Общее количество спутниковых систем связи, заявлявшихся к реализации в последнее десятилетие, уже давно исчисляется десятками: ECCO, Ellipso (приблизительный аналог отечественной системы «Орбита» со спутниками «Молния»), Archimedes, Odyssey, Celestri, Skybridge, SECOMS, Starsys, Voicespan, Astrolink, Cyberstar, KaStar, Spaseway, Teledesic и др.
Существуют и проекты развертывания отечественных систем, среди которых наиболее известны «Сигнал», «Гонец», «Марафон», «Полярная звезда». Однако большинство пока так и остается на различных стадиях «бумажного» проектирования. И по вполне объективным причинам.
Все геостационарные системы первых поколений (на высоких орбитах) не позволяли сделать абонентский аппарат малогабаритным (наилучший результат – формат ноутбука). Это стало возможным только для систем на низкоорбитальных ИСЗ, но здесь возникает другая проблема. Технически такие системы сегодня вполне реализуемы, они обеспечивают устойчивую связь с помощью малогабаритных абонентских трубок, но стоимость создания и эксплуатации системы, содержащей десятки спутников, весьма высока, что не позволяет установить низкие цены на обслуживание. Из-за этой причины возникает порочный круг: в развитых странах (где такие цены могли бы быть допустимы) спутниковая связь не нужна, так как практически вся территория уже охвачена сотовыми сетями. Там же, где у спутниковой связи фактически нет конкурентов (в «заповедных уголках» Африки, Азии и т. п.), отсутствуют платежеспособные потребители.
4.10.7. Глобальная система позиционирования
Глобальная система позиционирования (Global Positional System - GPS) в чистом виде не относится к системам связи, хотя использует компоненты, аналогичные спутниковым системам. Назначение этой системы – определение точного географического местонахождения объекта.
Свою историю навигационные системы ведут со времен «холодной» войны, когда они использовались для точного наведения на цель баллистических ракет.
В настоящее время в мире существует две глобальные системы позиционирования – американская «NaviStar» и российская ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система). Американская система использует спутники, находящиеся на малой высоте. В настоящее время группировка состоит из 59 спутников (1 запасной) и обеспечивает навигацию на всех широтах. Российская навигационная система в полнокомплектном варианте будет содержать 24 спутника (рис. 4.26). В процессе разработки находится европейская система позиционирования Galileo.
Принцип работы любой спутниковой навигационной системы заключается в следующем. На низкоорбитальных круговых орбитах существует группировка спутников, расположение которых спланировано так, что в любой момент времени, при отсутствии физических помех с Земли, абонент
201
системы может получать сигналы от 5 до 12 спутников. Все спутники, находящиеся в системе, непрерывно передают сигналы, в которых заключен так называемый «альманах» (сведения о самом спутнике и его местоположении) и сигналы точного времени. Для этого на всех спутниках установлены атомные часы, синхронизация которых производится как минимум раз в сутки.
Для определения своего местоположения абонент должен иметь приемник GPS, который, принимая сигналы с видимых спутников, вычисляет свое местоположение методом триангуляции. Для этого приемник сравнивает время излучения сигнала с каждого видимого спутника. Разность между этими величинами позволяет вычислить расстояние до каждого спутника и, в конечном счете, определить местоположение самого приемника. Принимая одновременно информацию, по крайней мере, от трех спутников, GPS-приемник может определить двумерные координаты (широту и долготу). «Захватив» четыре и более спутника, такой прибор может определить и трехмерные координаты (широту, долготу, высоту над уровнем моря). Определив местоположение пользователя, приемник может вычислить такие величины, как скорость, путевой угол, траекторию, пройденное расстояние, расстояние до конечного пункта, время восхода и захода солнца и многое другое.
Успехи в области микроэлектроники позволяют встраивать современные GPS-приемники в наручные часы (рис. 4.27), сотовые телефоны, собачьи ошейники и т.д.
В настоящее время наблюдается активный рост охранных автомобильных систем и различных систем слежения, основанных на применении глобальных навигационных систем.
а) |
б) |
Рис. 4.27. Спутник ГЛОНАСС-М (а) и GPS-приемник, встроенный в наручные часы (б)
202
4.10.8. Пейджинговая связь
Система персонального радиовызова (пейджинг) предназначена для передачи текстовых сообщений по радиоканалу индивидуальным пользователям абонентских устройств (рис. 4.28).
Рис. 4.29. Система пейджинговой радиосвязи
203
Характеристики и возможности пейджинговых систем в значительной мере зависят от применяемого протокола. За время использования пейджеров были разработано достаточно много протоколов – GOLEY, NEC, POCSAG, FLEX и т.д. Наиболее популярным протоколом является протокол пейджинговой связи POCSAG, разработанный Британским почтовым ведомством. Он предусматривает скорость передачи информации 512, 1200, 2400 бит/с. Сообщения передаются в асинхронном режиме: пакет сообщений может стартовать в любой момент времени и длина его не определена.
Существует несколько способов отправки сообщения владельцу абонентского устройства, называемого пейджером (рис. 4.29):
–через оператора пейджинговой компании при помощи телефонной сети общего пользования или оператора сотовой связи;
–через Internet-сервер пейджинговой компании при помощи выделенной линии Internet или модем;
–через электронную почту.
Рис. 4.28. Абонентское устройство пейджинговой связи
Системы пейджинговой связи были очень популярны в конце ХХ – начале ХХI вв. С распространением и удешевлением сотовых систем связи потеряли свою популярность и в настоящее время исключены из широкого применения.
204