Системы спутниковой связи

Министерство науки и высшего образования  

Российской Федерации 

Уральский федеральный университет 

имени первого Президента России Б. Н. Ельцина 

С. Н. Дмитриев 

СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Лабораторный практикум 

Рекомендовано методическим советом  
Уральского федерального университета  

для студентов вуза, обучающихся по направлениям  
11.03.02 — Инфокоммуникационные технологии 
 и системы связи, 11.05.01 — Радиоэлектронные  

системы и комплексы

Екатеринбург 

Издательство Уральского университета 

2019 

УДК 621.396.946(075.8) 
ББК 32.884.1я73 
           Д53 
Рецензенты:
кафедра общепрофессиональных дисциплин технических специальностей, Уральский технический институт связи и информатики (филиал) ФГБОУ «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (зам. завкафедрой 
канд. техн. наук, доц. Н. В. Будылгина);
д‑р физ.‑мат. наук, проф. А. Д. Ивлиев (МАОУ ВО «Российский государственный профессионально‑педагогический университет») 

Научный редактор — канд. техн. наук, проф. Д. В. Астрецов

На обложке использовано изображение с сайта https://goo.gl/D2pShw

Д53

Дмитриев, C. Н.
Системы спутниковой связи : лабораторный практикум / С. Н. Дмитриев. — Екатеринбург : Изд‑во Урал.  
ун‑та, 2019. — 76 с.
ISBN 978‑5‑7996‑2597‑9

Практикум является руководством к выполнению лабораторных работ, 

содержит краткие теоретические сведения  и задания на лабораторные исследования, также приведены требования к оформлению отчетов.

Библиогр.: 9 назв. Табл. 1. Рис. 21.

УДК 621.396.946(075.8) 
ББК 32.884.1я73 

ISBN 978‑5‑7996‑2597‑9
© Уральский федеральный  
     университет, 2019

Список сокращений

Русские сокращения

АЗ‑УМ 
азимутально‑угломестная подвеска 

ВЭНО 
высокоэллиптическая наклонная орбита 

ГКНПЦ 
Государственный космический научно                            производственный центр 
ГЛОНАСС 
глобальная навигационная система связи 

ДН 
диаграмма направленности 

ЗР 
зона радиовидимости 

ИСЗ 
искусственный спутник Земли 

КО 
космический объект 

ОГ 
орбитальная группировка 

ОЗР 
обобщенная зона радиовидимости 

ОПУ 
опорно‑поворотное устройство 

ПСТ 
подспутниковая точка 

РЛС 
радиолокационная станция 

СПСС 
система персональной спутниковой 

                            связи 
СС 
станция сопряжения 

ССС 
система спутниковой связи 

ТП 
трасса полета 

ТФОП 
телефонные системы общего пользования 

УМ‑УМ 
угломестно‑угломестная подвеска 

ЭКВ 
экваториальная подвеска 

Список сокращений

Английские сокращения

AMPS 
Advanced Mobile Phone Service 

 
перспективная подвижная радиотелефонная 

                            служба 
GEO  
Geosynchronous Earth Orbit 

 
геостационарная орбита 

GOCC 
Ground Operations Control Center 

 
центр управления наземной сетью 

GSM 
Global System for Mobile communications 

 
глобальная система подвижной связи 

HEO 
High Elliptical Orbit 

 
высокоэллиптическая орбита 

IS‑95 
Interim Standard 

 
временной стандарт 

LEO 
Low Earth Orbit 

 
низкая околоземная орбита 

MEO 
Medium Earth Orbit 

 
средневысотная орбита 

MXU 
Mobile Exchange Unit 

 
мобильная телефонная станция 

SOCC 
Satellite Operations Control Center 

 
центр управления и контроля орбитальной

                            группировкой 

Предисловие

Построение систем спутниковой связи (ССС) состоит в использовании методов наземной сотовой связи, но с размещением ретрансляторов базовых станций в космическом пространстве. Несомненные преимущества ССС — большая пропускная 
способность, глобальность действия и высокое качество связи — обусловили интенсивное развитие ССС. Конфигурация 
ССС существенно зависит от типа искусственного спутника 
Земли (ИСЗ), вида связи и параметров земных станций. Для 
построения ССС используются в основном три разновидности ИСЗ: на низковысотной, геостационарной и высокой эллиптической орбитах.

