RU2606958C1 - Method of locating vsat communication network station - Google Patents

Method of locating vsat communication network station Download PDF

Info

Publication number
RU2606958C1
RU2606958C1 RU2016102880A RU2016102880A RU2606958C1 RU 2606958 C1 RU2606958 C1 RU 2606958C1 RU 2016102880 A RU2016102880 A RU 2016102880A RU 2016102880 A RU2016102880 A RU 2016102880A RU 2606958 C1 RU2606958 C1 RU 2606958C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
communication network
vsat
station
network station
coordinates
Prior art date
Application number
RU2016102880A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Иванов
Алексей Владимирович Воронин
Сергей Андреевич Трофименков
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России)
Priority to RU2016102880A priority Critical patent/RU2606958C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2606958C1 publication Critical patent/RU2606958C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0215—Interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering, namely, to methods of locating radio-frequency sources, and can be used in designing systems for determining location of a VSAT communication networks station. Technical result is achieved due to that the method of determining location of a VSAT communication network station according to the invention is supplemented by that the time of interference is determined for a signal transmitted to the VSAT communication network station from a relay satellite. Then calculated are coordinates of the Sun in the geocentric coordinate system and coordinates of the relay satellite. Calculated are coordinates of the VSAT communication network station by solving a system of nonlinear equations of the second order. Determined are geographic coordinates of the VSAT communication network station.
EFFECT: technical result of the method of determining location of a VSAT communication network station is higher accuracy of determining location of the VSAT communication network station under the conditions of relaying radio signals through an artificial Earth satellite on a geostationary orbit and absence of EMD to this station on the side of a radio monitoring station.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам определения местоположения источников радиоизлучения, и может быть использовано при построении систем определения местоположения станции сетей связи VSAT.The invention relates to radio engineering, and in particular to methods for determining the location of sources of radio emission, and can be used to build systems for determining the location of a station of a VSAT communication network.

Известен способ определения местоположения источника радиоизлучения (RU 2292560, МПК G01S 5/02). Технический результатом является обеспечение однозначного определения местоположения источника при одновременном уменьшении времени определения местоположения. В способе определения местоположения источника радиоизлучения, включающем прием радиоизлучения в центральном и не менее чем в двух периферийных пунктах, измерение амплитуды принятых радиосигналов, передачу с периферийных пунктов на центральный пункт измеренных значений амплитуды, преобразование всех измеренных значений амплитуды в функцию пространственной неопределенности, по положению максимума которой определяют местоположение источника, причем прием радиоизлучения выполняют с помощью идентичных приемников и антенн, всенаправленных в горизонтальной плоскости с одинаковыми высотами поднятия над поверхностью земли, согласно изобретению в центральном пункте дополнительно принимают радиосигналы с помощь дополнительных антенн и приемников, по результатам приема в центральном пункте определяют линию положения источника радиоизлучения, а преобразование всех измеренных значений амплитуды в функцию пространственной неопределенности и определение положения ее максимума выполняют на линии положения источника радиоизлучения.A known method for determining the location of a source of radio emission (RU 2292560, IPC G01S 5/02). The technical result is to provide an unambiguous determination of the location of the source while reducing the time to determine the location. In the method for determining the location of a radio emission source, including receiving radio emission at a central and at least two peripheral points, measuring the amplitude of the received radio signals, transmitting the measured amplitude values from peripheral points to the central point, converting all the measured amplitude values to a spatial uncertainty function, according to the maximum position which determine the location of the source, and the reception of radio emission is performed using identical receivers and antennas, omnidirectional According to the invention, radio signals are additionally received at the central point with the help of additional antennas and receivers, according to the results of the reception at the central point, the line of position of the radio emission source is determined, and the conversion of all measured amplitude values into a function of spatial uncertainty and determining the position of its maximum is performed on the line of position of the source of radio emission.

Основным недостатком аналога является то, что для определения местоположения источника радиоизлучения требуется наличие трех пунктов контроля.The main disadvantage of the analogue is that to determine the location of the source of radio emission requires the presence of three control points.

