ITU-R SA 363-5 FRENCH-1994 Space operation systems Frequencies bandwidths and protection criteria《空间运行系统》.pdf

1、 Rec. UIT-R SA.363-5 1 RECOMMANDATION UIT-R SA.363-5*,*Systmes dexploitation spatiale Frquences, largeurs de bande et critres de protection (1963-1974-1982-1986-1990-1994) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les frquences techniquement adaptes aux fonctions de tlmesure de ma

2、intenance, de poursuite et de tlcommande des systmes exprimentaux ou oprationnels de radionavigation, de mtorologie, de tlcommunication, dexploration de la Terre et de radiodiffusion par satellite quils soient exprimentaux ou dexploitation, sont comprises dans la gamme 100 MHz-30 GHz (voir lAnnexe 1

3、); b) que les bandes de frquences prfres pour les fonctions de tlmesure de maintenance, de poursuite de prcision et de tlcommande sont comprises entre 1 et 8 GHz; c) que, titre exceptionnel, les bandes de frquences suprieures 10 GHz environ sont techniquement adaptes aux fonctions de tlmesure de mai

4、ntenance, de poursuite et de tl-commande pendant la phase de rentre des satellites dans latmosphre terrestre (voir lAnnexe 2); d) que lintgration des liaisons de tlmesure de maintenance, de poursuite et de tlcommande dans les systmes de transmission de donnes et de tlcommunication peut prsenter des

5、avantages, notamment pour lutilisation rationnelle du spectre, en particulier lorsque les satellites gostationnaires sont en phase oprationnelle poste; e) que lexprience oprationnelle a montr la validit de cette approche; f) que, pour des raisons de la scurit du satellite, il faut disposer dune ante

6、nne dmission large couverture afin de maintenir les liaisons au cours de certaines phases du lancement et du transfert en orbite ou en cas de perte momentane dorientation et quil est difficile dassurer une large couverture des frquences suprieures 8 GHz; g) que, dans le cas des satellites de radiodi

7、ffusion, lAppendice 30 du Rglement des radiocommunications (RR) prvoit lutilisation de la bande 11,7-12,5 GHz dans la Rgion 1 et de la bande 11,7-12,2 GHz dans la Rgion 3 en assignant aux administrations dans ces Rgions des canaux rservs la radiodiffusion par satellite, mais aucune assignation spcif

8、ique na t faite pour la tlmesure de maintenance, la poursuite et la tlcommande (bien que lAnnexe 5 de lAppendice 30 du RR dtermine des bandes de garde aux extrmits des deux bandes) et quil peut, en consquence, tre difficile dutiliser galement ces bandes pour la tlmesure de maintenance, la poursuite

9、ou la tlcommande. Dans le cas de la Rgion 2, lAppendice 30 du RR prvoit que des systmes dexploitation spatiale pourraient fonctionner dans des bandes de garde de 12 MHz dtermines chaque extrmit de la bande 12,2-12,7 GHz et lAppendice 30A du RR prvoit de mme pour la bande 17,3-17,8 GHz; *Cette Recomm

10、andation doit tre porte lattention des Commissions dtudes 4, 3, 8, 9, 10 et 11 des radicommunications. *La Commission dtudes 7 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cette Recommandation en 2003 conformment la Rsolution UIT-R 44. 2 Rec. UIT-R SA.363-5 h) que, dans la plupa

11、rt des cas, les largeurs de bande ncessaires lexploitation spatiale sont dtermines par la transmission de signaux de tlmtrie et quelles sont, en gnral, comprises entre 200 kHz et 1 MHz dans le cas de techniques de modulation classiques; j) que la p.i.r.e. des metteurs des stations spatiales est limi

12、te et que, par consquent, les stations terriennes de rception doivent fonctionner au maximum de sensibilit; k) que la p.i.r.e. des metteurs des stations terriennes peut tre augmente, dans les limites fixes par le RR, pour avoir un rapport de protection suffisant lentre des rcepteurs des stations spa