Коренные преобразования в области спутниковой связи произошли в начале 90‑х годов XX века и были обусловлены тремя факторами:

◊ 
коммерциализацией космических программ, связанной 
с переносом передовых военных технологий в коммерческие программы;

◊ 
использованием ИСЗ, находящихся на низкои средневысотных орбитах, для связи с подвижными объектами, 
что позволило не только решить проблему перегруженности геостационарных орбит, но и существенно расширить сферу телекоммуникационных услуг, а именно обеспечить пользователей глобальной персональной связью 
с помощью терминала типа «трубка в руке»;

◊ 
повсеместным переходом на цифровую связь с использованием современных компьютерных технологий и быстрым ростом услуг сети Internet, в связи с чем возник

Предисловие

ла острая необходимость в обмене высокоскоростными 
потоками информации, а также мультимедийной информацией.

Тематика лабораторных работ полностью охватывает наиболее важные разделы дисциплины:

1. Инфраструктура и принципы построения систем спутниковой связи.

2. Принципы построения космического сегмента: типы 

и выбор параметров орбит.

3. Принципы построения земного сегмента: состав и назначение его элементов, особенности антенн земных станций 
спутниковой связи, системы наведения луча.

4. Принципы построения пользовательского сегмента.
Теоретические сведения о тематике лабораторной работы 

размещены в описании к каждой лабораторной работе. Такое 
расположение теоретической части автор посчитал более целесообразным и удобным для изучения, чем выделение ее в общий 
теоретический раздел, непосредственно не связанный с конкретной лабораторной работой.

Общие требования при прохождении  
лабораторного практикума

Целью лабораторного практикума по дисциплине «Системы спутниковой связи» является экспериментальная проверка основных теоретических положений по отдельным разделам дисциплины.

Выполнение каждой работы разделяется на три этапа:
◊ 
домашняя подготовка;

◊ 
выполнение экспериментальных, вычислительных 
и оформительских работ в лаборатории;

◊ 
подготовка отчета по лабораторной работе и его защита.

Общие требования при прохождении лабораторного практикума 

1. Домашняя подготовка

В процессе домашней подготовки студент должен изучить 

теоретический материал, относящийся к данной лабораторной 
работе, выполнить домашнее задание, продумать порядок проведения лабораторной работы.

2. Лабораторное занятие

На первом лабораторном занятии студенты знакомятся под 

расписку с правилами техбезопасности при выполнении работ 
в компьютерном классе.

Непосредственному выполнению лабораторной работы 

предшествует коллоквиум. Коллоквиум проводится для проверки качества подготовки студентов к работе по перечню 
контрольных вопросов, приведенных в указаниях к каждой 
конкретной работе. При недостаточной подготовке студенты 
к выполнению работы не допускаются.

Порядок проведения экспериментов приведен в указаниях 

к каждой конкретной работе. Экспериментальная часть работы считается выполненной после утверждения преподавателем черновика отчета. После окончания работы студент должен привести в порядок свое рабочее место.

3. Составление и защита отчета

Отчеты выполняются на отдельных листах писчей бумаги формата А4. Конкретные требования к содержанию отчета приведены в указаниях к каждой работе. Особое внимание при составлении отчета необходимо уделить выводам. Выводы должны быть 
не констатирующими, а подробно объясняющими полученные результаты экспериментальных исследований с сопоставлением их 
с теоретическими положениями. На проверку отчет должен быть 
представлен к концу текущего занятия или к началу следующего.

Зачет по лабораторной работе выставляется после принятия 

преподавателем оформленного отчета и его успешной защиты.