Наиболее близким по своей сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является способ определения местоположения VSAT-станции в спутниковой сети (RU 2450284, МПК G01S 5/02), заключающийся в том, что измеряют множество значений дифференциальных наклонных дальностей до нескольких эфемерид одного или нескольких спутников с известными координатами одноканальным дальномерным и многоканальным дальномерно-разностным модемами и определяют общую искомую точку пересечения гиперболических поверхностей в пространстве, дополнительно контролируют служебную и техническую информацию, циркулирующую в спутниковой сети, определяют временные задержки, используемые с целью обеспечения работоспособности сети в условиях территориального разнесения телекоммуникационных устройств и учета нестабильности местоположения спутника на геоорбите, рассчитывают дальности до нескольких эфемерид одного спутника и определяют координаты перемещенной "пиратской" VSAT-станции как точку пересечения сферических поверхностей в пространстве, решая систему нелинейных уравнений методом поэтапного снижения разрядности систем уравнений и уменьшения числа переменных в уравнениях, приводя к виду решения с использованием метода простой итерации.The closest in essence to the claimed invention (prototype) is a method for determining the location of a VSAT station in a satellite network (RU 2450284, IPC G01S 5/02), which consists in measuring the set of values of differential slant ranges to several ephemeris of one or more satellites with known coordinates with a single-channel rangefinder and multi-channel rangefinder-difference modems and determine the common desired point of intersection of hyperbolic surfaces in space, additionally control the The routine and technical information circulating in the satellite network is determined by the time delays used to ensure the network’s operability in the conditions of territorial diversity of telecommunication devices and to account for the instability of the satellite’s location on the geoorbite, the distances to several ephemeris of one satellite are calculated, and the coordinates of the moved “pirated” VSAT- are determined stations as the intersection point of spherical surfaces in space, solving a system of nonlinear equations by the method of stepwise reduction based systems of equations and reduce the number of variables in the equations, leading to the type of decision by the method of simple iteration.

Основным недостатком прототипа является то, что точность определения местоположения VSAT-станции составляет ±3 км.The main disadvantage of the prototype is that the accuracy of determining the location of the VSAT station is ± 3 km.

Задачей изобретения является создание способа определения местоположения перемещенной «пиратской» станции сети связи VSAT одним пунктом контроля, обеспечивающего простоту реализации определения местоположения станции за счет комплексного анализа служебной, технической информации, циркулирующей в спутниковой сети, реализующей режим TDMA (MF-TDMA), а также учитывающего время интерференции сигнала, передаваемого на станцию сети связи VSAT от спутника-ретранслятора, и солнечного излучения, и позволяющего повысить точность определения местоположения станции в условиях ретрансляции радиосигналов через искусственный спутник Земли на геостационарной орбите и отсутствия ЭМД к данной станции со стороны пункта радиоконтроля.The objective of the invention is to provide a method for determining the location of a relocated "pirate" station of a VSAT communication network with one control point, which provides ease of implementation of determining the location of the station through a comprehensive analysis of service, technical information circulating in a satellite network that implements TDMA (MF-TDMA) mode, as well as taking into account the interference time of the signal transmitted to the station of the VSAT communication network from the repeater satellite and solar radiation, and allowing to increase the accuracy of determining the location zheniya station in a relay radio signals through an artificial Earth satellite in geostationary orbit and absence of EMD to the station from the radio control point.

Задача изобретения решается тем, что способ определения местоположения станции сети связи VSAT, включающий в себя то, что на станции радиомониторинга контролируют служебную информацию, циркулирующую в VSAT-сети, анализируют данные для станции сети связи VSAT, согласно изобретению дополнен тем, что определяют время интерференции сигнала, передаваемого на станцию сети связи VSAT от спутника-ретранслятора, и солнечного излучения, вычисляют прямое восхождение и склонение Солнца для заданного времени, рассчитывают координаты Солнца в геоцентрической системе координат, вычисляют координаты спутника-ретранслятора, используя модель движения спутника-ретранслятора по геостационарной орбите относительно земной поверхности, вычисляют с использованием полученных данных и модели поверхности Земли координаты станции сети связи VSAT путем решения системы нелинейных уравнений второго порядка, определяют географические координаты станции сети связи VSAT.The objective of the invention is solved in that a method for determining the location of a VSAT communication network station, including that service information circulating in the VSAT network is controlled at a radio monitoring station, analyzing data for a VSAT communication network station, according to the invention is supplemented by determining the interference time the signal transmitted to the station of the VSAT communication network from the repeater satellite and solar radiation, calculate the right ascension and declination of the Sun for a given time, calculate the coordinates of the Sun in geocentric coordinate system, the coordinates of the relay satellite are calculated using the model of the satellite-relay movement in a geostationary orbit relative to the earth’s surface, the coordinates of the VSAT communications network station are calculated using the obtained data and the Earth’s surface model by solving a system of nonlinear equations of the second order, the geographical coordinates of the network station are determined VSAT communications.