13、tiales, recommande 1 que les bandes de frquences infrieures 1 GHz soient techniquement adaptes certaines fonctions de tlmesure de maintenance, de poursuite et de tlcommande des satellites exprimentaux et oprationnels en orbite basse (par exemple, au-dessous de 2 000 km daltitude); 2 que lon utilise,

14、 pour les fonctions de tlmesure de maintenance, de poursuite de prcision et de tlcommande, les bandes de frquences comprises entre 1 et 8 GHz; 3 que lon utilise titre exceptionnel, les bandes de frquences suprieures 10 GHz environ pour les fonctions de tlmesure de maintenance, de poursuite et de tlc

15、ommande pendant la phase de rentre des satellites dans latmosphre terrestre (voir lAnnexe 2); 4 que, pour les systmes satellites destins la mtorologie, la radionavigation, aux tlcommunications, lexploration de la Terre et la radiodiffusion, compte tenu des impratifs de fiabilit, defficacit dutilisat

16、ion du spectre des frquences et de scurit de lengin spatial dans toutes les phases dexploitation, lon utilise de prfrence, pour les fonctions de tlmesure de maintenance, de poursuite et de tlcommande, chaque fois que cela est possible, des frquences situes dans les bandes rserves la mission qui serv

17、ent la transmission de donnes ou aux tlcommunications. Dans le cas contraire, il convient dutiliser des frquences dans les bandes attribues au service dexploitation spatiale; 5 que lon prenne en considration les besoins particuliers lis aux fonctions de tlmesure de maintenance, de poursuite et de tl

18、commande lors de la planification des frquences pour le service de radiodiffusion par satellite et des liaisons de connexion associes, notamment en ce qui concerne les assignations qui partagent une seule position orbitale; 6 que lon retienne les critres de protection suivants pour les rcepteurs de

19、stations terriennes: aux frquences suprieures 1 GHz, la puissance totale de brouillage dans toute bande de 1 kHz ne doit pas dpasser 184 dBW lentre du rcepteur pendant plus de 1% du temps chaque jour; aux frquences infrieures 1 GHz, cette valeur est augmente de 20 dB chaque fois que la frquence est

20、divise par 10; 7 que lon retienne les critres de protection suivants pour les rcepteurs dengins spatiaux: le rapport de la puissance utile la puissance brouilleuse totale dans toute bande de 1 kHz ne doit pas descendre au-dessous de 20 dB pendant plus de 1% du temps chaque jour; 8 que, ces critres n

21、e suffisant pas garantir la scurit des engins spatiaux dans certaines phases critiques de courte dure comme les lancements, les administrations concernes effectuent une coordination pour garantir la scurit des engins spatiaux dans les phases critiques de courte dure. Rec. UIT-R SA.363-5 3 Annexe 1 S

22、ystmes dexploitation spatiale Frquences, largeurs de bande et critres de protection 1 Introduction Le numro 1.23 du RR a dfini le service dexploitation spatiale comme suit: Service de radiocommunication destin exclusivement lexploitation des engins spatiaux, en particulier la poursuite spatiale, la

23、tlmesure spatiale et la tlcommande spatiale. Ces fonctions seront normalement assures au sein du service dans lequel fonctionne la station spatiale. Pour comprendre la signification de la deuxime phrase de la dfinition, il faut rappeler qu lorigine, lide tait dexcuter les fonctions dexploitation spa

24、tiale uniquement dans les bandes attribues aux missions. Mais lexprience a montr que lexploitation spatiale peut tre facilite dans certains cas si on lui attribue des bandes spcifiques. Ceci permet notamment dutiliser un nombre rduit de stations pour assurer lexploitation spatiale de satellites dont

25、 les missions relvent de services diffrents: recherche spatiale, mtorologie par satellite, exploration de la Terre par satellite, services fixe et mobile par satellite, service de radiodiffusion par satellite, etc. En outre, les bandes de frquences techniquement adaptes lexploitation spatiale ne con

