Исследование радиоканалов передачи информации спутниковой системы Коспас-Сарсат

Коспас-Сарсат – международная спутниковая поисково-спасательная система, осуществляющая вычисление пространственных координат аварийных ситуаций путем передачи и обработки сигналов буев морских, авиационных и персональных потребителей [1]. Сигналы аварийных буев ретранслируются спутниками (например, среднеорбитальными навигационными спутниками Глонасс, GPS, Gallileo) на приемные наземные пункты, где определяются пространственные координаты функционирующих буев [1,2,3]. Подходы к определению этих координат основаны на методах, используемых при решении навигационных задач глобальных навигационных спутниковых систем, например, с использованием разностно-дальномерного метода (измерение разности дальностей от потребителя до нескольких навигационных спутников) или с использованием радиально-скоростного метода (измерение доплеровских смещений несущей частоты сигналов для нескольких навигационных спутников) [2].
В настоящее время осуществляется разработка и апробация системы Коспас-Сарсат 2-го поколения, частотная полоса сигналов буев полностью занимает выделенную частотную полосу Р- диапазона (400.0-400.1 МГц) [1]. Данный частотный диапазон характеризуется рядом особенностей, определяющих актуальность исследования характеристик радиоканалов передачи информации [4,5]. Наиболее важным является влияние земной ионосферы на качество радиоканала, которая обусловливает изменение комплексных огибающих сигналов за счет дисперсионных свойств ионосферы; временные вариации амплитуды и фазы сигналов из-за многолучевого распространения (сцинтилляции сигналов); рефракцию; поворот плоскости поляризации радиоволн и возникновение обыкновенной и необыкновенной радиоволн за счет анизотропных свойств ионосферных радиоканалов; нестационарность радиоканала [2-6].
В докладе приведены результаты теоретических исследований в части разработки и развития моделей сцинтилляций сигналов при их распространении по исследуемым радиоканалам от буев до приемного наземного пункта, а также результаты экспериментальных исследований относительно наблюдаемых временных вариаций амплитуд сигналов буев [4,7]. Основу разработанных моделей составляет теория решения волнового уравнения для распространения сигналов в слоисто-неоднородных средах [4]. Моделирование этих решений показало возможность замираний амплитуд сигналов до 10 дБ и более. Выполненные экспериментальные измерения согласуются с этими оценочными значениями. Сделано заключение о необходимости учета данных замираний и полученных численных значений стационарности радиоканалов (не более 1 сек) при оценивании надежности обнаружения сигналов аварийных радиобуев и при оценке точности вычисляемых их пространственных координат.