Перечисленная новая совокупность существенных признаков позволяет повысить точность определения местоположения станции сети связи VSAT в условиях ретрансляции радиосигналов через искусственный спутник Земли на геостационарной орбите и отсутствия ЭМД к данной станции со стороны пункта радиоконтроля за счет анализа данных для станции сети связи VSAT о времени интерференции сигнала, передаваемого на станцию сети связи VSAT от спутника-ретранслятора, и солнечного излучения, а также данных о спутнике-ретрансляторе, через который работает станция сети связи VSAT.The new set of essential features listed above makes it possible to increase the accuracy of determining the location of a VSAT communication network station in conditions of radio signals relaying through an artificial Earth satellite in a geostationary orbit and the absence of EMD to this station from the radio monitoring point by analyzing the data for the VSAT communication network station about the interference time of the signal transmitted to the station of the VSAT communication network from the satellite-relay, and solar radiation, as well as data about the satellite-relay, through which one hundred tion VSAT network.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие изобретения условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a combination of features that are identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates compliance of the invention with the condition of patentability “novelty”.

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на решение указанной задачи. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed object from the prototype showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the impact provided for by the essential features of the claimed invention transformations on the solution of this problem. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ с достижением указанного в изобретении назначения.The "industrial applicability" of the method is due to the presence of an element base, on the basis of which devices can be made that implement this method with the achievement of the destination specified in the invention.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed method is illustrated by drawings, which show:

фиг. 1 - блок-схема алгоритма, реализующий способ определения местоположения станции сети связи VSAT.FIG. 1 is a flowchart that implements a method for determining the location of a VSAT communications network station.

На фиг. 1 представлена последовательность операций способа определения местоположения станции сети связи VSAT.In FIG. 1 is a flowchart of a method for determining the location of a VSAT communications network station.

Исходные параметры для алгоритма определения местоположения станции сети связи VSAT, которые следуют из анализа данных для станции сети связи VSAT о времени интерференции сигнала, передаваемого на станцию сети связи VSAT от спутника-ретранслятора, и солнечного излучения, а так же из анализа данных о спутнике-ретрансляторе, через который работает станция сети связи VSAT:The initial parameters for the VSAT communication station station location algorithm, which follow from the analysis of data for the VSAT communication network station about the interference time of the signal transmitted to the VSAT communication network station from the relay satellite and solar radiation, as well as from the analysis of satellite data repeater through which the VSAT communication network station operates:

- период наибольшего влияния излучений Солнца на работу станции сети связи VSAT-Δt=t2-t1, где t1 - начальное время наблюдения явления солнечной интерференции для данной станции, a t2 - конечное время наблюдения;- the period of the greatest influence of solar radiation on the operation of the VSAT-Δt = t 2 -t 1 communication network station, where t 1 is the initial time of observation of the solar interference phenomenon for this station, at 2 is the final time of observation;

- долгота подспутниковой точки - λсп.- longitude of the sub-satellite point - λ sp .

Условия и ограничения:Terms and conditions:

- вычисления производятся в инерциальной геоцентрической системе координат (центром системы координат является центр Земли, любой объект позиционируется тремя координатами x, y, z),- calculations are performed in an inertial geocentric coordinate system (the center of the coordinate system is the center of the Earth, any object is positioned by three coordinates x, y, z),

- спутник находится на геостационарной орбите.- the satellite is in geostationary orbit.

На первом этапе работы алгоритма, описывающего данный способ, осуществляется ввод исходных данных - времени начала проявления интерференции сигнала, передаваемого на станцию сети связи VSAT от спутника-ретранслятора, и солнечного излучения t1, времени завершения этого явления t2 и долготы подспутниковой точки λсп.At the first stage of the operation of the algorithm that describes this method, input of initial data is carried out - the time of the beginning of the manifestation of interference of the signal transmitted to the VSAT communication network station from the relay satellite and the solar radiation t 1 , the completion time of this phenomenon t 2 and the longitude of the sub-satellite point λ sp .

После ввода исходных данных на втором этапе алгоритма находится среднее значение времени в периоде наибольшего влияния излучений Солнца на работу станции сети связи tcp.After inputting the initial data, at the second stage of the algorithm, the average time value is found in the period of the greatest influence of solar radiation on the operation of the communication network station t cp .

