Компания York Space Systems из США создает многоорбитальную спутниковую систему связи и позиционирования

Репортаж от Wedoany，Недавно американский генеральный подрядчик в сфере обороны и коммерческого космоса York Space Systems завершил интеграцию спутниковых коммуникационных возможностей, подключив программно-определяемый терминал Hydra американского предприятия спутниковой связи ALL.SPACE к своей спутниковой инфраструктуре, системам управления полетом и командования. Новая система, предназначенная для космических, наземных, воздушных и морских мобильных платформ, может одновременно подключаться к нескольким спутниковым сетям и при помехах, затенении или отказе одного канала переключаться на другие доступные пути, продолжая предоставлять данные связи и позиционирования.

Интегрированная технологическая система представляет собой не просто установку спутникового терминала на космическую платформу York Space Systems, а соединение пользовательского, спутникового и миссионного сегментов управления в непрерывно работающую цепочку. York Space Systems предоставляет спутниковые платформы, орбитальную инфраструктуру, программное обеспечение для управления полетом и возможности командования, в то время как терминалы Hydra развертываются на транспортных средствах, кораблях, летательных аппаратах, наземных станциях и других мобильных носителях, отвечая за поиск, установление и поддержание спутниковых каналов. После того как данные миссии поступают от пользовательского терминала в спутниковую сеть, система управления полетом York распределяет ресурсы, управляет каналами и выполняет команды, обеспечивая синхронизацию узлов, разбросанных по разным регионам и платформам.

Серия Hydra использует программно-определяемую архитектуру, позволяя одновременно устанавливать несколько каналов в одном терминале и подключаться к спутниковым сетям на низкой околоземной орбите, средней околоземной орбите, геостационарной орбите и высокоэллиптической орбите. Традиционные спутниковые терминалы обычно проектируются для конкретной орбиты, диапазона частот или оператора, и при смене сети может потребоваться замена антенны, радиочастотного оборудования или перенастройка системы связи. Терминал Hydra объединяет несколько антенных лучей, радиочастотных каналов и функций управления сетью на одной платформе, выбирая путь связи на основе видимости спутников, качества канала, требований к пропускной способности и состояния помех.

Поддержание нескольких спутниковых каналов онлайн в одном терминале является основным способом повышения помехоустойчивости системы. При выполнении задач мобильной платформы здания, рельеф, конструкции корпуса и ориентация полета могут затенять спутниковый сигнал, а электронные помехи могут сделать невозможным использование определенного диапазона частот или спутниковой сети. Терминал Hydra может одновременно подключаться к сетям разных орбит, диапазонов частот и операторов, не дожидаясь полного прерывания основного канала для повторного поиска спутника. Когда производительность одного канала снижается, трафик может быть перенаправлен на другие уже установленные соединения, сокращая время простоя, вызванное повторным захватом спутника и восстановлением связи.

Этот процесс требует от терминала непрерывного расчета положения каждого спутника, направления луча, качества сигнала и состояния сети. Спутники на низкой орбите быстро движутся относительно наземного терминала, и доступные спутники постоянно меняются; спутники на геостационарной орбите относительно стабильны по положению, но расстояние распространения больше. Многоорбитальный терминал должен одновременно обрабатывать различные задержки распространения, частоты, доплеровские сдвиги и периоды переключения, а также поддерживать направление антенного луча при движении транспортного средства, качке корабля или изменении ориентации летательного аппарата. ALL.SPACE использует электронное управление для управления лучами и каналами, позволяя терминалу продолжать отслеживать спутники во время движения носителя, не полагаясь на механическое наведение одной фиксированной параболической антенны.

Система связи также будет подключена к системе управления полетом и командования York Space Systems. Эта система может управлять спутниками, терминалами и беспилотными платформами, распределенными в разных регионах, а также отправлять задачи конкретным узлам, регулировать коммуникационные ресурсы и обобщать состояние работы. Беспилотные летательные аппараты, беспилотные автомобили или беспилотные катера, образующие группу, должны постоянно обмениваться своим местоположением, данными датчиков, командами миссии и состоянием взаимодействия; простое увеличение дальности беспроводной связи одной платформы не обеспечивает крупномасштабное взаимодействие. Интегрированная система объединяет спутниковые каналы, позиционирование платформ и выполнение миссий в единый уровень управления, позволяя командному пункту отслеживать положение и состояние подключения нескольких беспилотных систем и отправлять управляющие команды узлам, которые все еще имеют доступные каналы.

Возможности позиционирования также являются важной частью создания этой системы. В районах, где сигналы спутниковой навигации подавлены или не могут быть стабильно приняты, мобильные платформы могут не полагаться только на глобальную систему позиционирования для определения своего местоположения. York Space Systems планирует использовать спутниковую инфраструктуру, состояние подключения терминалов и систему управления полетом для обеспечения вспомогательных возможностей позиционирования, позволяя платформам получать привязку к местоположению, когда сигналы навигационных спутников ограничены. Имеющиеся данные пока не раскрывают конкретный алгоритм позиционирования, точность, частоту обновления и используемые методы измерения дальности, а также не указывают, будет ли система объединять межспутниковые каналы, время прибытия сигнала связи или данные наземной инерциальной навигации. Поэтому в настоящее время можно лишь подтвердить, что ее создание охватывает как надежную связь, так и позиционирование, но нельзя приравнивать ее к уже публично проверенной новой спутниковой навигационной системе.

В воздушных приложениях терминал Hydra может поддерживать многосетевые соединения при изменении ориентации летательного аппарата; морские платформы могут одновременно вызывать разные спутниковые сети в районах, удаленных от береговой инфраструктуры связи; при пересечении наземными транспортными средствами сложной местности система может перераспределять каналы в зависимости от затенения и изменения сигнала. Терминалы, развернутые на космических платформах, могут использоваться для подключения к разным спутниковым сетям или поддержки передачи данных орбитальных миссий. Четыре типа приложений используют общую технологию многоканальности, многоорбитальности и многодиапазонности, но размеры терминалов, энергопотребление, монтажные конструкции и поле зрения антенны должны быть настроены в зависимости от носителя.

После завершения этой интеграции ALL.SPACE продолжает работу как дочерняя компания York Space Systems, сохраняя существующие терминальные продукты, техническую команду и клиентские проекты. На следующем этапе стороны объединят терминалы Hydra со спутниковыми платформами York, программным обеспечением для управления полетом и возможностями командования, формируя полную систему от доступа пользователя, передачи по спутниковым каналам до управления миссией. Публичная информация пока не раскрывает количество поставок первой партии интегрированных систем, места развертывания, список спутниковых сетей и официальное время начала эксплуатации.