Details

Title: Методический подход к радиоконтролю сигналов спутниковой связи с оценкой требуемых энергетических характеристик приемных станций // Известия высших учебных заведений. Электроника: научно-технический журнал. – 2022. – С. 382-406
Creators: Пантенков Д. Г.; Гусаков Н. В.; Ломакин А. А.
Imprint: 2022
Collection: Общая коллекция
Subjects: Радиоэлектроника; Теория информации. Общая теория связи; спутниковая связь; сигналы спутниковой связи; радиоконтроль сигналов связи; приемные станции (электротехника); энергетические характеристики; радиомониторинг; космические аппараты; satellite communications; satellite communications signals; radio monitoring of communication signals; receiving stations; energy characteristics; radio monitoring; pacecraft
UDC: 621.391
LBC: 32.811
Document type: Article, report
File type: Other
Language: Russian
DOI: 10.24151/1561-5405-2022-27-3-382-406
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Record key: RU\SPSTU\edoc\68822

Allowed Actions: View

Annotation

Современные зарубежные космические аппараты (КА) оптико-электронного наблюдения (WorldView, QuickBird, GeoEye, KeyHole Pleiades, Spot, Eros, Cartosat), радиолокационного наблюдения (RadarSat, SAR-Lupe, Lacrosse, ERS, Terrasar, Envisat, IGS), радио- и радиотехнической разведки (TacSat, Jumpseat, Orion, Vortex, Mentor, Magnum, Mercury, Intruder) имеют наилучшее разрешение на местности. Факт работы по основному целевому назначению КА радиолокационного наблюдения можно установить по излучению радиолокационного сигнала при зондировании земной поверхности. Напротив, работу, например, фотоаппаратов, входящих в состав целевых нагрузок КА оптико-электронного наблюдения, в оптическом диапазоне установить напрямую практически невозможно. Поэтому информацию о функционировании оптических КА можно получать по косвенным признакам: сбросу накопленной в бортовых регистраторах информации на удаленные земные станции приема и обработке информации как напрямую, так и с использованием КА на высоких орбитах (геостационарной и высокоэллиптической). Учитывая взаимное геометрическое расположение земной станции радиоконтроля излучаемых сигналов, низкоорбитального КА дистанционного зондирования Земли и космического аппарата-ретранслятора на высоких орбитах, принимать и обрабатывать информацию, скорее всего, придется по боковым или задним лепесткам диаграммы направленности. Это усложнит обнаружение данных сигналов в силу их низкой энергетики. В работе разработан методический подход, проведены практические расчеты, а также математическое моделирование по определению возможности приема информации, передаваемой между КА оптико-электронного наблюдения на низкой орбите и космическим аппаратом-ретранслятором на геостационарной орбите. Разработана модель дуэльной ситуации обнаружения факта излучения радиосигналов КА дистанционного зондирования Земли по линии космос - космос наземными средствами радиоконтроля. Проведена оценка эффективности мер обеспечения пространственной и сигнальной защищенности спутниковой связи. Рассмотрены подходы к обнаружению радиосигналов методами накопления, в частности спектральный анализ, восстановление несущей, метод автокорреляционной обработки сигналов, а также вопросы оценки энергетических характеристик аппаратуры ретрансляции радиосигналов КА дистанционного зондирования Земли и определения эквивалентной изотропно-излучаемой мощности боковых лепестков диаграммы направленности полезного радиосигнала. Рассчитаны добротность и геометрические размеры антенных систем средств радиоконтроля. Приведены результаты моделирования процессов обнаружения радиосигналов методом восстановления несущей с последующей фильтрацией. Полученные данные могут свидетельствовать о факте работы зарубежных средств радиомониторинга по сбору данных с подстилающей поверхности на территории Российской Федерации.

The most modern foreign optoelectronic surveillance spacecrafts (WorldView, QuickBird, GeoEye, KeyHole, Pleiades, Spot, Eros, Cartosat), radar surveillance spacecrafts (RadarSat, SAR-Lupe, Lacrosse, ERS, Terrasar, Envisat, IGS), and radio- and radio engineering reconnaissance spacecrafts (TacSat, Jumpseat, Orion, Vortex, Mentor, Magnum, Mercury, Intruder) have the best resolution on the ground. The fact of work on the main purpose of radar surveillance spacecraft is obvious due to the radiation of the radar signal when probing the Earth surface and can be easily established. Contrarily, the fact of work, for example, of cameras from the target loads of optoelectronic surveillance spacecraft in the optical range is almost impossible to establish directly. Therefore it is necessary to resort to understanding the functioning of optical spacecraft by indirect signs - the fact of dumping the information accumulated in the onboard recorders to remote Earth stations for receiving and processing information both directly and using spacecraft in high orbits (geostationary orbit and highly elliptical orbit). Considering the mutual geometric location of the Earth’s radio monitoring station of radiated signals, a low-orbit Earth remote sensing spacecraft and a repeater spacecraft in high orbits, it is likely to have to receive and process information along the side or rear lobes of the radiation pattern, which imposes additional difficulties on detecting these signals due to their low energy. In this work, methodological approach is developed, practical calculations are carried out, and mathematical modeling is conducted to determine the possibility of receiving information transmitted between an optoelectronic surveillance spacecraft in low orbit and a repeater spacecraft on the geostationary orbit. A model has been developed of the dueling situation of detecting the fact of radiation of remote sensing spacecraft radio signals via the cosmos - cosmos line by ground-based means. The effectiveness of measures to ensure spatial and signal security of satellite communications was evaluated. The approaches to detecting radio signals by accumulation methods, particularly spectral analysis, carrier recovery, autocorrelation signal processing method, were considered, along with the issues of evaluation of the energy characteristics of remote sensing radio relay equipment and determination of the equivalent isotropically radiated power of the side lobes of the radiation pattern of a useful radio signal. The Q-factor and geometric dimensions of antenna systems of radio control facilities were calculated. The results of modeling of radio signal detection processes by carrier recovery with subsequent filtering are provided. The findings might indicate the fact that the means of a foreign equipment are working to collect data from the underlying surface on the territory of the Russian Federation.

Usage statistics

stat Access count: 21
Last 30 days: 2
Detailed usage statistics