Figure 00000001
Figure 00000001

На третьем этапе происходит вычисление номера юлианского дня (JDN) по дате григорианского календаря. Вначале вычисляются промежуточные коэффициенты [7]:At the third stage, the Julian Day Number (JDN) is calculated by the date of the Gregorian calendar. First, intermediate coefficients are calculated [7]:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где a, y, mc - коэффициенты;where a , y, mc are the coefficients;

month - месяц;month - month;

year - год.year - year.

После этого рассчитывается номер юлианского дня JDN:After that, the Julian day number JDN is calculated:

Figure 00000005
Figure 00000005

где day - число в данном месяце расчета.where day is the number in this month of calculation.

Все деления целочисленные, то есть остатки деления отбрасываются. Для перехода к "полной" Юлианской дате, содержащей дробную часть, используется формула:All divisions are integer, that is, the remainder of the division is discarded. To go to the "full" Julian date, containing the fractional part, the formula is used:

Figure 00000006
Figure 00000006

где h - час наблюдения явления интерференции сигнала спутника-ретранслятора и солнечного излучения,where h is the hour of observation of the phenomenon of interference of the signal of the satellite-relay and solar radiation,

m - минута наблюдения явления интерференции сигнала спутника-ретранслятора и солнечного излучения,m is the minute of observation of the phenomenon of interference of the signal of the satellite-relay and solar radiation,

s - секунда наблюдения явления интерференции сигнала спутника-ретранслятора и солнечного излучения,s is the second of observation of the phenomenon of interference of the signal of the satellite-relay and solar radiation,

JD - Юлианская дата для времени tcp.JD - Julian date for time t cp .

При делении в этой формуле дробная часть не отбрасывается. Сутки не должны содержать високосной секунды (23:59:60).When dividing in this formula, the fractional part is not discarded. A day should not contain a leap second (23:59:60).

Далее рассчитывается Юлианская дату начала года JD0, подставляя в переменные day и month значения, равные 1 в формулах 2, 3, 4.Next, the Julian start date of the year JD0 is calculated, substituting values equal to 1 in the formulas 2, 3, 4 in the day and month variables.

Получаются выражения:The resulting expressions are:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Все деления целочисленные, то есть остатки деления отбрасываются.All divisions are integer, that is, the remainder of the division is discarded.

На четвертом этапе алгоритма идет расчет прямого восхождения Солнца и его склонения.At the fourth stage of the algorithm, the direct ascension of the Sun and its declination are calculated.

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

где Tu - эпоха в Юлианских столетиях,where T u is the era in the Julian centuries,

JD - Юлианская дата для времени tcp,JD - Julian date for time t cp ,

αсс - прямое восхождение для среднего Солнца.α ss - right ascension for the middle Sun.

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

где η - уравнение времени,where η is the equation of time,

α - прямое восхождение истинного Солнца,α - right ascension of the true Sun,

δ - склонение Солнца,δ is the declination of the Sun,

ε=23,43929110 - угол наклонения плоскости эклиптики к плоскости земного экватора.ε = 23.4392911 0 is the angle of inclination of the ecliptic plane to the plane of the earth's equator.

На пятом этапе алгоритма вычисляется расстояние Земля - Солнце Rc:At the fifth stage of the algorithm, the Earth-Sun distance R c is calculated:

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

где υ - истинная аномалия,where υ is the true anomaly,

αс=149597870 км - большая полуось орбиты Земли,α c = 149597870 km is the semimajor axis of the Earth’s orbit,

ес=0,0167 - эксцентриситет орбиты Земли.е с = 0,0167 - eccentricity of the Earth’s orbit.

На шестом этапе алгоритма вычисляются координаты Солнца xс, yс, zc [8].At the sixth stage of the algorithm, the coordinates of the Sun x s , y s , z c are calculated [8].

Figure 00000018
Figure 00000018

где Rc - расстояние Земля - Солнце,where R c - the distance of the Earth - the Sun,

α - прямое восхождение Солнца,α is the direct ascent of the sun,

δ - склонение Солнца.δ is the declination of the sun.

На седьмом и восьмом этапах определяются координаты спутника для геостационарной орбиты.At the seventh and eighth stages, the satellite coordinates for the geostationary orbit are determined.

Figure 00000019
Figure 00000019

где r - радиус геостационарной орбиты относительно центра Земли О с координатами (0,0,0), r=42164 км.where r is the radius of the geostationary orbit relative to the center of the Earth O with coordinates (0,0,0), r = 42164 km.

