ITU-R S 670-1 FRENCH-1992 FLEXIBILITY IN THE POSlTIONING OF SATELLITES AS A DESIGN OBJECTIVE《卫星作为设计目标的定位灵活性 4D3部分 卫星定位 卫星天线辐射图 指向精度》.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.670-1 1 RECOMMANDATION UIT-R S.670-1*Souplesse de positionnement des satellites en tant quobjectif de conception (1990-1992) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la souplesse dans le positionnement des satellites peut amliorer lefficacit de lorbite des satellite

2、s gostationnaires; b) quun positionnement souple des satellites peut, dans certains cas, augmenter la possibilit dune coordination fructueuse des frquences; c) que le repositionnement peut avoir des consquences sur la conception des satellites et notamment sur leur dure de vie et le compromis entre

3、zone de couverture et qualit de fonctionnement; d) que le repositionnement des satellites aura des effets sur lexploitation du secteur terrien et peut obliger modifier le pointage dun grand nombre de stations terriennes dpourvues de systmes de poursuite; e) que la frquence du repositionnement ne doi

4、t pas tre trop leve afin de minimaliser les interruptions causes aux services assurs; f) que la modification de lordre des satellites sur un arc donn de lorbite des satellites gostationnaires risque dtre plus onreuse quune lgre modification de leurs espacements; g) que la possibilit dadopter le repo

5、sitionnement plutt que dautres moyens dpendra du caractre des stations terriennes et spatiales concernes; h) les analyses contenues dans les Annexes 1 et 2, recommande 1 que les satellites du service fixe par satellite destins des rseaux nouveaux soient conus de manire pouvoir fonctionner 2 de leur

6、position orbitale nominale ou, si la valeur en est plus faible, dans les limites de leur arc de service; 2 que les Notes suivantes soient considres comme faisant partie de la Recommandation. NOTE 1 Les administrations sont encourages mettre au point de nouvelles techniques afin que les satellites pu

7、issent fonctionner 5 de leur position orbitale ou, si la valeur en est plus faible, dans les limites de leur arc de service. NOTE 2 On entend par rseaux nouveaux les rseaux pour lesquels la date de publication anticipe est postrieure 1990. _ *La Commission dtudes 4 des radiocommunications a apport d

8、es modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2001 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44 (AR-2000). 2 Rec. UIT-R S.670-1 ANNEXE 1 Souplesse de positionnement des satellites 1 Introduction Les repositionnements sont possibles, tant du point de vue technique que de celui de l

9、exploitation, comme cela a t dmontr dans diverses catgories de satellites. Cependant, la souplesse du choix de lemplacement sur lorbite prsente des difficults techniques et dexploitation. Les avantages et inconvnients ventuels du repositionnement sont examins dans la prsente Annexe. Deux mthodes de

10、repositionnement ont t envisages, savoir: a) la rduction de lespacement existant entre satellites sur lorbite, et b) la rvision complte de lordre des satellites sur un arc orbital. Lun des avantages de la mthode a) est que les satellites peuvent, si ncessaire, continuer mettre vers des stations terr

11、iennes de poursuite pendant le processus de repositionnement, car les trajets des satellites ne se croiseront pas. Le principal inconvnient de cette mthode est quelle ncessite le dplacement de plusieurs satellites. Bien que la mthode b) exige le dplacement dun moins grand nombre de satellites, il es

12、t probable que ceux qui auront t dplacs le seront encore et seront donc pnaliss de plusieurs manires: interruptions de service, consommation accrue de combustible et changement des zones de couverture, toutes choses qui ne seront vraisemblablement pas acceptables sur le plan de lexploitation. 2 Effi

13、cacit dutilisation de lorbite et remarques au sujet des systmes On observera quil est impossible de dire avec certitude quelles sont les zones gographiques dont il faudra assurer la desserte un certain moment dans lavenir partir dune portion donne de lorbite. Aussi ne pourra-t-on tirer pleinement pa

14、rti de ce moyen doptimiser lutilisation de lorbite que si les rseaux sont conus de telle manire que leurs satellites puissent tre, si ncessaire, repositionns dans les limites dun certain arc de service aprs leur premire mise en service. Cette capacit de repositionnement des satellites aprs leur mise

15、 en service serait trs utile vu quelle permettrait galement de trouver de la place sur lorbite pour des nouveaux satellites appartenant de nouveaux rseaux qui navaient pas t prvus. Un tel repositionnement pourrait tre moins onreux que dautres solutions techniques possibles telles que des antennes am

16、liores pour les stations terriennes ou de nouvelles techniques de modulation trs raffines. Toutefois, au stade actuel, on peut difficilement dterminer dans quelle mesure il est ralisable techniquement, et rentable, de construire des rseaux de systmes satellites assurant une grande souplesse de posit

