes kiépítettség (FDS) ~2008 új frekvenciák L5 (E5A-B) 1164-1215MHz, (E6-1260- 1300 MHz), E2-L1-E1 1559-1591 MHz!!! Pozitívum: civil, független, pontosság, integritás adatok akár 6 másodpercen belül, ingyenes is Negatívum: civil (pénzforrás), várhatóan 4-8 év mire rendszerbe áll, új GNSS vevők kellenek L1!-L5-L2
14 Galileo (Európai Unió civil üzemeltetés)
BEIDOU-2 (Pejtou-2) / Compass 15 35 (5 GEO+30 MEO pályán) műhold 2007. november végén = az LBS Beidou-1 működik (3 műhold GEO-n, + 1 műhold MEO-n is sugároz ~21 500 km ígért teljes kiépítettség (FDS) ~2010 10 méter, open service Pozitívum: újabb globális helymeghatározó rendsz., még több műhold (műholdszegény helyeken is) Negatívum: új GNSS vevők kellenek, Galileo konkurens, katonai rendszer
16 BEIDOU-2 (Pejtou-2) / Compass
Helymeghatározás elve 17 1 ismert távolság esetén a helyzetünk R=20.200 km Gömbfelületen bárhol
Helymeghatározás elve 18 2 ismert távolság R1=20.200 km R2=20.199 km A két gömbfelület metszésében lévő körön
Helymeghatározás elve 19 3 ismert táv, háromszög R1=20.200 km R2=20.199 km R3=20.201 km A három gömbfelület metszésében 2 pont!!!
Helymeghatározás elve 20 4 ismert táv = egyértelmű R1=20.200 km R2=20.199 km R3=20.201 km R4=20.202 km 1 pont!!!
GPS adatok 21 Ismert, hogy a GPS által kisugárzott jelek rendkívül kis teljesítményűek: -130 dbmw (0 dbmw = 1 mw, 50 dbmw = 100W) Mint bármely más rádiójelet, a GPS jeleit is lehet zavarni Egy pikowatt (10-12 W) teljesítményű interferencia forrás is elegendő a GPS jel tönkretételéhez Jelenleg egyetlen civil GPS frekvencia létezik, a civil vevők döntő többsége egyfrekvenciás. A modulált kód jól ismert A GPS jamming technológia nem titkos, egyszerű, házilag összeszerelhető jammer modellek leírása megtalálható az Interneten, komolyabb berendezéseket meg is lehet vásárolni.
GPS adatok 22 Híradástechnika I. (prezentáció) jegyzet 193.dia
GPS civil felhasználása 23 Közlekedés/Áruszállítás Emberi élet védelme Földmérés/Térinformatika Környezetvédelem Időszinkronizálás Katasztrófa elhárítás Precíz mezőgazdálkodás Távközlés Bankügyletek
24 GPS katonai felhasználása
GPS sebezhetősége 25 Nem szándékos zavarás Az ionoszféra okozta interferencia Rádióforrások okozta nem szándékos interferencia Szándékos zavarás Jamming Spoofing Meaconing Emberi tényező GPS vevők tervezési hibái Navigációs rendszerek üzemeltetési hibái Felhasználói ismeretek hiánya
Nem szándékos zavarás 26 Az ionoszféra okozta interferencia Rádióforrások okozta nem szándékos interferencia URH adók 23-as, 66-os és 67-es TV csatornák Digitális TV adások Ultra szélessávú radar és kommunikációs berendezések Hibásan működő adók Műholdas Mobil Telekommunikációs Szolgáltatások Horizont feletti radar
Szándékos zavarás 27 GPS Jamming Elegendően nagy energiájú és megfelelő karakterisztikájú zavaró jel kibocsátása a GPS frekvenciákon interferenciát okoz. Zavaró jel típusa lehet: keskenysávú folyamatos adás a GPS sávban, szélessávú folyamatos adás sáv átfedéssel, szórt spektrumú (spread spectrum) GPS jelhez hasonló GPS Spoofing A gyanútlan GPS felhasználó megtévesztésére valódinak tűnő hamis C/A jelek kisugárzása -> a számított pozíció távolodik a valódi helyzettől GPS Meaconing jelvétel és késleltetett újrasugárzás, amellyel összezavarják a vevőket
28 Szándékos zavarás
Helymeghatározási példa 29 GPS/GSM modem személy, tehergépjárművekbe telepítve
30 Helymeghatározási példa
31 VSAT
A VSAT hálózat előnyei 32 Rugalmas, gyors telepíthetőség Ország régió teljes lefedése Azonnali kommunikáció lehetősége Földi infrastruktúrától független fejletlen területek kiszolgálása Magas rendelkezésre állás
VSAT felhasználási területek 33 Dedikált összeköttetések Földi ADSL jellegű szélessávú, kétirányú Internet elérés VPN hálózatok részleges vagy egységes kiszolgálása Nemzetközi hálózatok kialakítása Teljes értékű backup (földi hálózattól teljesen független összeköttetés biztosítása) Mobil szélessávú megoldások (Express, Mobil IP) Video és képi információk átvitele Trunking (pl. GSM, Tetra hálózatok) Támogatott protokol: TCP/IP Sávszélességek: 1M/256K - 18/4 Mbps (letöltés/feltöltés)
Mobil műholdas megoldások 34 1 gombnyomásra üzemképes Automatikus műholdra állás Gyors műholdra állás (kb. 5 perc) Könnyen szállítható Nem kell minden helyszínen összeszerelni szétszerelni Nem igényel szakértelmet Nem igényel fizikai munkát Tömege kompletten: <100kg
35
Műholdas telefonok 36 Inmarsat globális lefedettség egyidejű hang és szélessávú (max. 492 kbps) adatátvitel garantált sávszélességű adatátvitel (streaming), értéknövelt szolgáltatások. Kézi készülék Iridium globális lefedettség hang, korlátozott sávszélességű adatátvitel
Műholdas telefonok 37 Inmarsat Iridium Thuraya Hangátvitel van van van Adatátvitel max. 492 kbps alapszintű max. 444 kbps Garantált adat (Streaming) max. 256 kbps nincs max. 384 kbps GSM lehetőség nincs nincs van Lefedettség teljes Föld (kivéve a sarkok) teljes Föld Afrika, Európa, Ázsia WLAN van nincs nincs ISDN van nincs nincs Menet közbeni megoldás van van van
38 Eszközök és lefedettség
Forrás 39 Lukács-Mágel-Wührl: Híradástechnika I. (prezentáció) Lukács-Wührl: Híradástechnika I. (könyv) Kovács Béla: GPS = NAVSTAR, ГЛОНАСС, GALILEO vagy BEIDOU Hungaro Digitel: VSAT