Определение координат станции сети связи VSAT, который находится на одной прямой с линией Солнце-спутник, происходит на девятом этапе, используя уравнение прямой в пространстве и уравнение сферы (Землю принимаем за сферу с радиусом R).The coordinates of the VSAT communications network station, which is located on one straight line with the Sun-satellite line, are determined at the ninth stage using the equation of the straight line in space and the equation of the sphere (we take the Earth as a sphere with radius R).

Получаем систему уравнений:We get the system of equations:

Figure 00000020
Figure 00000020

где xсп, yсп, zсп - координаты спутника;where x sp , y sp , z sp - satellite coordinates;

xс, yс, zc - координаты Солнца;x s , y s , z c - coordinates of the Sun;

R - радиус Земли.R is the radius of the Earth.

Решение системы нелинейных уравнений реализуют методом поэтапного снижения разрядности систем уравнений с уменьшением числа переменных в уравнениях, приводя систему к виду, который решается с использованием метода простой итерации.The solution of the system of nonlinear equations is implemented by the method of stage-by-stage reduction in the capacity of the systems of equations with a decrease in the number of variables in the equations, leading the system to a form that is solved using the simple iteration method.

При решении данной системы уравнений находятся x, y, z - координаты станции сети связи VSAT.When solving this system of equations, x, y, z are found - the coordinates of the VSAT communication network station.

На десятом этапе алгоритма с использованием координат станции сети связи VSAT находятся широта и долгота станции, решая систему уравнений:At the tenth stage of the algorithm, using the station coordinates of the VSAT communication network, the latitude and longitude of the station are found, solving the system of equations:

Figure 00000021
Figure 00000021

где ϕ - широта земной станции,where ϕ is the latitude of the earth station,

λ - долгота земной станции,λ is the longitude of the earth station,

R - радиус Земли.R is the radius of the Earth.

На одиннадцатом этапе производится корректировка координат станции сети связи VSAT. Это требуется по причине того, что поверхность Земли представляет собой не идеальный шар, требуется произвести корректировку координат, используя данные о приближенной широте ϕ. Наиболее приближенным к модели поверхности земли является эллипсоид Красовского.At the eleventh stage, the coordinates of the VSAT communications network station are adjusted. This is required due to the fact that the Earth’s surface is not an ideal ball; coordinates must be adjusted using data on the approximate latitude ϕ. The closest to the model of the earth's surface is the Krasovsky ellipsoid.

Полярный радиус Земли по эллипсоиду Красовского равен: Rp=6356853 м.The polar radius of the Earth by the Krasovsky ellipsoid is equal to: R p = 6356853 m.

Экваториальный радиус Земли по эллипсоиду Красовского: Re=6378245 м.The equatorial radius of the Earth according to the Krasovsky ellipsoid: R e = 6378245 m.

Радиус Земли в точке с широтой ϕ находится по формулеThe radius of the Earth at a point with latitude ϕ is found by the formula

Figure 00000022
Figure 00000022

где R0 - радиус Земли в точке с широтой ϕ,where R 0 is the radius of the Earth at a point with latitude ϕ,

Rp - полярный радиус Земли по эллипсоиду Красовского,R p is the polar radius of the Earth along the Krasovsky ellipsoid,

Re - экваториальный радиус Земли по эллипсоиду Красовского,R e is the equatorial radius of the Earth along the Krasovsky ellipsoid,

ϕ - широта станции сети связи VSAT.ϕ - latitude of the VSAT communication network station.

Figure 00000023
Figure 00000023

где xсп, yсп, zсп - координаты спутника;where x sp , y sp , z sp - satellite coordinates;

xс, yс, zc - координаты Солнца;x s , y s , z c - coordinates of the Sun;

R0 - радиус Земли на широте ϕ.R 0 is the radius of the Earth at latitude ϕ.

Решение системы нелинейных уравнений реализуют методом поэтапного снижения разрядности систем уравнений с уменьшением числа переменных в уравнениях, приводя систему к виду, который решается с использованием метода простой итерации.The solution of the system of nonlinear equations is implemented by the method of stage-by-stage reduction in the capacity of the systems of equations with a decrease in the number of variables in the equations, leading the system to a form that is solved using the simple iteration method.