17、ionnement sur lorbite. Le repositionnement dun satellite sur son arc de service devrait tre acceptable pendant la phase de conception thorique tandis que pendant la phase dlaboration et de construction, les changements de position sur lorbite ne devraient pas dpasser certaines limites fixes au prala

18、ble, lintrieur desquelles les inconvnients techniques et financiers restent raisonnables (et acceptables). Cela ne peut tre dcid que cas par cas. Actuellement, il semble possible de dplacer les satellites de 2 par rapport leur position orbitale initiale. Les systmes en exploitation ne devraient pas

19、tre dplacs sur lorbite moins que cela ne soit fait dlibrment, et tout supplment de brouillage d la ncessit de tenir compte de nouveaux systmes devrait tre trait selon les Recommandations UIT-R. Rec. UIT-R S.670-1 3 3 Problmes ventuels lis au repositionnement 3.1 Limitations de larc de service Il peu

20、t tre ncessaire de dplacer un satellite dune position orbitale une autre, lintrieur de son arc de service, aprs lentre en service, pour permettre laccs dun nouveau rseau. Lamlioration de laccs lorbite ainsi obtenue sera plus grande si larc de service est long. Toutefois, prvoir un long arc de servic

21、e peut avoir un effet significatif sur la conception optimale dun rseau, notamment en ce qui concerne les antennes de satellite faisceau troit et certaines consquences sur la qualit. Larc de service des satellites desservant des zones trs tendues en longitude serait court vu que leur arc visible est

22、 petit. Un moyen ventuel dagrandir larc de service consiste subdiviser la zone de service et de la rpartir entre deux satellites, nettement spars sur lorbite et relis par des liaisons intersatellites. Cependant, une telle mthode serait onreuse. On a constat que les satellites usages multiples peuven

23、t fournir des services en plus de ceux du service fixe par satellite, et ces fonctions supplmentaires peuvent tre dterminantes dans le choix de la position orbitale. Dans le cas des services mtorologiques, par exemple, le concept de larc visible ne prsente pas ncessairement dintrt. 3.2 Antennes des

24、stations terriennes Un changement de lemplacement du satellite ncessiterait des ajustements de la direction de pointage des antennes des stations terriennes et, (pour la polarisation rectiligne) des ajustements du plan de polarisation. Cependant, si lantenne de la station terrienne est petite et si

25、le satellite est maintenu en place 0,1 prs, dans le sens est-ouest et dans le sens nord-sud, les antennes des stations terriennes ne doivent pas ncessairement, en utilisation normale, tre orientes pour suivre le satellite. De nombreuses petites stations terriennes nauront pas de personnel technique

26、permanent. Dans un nombre croissant de rseaux, le pointage des antennes sera limit au pointage manuel et seules des possibilits limites dajustement de la direction de pointage du faisceau seront offertes. Ds lors, mme une modification peu importante de la position du satellite peut reprsenter des pr

27、oblmes mcaniques et dexploitation, les quipes techniques devant se rendre toutes les stations terriennes du rseau et des interruptions du service seraient envisager. Les fondations des antennes devraient tre conues de manire permettre des modifications pour la cas le plus dfavorable dans la directio

28、n de pointage, aux conditions appropries chaque emplacement de station terrienne et chaque arc de service. Des modifications de langle de site des antennes de stations terriennes pourraient influencer ngativement le G/T par temps clair et limportance des dgradations de la propagation. De tels effets

29、 pourraient tre marqus dans les climats fortes pluies et o langle de site de la station terrienne est faible. Les marges de p.i.r.e. de la liaison montante et de la liaison descendante devraient tre augmentes, le cas chant, pour tenir compte de la ncessit ventuelle de dplacer le satellite. La rpercu

30、ssion quaurait une diminution des angles de site sur les marges du systme peut tre importante: elle dpend de la frquence dexploitation. Les changements de langle de site de lantenne de la station terrienne, de lazimut et de la p.i.r.e. pourraient infirmer la coordination avec les stations radiolectr

31、iques de Terre fonctionnant dans les mmes bandes de frquences. Ds lors, il serait souhaitable de tenir compte des ventuels mouvements des satellites lors du processus initial de coordination des frquences. Les changements de site sont accompagns dun changement dazimut. Le changement peut varier dune

32、 valeur trs petite pour les stations terriennes aux latitudes leves jusqu 180 pour les stations terriennes sur lquateur et proches du point de projection du satellite sur la surface 4 Rec. UIT-R S.670-1 terrestre. Si lon considre le systme, ce sont pourtant les changements de langle de site qui sero