При решении данной системы уравнений находятся x, y, z - скорректированные координаты станции сети связи VSAT.When solving this system of equations, x, y, z are found - the adjusted coordinates of the VSAT communication network station.

На двенадцатом этапе, решая систему уравнений, с использованием полученных скорректированных координат станции сети связи VSAT находятся широта и долгота станции:At the twelfth stage, solving the system of equations, using the obtained adjusted coordinates of the VSAT communications network station, the latitude and longitude of the station are found:

Figure 00000024
Figure 00000024

где ϕ - широта земной станции,where ϕ is the latitude of the earth station,

λ - долгота земной станции,λ is the longitude of the earth station,

R - радиус Земли.R is the radius of the Earth.

На тринадцатом этапе предлагается выбрать новые исходные данные для нового расчета, либо продолжить работу.At the thirteenth stage, it is proposed to select new initial data for a new calculation, or to continue work.

На четырнадцатом этапе алгоритма происходит вывод полученных результатов.At the fourteenth stage of the algorithm, the results are output.

Результаты апробированы в ходе экспериментов, способ позволяет определить координаты станции сети связи VSAT с точностью до 2 км, которая обуславливается погрешностью определения временного пика явления интерференции сигнала, передаваемого на станцию сети связи VSAT от спутника-ретранслятора, и солнечного излучения.The results were tested during the experiments, the method allows to determine the coordinates of the VSAT communication network station with an accuracy of 2 km, which is caused by the error in determining the time peak of the interference phenomenon of the signal transmitted to the VSAT communication network station from the relay satellite and solar radiation.

Таким образом, разработанный способ определения местоположения станции сети связи VSAT, позволяет повысить точность определения местоположения станции сети связи VSAT в условиях ретрансляции радиосигналов через искусственный спутник Земли на геостационарной орбите и отсутствия ЭМД к данной станции со стороны пункта радиоконтроля.Thus, the developed method for determining the location of a VSAT communication network station allows one to increase the accuracy of determining the location of a VSAT communication network station under conditions of relaying radio signals through an artificial Earth satellite in geostationary orbit and the absence of EMD to this station from the radio monitoring point.

Claims (1)

Способ определения местоположения станции сети связи VSAT, включающий в себя то, что на станции радиомониторинга контролируют служебную информацию, циркулирующую в VSAT-сети, анализируют данные для станции сети связи VSAT, отличающийся тем, что определяют время интерференции сигнала, передаваемого на станцию сети связи VSAT от спутника-ретранслятора, и солнечного излучения, вычисляют прямое восхождение и склонение Солнца для заданного времени, рассчитывают координаты Солнца в геоцентрической системе координат, вычисляют координаты спутника-ретранслятора, используя модель движения спутника-ретранслятора по геостационарной орбите относительно земной поверхности, вычисляют с использованием полученных данных и модели поверхности Земли координаты станции сети связи VSAT путем решения системы нелинейных уравнений второго порядка, определяют географические координаты станции сети связи VSAT.A method for determining the location of a VSAT communication network station, including controlling service information circulating in the VSAT network at a radio monitoring station, analyzing data for a VSAT communication network station, characterized in that the interference time of a signal transmitted to the VSAT communication network station is determined from the repeater satellite and solar radiation, calculate the right ascension and declination of the Sun for a given time, calculate the coordinates of the Sun in a geocentric coordinate system, calculate the coordinates of the satellite-p of the transponder, using the model of the satellite-repeater’s motion in a geostationary orbit relative to the earth’s surface, the coordinates of the VSAT communications network station are calculated using the obtained data and the Earth’s surface model by solving a system of second-order nonlinear equations, and the geographical coordinates of the VSAT communications network station are determined.
RU2016102880A 2016-01-28 2016-01-28 Method of locating vsat communication network station RU2606958C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102880A RU2606958C1 (en) 2016-01-28 2016-01-28 Method of locating vsat communication network station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102880A RU2606958C1 (en) 2016-01-28 2016-01-28 Method of locating vsat communication network station

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2606958C1 true RU2606958C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016102880A RU2606958C1 (en) 2016-01-28 2016-01-28 Method of locating vsat communication network station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606958C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11681052B2 (en) 2020-01-07 2023-06-20 All. Space Networks Limited Non-cooperative position, navigation, and timing extraction from VSAT communications signals using multi-beam phased array antenna