33、nt les plus importants car ce sont ces derniers qui influeront sur les variations de laffaiblissement le long du trajet et sur les marges dvanouissement requises dans des conditions dvanouissement. 3.3 Repointage de lantenne de la station terrienne 3.3.1 Gnralits De toute vidence, la rpercussion sur

34、 le rseau des stations terriennes serait la ncessit de modifier le pointage des antennes et les rglages des angles de polarisation. Cela nest considr comme important que pour les antennes qui nont pas de possibilits de poursuite. Un dplacement de lordre de 10 dans les bandes exploites en partage ave

35、c le rseau de Terre risque de poser des problmes de coordination. 3.3.2 Repointage des trs petites antennes Les p.i.r.e. des satellites du service fixe par satellite vont en augmentant et, il sera peut-tre bientt possible demployer des rcepteurs au sol avec des antennes de moins dun mtre de diamtre.

36、 La facilit avec laquelle les personnes ayant peu ou pas dexprience peuvent repointer des antennes dpend beaucoup de la taille et du type de lantenne utilise. Toutefois, les rglages de polarisation ncessaires prsenteraient des difficults sauf dans le cas de la polarisation circulaire. 3.3.3 Repointa

37、ge dantennes de 1 2 m Pour les satellites de puissance moyenne, on utilise gnralement des rcepteurs au sol avec des antennes de diamtre compris entre 1 et 2 m et ne comportant pas de possibilits de poursuite. Avec ces types dantenne, il serait galement ncessaire de changer le pointage de lantenne et

38、 lorientation de la polarisation pour les missions en polarisation rectiligne. Des antennes monture polaire rduisent grandement les difficults de dplacement entre des positions diffrentes de satellite; aussi sont-elles de plus en plus utilises conjointement avec repointage et dispositif de rglage de

39、 polarisation automatiques. 3.3.4 Repointage dantennes de 2 5 m Dans la bande des 14/11 GHz, une antenne de cette dimension a une ouverture angulaire troite; aussi a-t-elle plus de chances dadmettre un dispositif de poursuite, ce qui nest pas le cas lorsquil sagit de la bande des 6/4 GHz. Des antenn

40、es de cette taille sont frquemment employes soit dans le cas de satellites de faible puissance, soit pour la rception en dehors de la zone de couverture principale de satellites de puissance leve. Dans ce cas, ce qui est le plus important, cest que des antennes ayant une commande dorientation dans u

41、n angle insuffisant auront des difficults en ce qui concerne le repointage. Tout mouvement du ou des satellites au-del de ses (leurs) contraintes nominales de maintien en position conduirait de relles difficults dexploitation pour certains services, mme si la position du satellite navait t change qu

42、e lentement. Il serait irralisable de confier le rglage dantennes de cette catgorie du personnel non expriment; en consquence, suffisamment de temps et de fonds devraient tre allous pour que des techniciens qualifis soccupent de tous les terminaux concerns, dont le nombre peut aller de quelques cent

43、aines quelques milliers. Ce serait l une entreprise de grande envergure, qui ne devrait pas tre traite la lgre. Rec. UIT-R S.670-1 5 3.3.5 Station terrienne faisceaux multiples Pour un certain nombre de systmes satellites multiples, on cherche utiliser des stations terriennes faisceaux multiples pou

44、r accder simultanment plus dun satellite. Si des stations terriennes de ce type se multipliaient, le dplacement admissible dun satellite par rapport aux autres dans le systme devrait, dans ce cas, tre soumis des contraintes svres. 3.3.6 Interruptions de service Si le satellite doit traverser la posi

45、tion orbitale dun autre satellite fonctionnant dans les mmes bandes de frquences lors de son dplacement vers sa nouvelle position, des brouillages peuvent survenir si les deux rseaux sont maintenus oprationnels. Par ailleurs, les aspects mcaniques du dplacement peuvent imposer que certains des sous-

46、systmes principaux du satellite en repositionnement soient temporairement mis hors circuit, cest-dire que les panneaux solaires ou les antennes soient bloqus au cours du dplacement; le rglage prcis et continu de lorientation du satellite serait difficile. En consquence, des circonstances pourraient

47、se prsenter o une partie ou lensemble du trafic normalement assur par le satellite devrait tre dtourn pendant la priode de repositionnement, qui peut durer plusieurs jours. Certains de ces problmes ne se prsenteraient pas sil y avait un satellite de rserve en orbite. Ds lors, il serait possible de p

48、lacer ce satellite de rserve sur la nouvelle position choisie, et de transfrer le service dun satellite lautre en orientant les antennes des stations terriennes sur le satellite de rserve. Un facteur important, la fois du point de vue de lexploitation et du point de vue commercial, est la dure pendant laquelle l