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5511079A (en) * 1993-05-26 1996-04-23 Hughes Aircraft Company Apparatus and method for controlling forward error correction encoding in a very small aperture terminal
US5659487A (en) * 1994-09-27 1997-08-19 Hyundai Electronics Industries, Co. Method for recovering from sun transit in communication of very small aperture terminal
WO2000027142A1 (en) * 1998-11-03 2000-05-11 Gilat Satellite Networks Ltd. Vsat satellite telecommunications system
WO2001043312A1 (en) * 1999-12-07 2001-06-14 Nec Corporation Vsat station and vsat communication system
RU108253U1 (en) * 2011-04-25 2011-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "РК-телеком" MOBILE COMMUNICATION NODE OF THE REGIONAL CENTER FOR EMERGENCY SITUATIONS "VERESK" (ICC emergency)
RU2450284C2 (en) * 2010-05-26 2012-05-10 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Method of determining location of vsat station in satellite network
RU2465729C2 (en) * 2010-12-07 2012-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" International global monitoring aerospace system (igmas)

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5511079A (en) * 1993-05-26 1996-04-23 Hughes Aircraft Company Apparatus and method for controlling forward error correction encoding in a very small aperture terminal
US5659487A (en) * 1994-09-27 1997-08-19 Hyundai Electronics Industries, Co. Method for recovering from sun transit in communication of very small aperture terminal
WO2000027142A1 (en) * 1998-11-03 2000-05-11 Gilat Satellite Networks Ltd. Vsat satellite telecommunications system
WO2001043312A1 (en) * 1999-12-07 2001-06-14 Nec Corporation Vsat station and vsat communication system
RU2450284C2 (en) * 2010-05-26 2012-05-10 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Method of determining location of vsat station in satellite network
RU2465729C2 (en) * 2010-12-07 2012-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" International global monitoring aerospace system (igmas)
RU108253U1 (en) * 2011-04-25 2011-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "РК-телеком" MOBILE COMMUNICATION NODE OF THE REGIONAL CENTER FOR EMERGENCY SITUATIONS "VERESK" (ICC emergency)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11681052B2 (en) 2020-01-07 2023-06-20 All. Space Networks Limited Non-cooperative position, navigation, and timing extraction from VSAT communications signals using multi-beam phased array antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Iannucci et al. Economical fused leo gnss
Haines et al. Realizing a terrestrial reference frame using the Global Positioning System
Enderle et al. Space user visibility benefits of the multi-GNSS Space Service Volume: An internationally-coordinated, global and mission-specific analysis
Kassas et al. Ad astra: Simultaneous tracking and navigation with megaconstellation LEO satellites
Parker et al. Development of an interoperable GNSS space service volume
Bhamidipati et al. Design considerations of a lunar navigation satellite system with time-transfer from Earth-GPS
Cheung et al. Feasibility of “weak GPS” real-time positioning and timing at lunar distance
Sah et al. Constellation design of remote sensing small satellite for infrastructure monitoring in india
Manghi et al. Performance characterization of ESA's tropospheric delay calibration system for advanced radio science experiments
RU2606958C1 (en) Method of locating vsat communication network station
Mendillo et al. Ionospheric effects upon a satellite navigation system at Mars
Sweeney et al. Enabling Mars radio occultation by smallsats
Bhamidipati et al. A lunar navigation and communication satellite system with Earth-GPS time transfer: Design and performance considerations
Geeraert Multi-satellite orbit determination using interferometric observables with RF localization applications
Capuano et al. Keynote: An Adaptive GNSS-based Reduced Dynamic Approach for Real Time Autonomous Navigation from the Earth to the Moon
Toonen et al. Optimizing lunar map partitioning for multipath fade loss analyses
Martin-Mur et al. Using optical communications links for deep-space navigation
Martin-Mur et al. Deep-space navigation using optical communications systems
Manghi et al. Tropospheric Delay Calibration System (TDCS): design and performances of a new generation of microwave radiomters for ESA deep space ground stations
McCandless et al. Navigation using deep-space optical communication systems
Karimi et al. A Performance Based Comparison of Deep-space Navigation using Optical Communication and Conventional Navigation Techniques: Small Body Missions
Jennez et al. Low Cost Satellite Constellation Design Using Walker's Method for a Specified Launch Station
Molli et al. Navigation Performance of Low Lunar Orbit Satellites Using a Lunar Radio Navigation Satellite System
Noer et al. Design of optimal satellite constellation for indonesian regional navigation system based on GEO and GSO satellites
Parker et al. The multi-GNSS space service volume

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180129