26、cident pas toujours avec celles adaptes aux missions. Enfin, les critres de protection spcifis pour les rcepteurs des systmes dexploitation spatiale et des rcepteurs des systmes de tlcommunications associs la mission peuvent tre diffrents. La prsente Annexe tudie successivement les fonctions remplir

27、, les bandes de frquences prfrables, les largeurs de bande, les critres de protection et divers aspects oprationnels des systmes dexploitation spatiale. Tous les aspects sont traits de manire que les conclusions soient applicables aussi bien dans le cas o les fonctions dexploitation spatiale sont re

28、mplies dans une bande de frquences attribue la mission du satellite, que dans le cas o ces fonctions sont remplies dans une bande de frquences attribue au service dexploitation spatiale. Les liaisons des systmes dexploitation spatiale peuvent tre tablies, soit directement entre les engins spatiaux e

29、t les stations terriennes, soit par lintermdiaire de satellites relais de donnes. On ne considre ici que les liaisons directes. Pour les liaisons par satellites relais de donnes, voir les Recommandations UIT-R SA.1018 et SA.1414. 2 Fonctions dexploitation spatiale Les principales fonctions dexploita

30、tion spatiale sont: la tlmesure de maintenance, la tlcommande, la poursuite, la dtection radiofrquence associe la commande dorientation. 4 Rec. UIT-R SA.363-5 2.1 Tlmesure de maintenance Pour assurer la maintenance dun engin spatial, il est ncessaire de transmettre vers le sol un grand nombre de don

31、nes de mesure pour la plupart faible dbit, telles que: mesures de temprature, soit des fins de surveillance ou de rgulation, soit pour permettre de corriger lindication dinstruments de bord en fonction de leur temprature; mesures de champ magntique, pour donner des indications relatives lorientation

32、 instantane de lengin spatial ou sa vitesse de rotation; indications sur les lments mobiles: indicateurs de sparation, butes de scurit pour les lments dploiement; mesures inertielles (gyromtres, acclromtres), dont la connaissance est utile pour le maintien du satellite en position et en orientation;

33、 mesures optiques, pour vrifier lorientation de lengin par rapport la Terre, au Soleil, aux toiles; mesures de pression dans des rservoirs et dans des gnrateurs lectrochimiques; mesures de courants et de tensions; indication dtat dun organe ou indication de rception ou dexcution dune commande. Toute

34、s ces mesures permettent de surveiller ltat dans lequel se trouvent lengin spatial et sa charge utile, tat qui dpend dune part de lenvironnement extrieur, dautre part des commandes de configuration qui sont envoyes lengin par tlcommande ou qui lui sont fournis par un squenceur de bord selon un progr

35、amme arrt lavance. La connaissance de ces informations est utile pour assurer de bonnes conditions de fonctionnement et pour optimiser les ressources offertes par lengin et sa charge utile au profit de la mission, ainsi que pour analyser les situations imprvues. Elles permettent aussi damliorer les

36、connaissances sur le comportement des quipements en orbite et la dfinition des nouveaux systmes. Les informations de tlmesure contenues dans la mmoire de bord peuvent tre transmises en temps rel ou en diffr. 2.2 Tlcommande La plupart des engins spatiaux doivent tre en mesure de recevoir des ordres p

37、ar tlcommande. Les numros 1.135 et 22.1 du RR en font obligation dans le cas des satellites actifs dfinis au numro 1.180 du RR. 2.2.1 Dans le cas dengins spatiaux destins des missions courtes, tels les lanceurs, la plupart des ordres peuvent tre enregistrs avant le vol et distribus en temps opportun

38、 par un squenceur embarqu. Cependant la tlcommande spatiale est gnralement utilise des fins de scurit (par exemple: arrt de propulsion dun lanceur scartant de sa trajectoire assigne ou sa destruction si ncessaire). Certaines fonctions de tlcommande peuvent aussi tre remplies par un rpondeur radar fo

39、nctionnant dans le cadre du service de radiolocalisation. Rec. UIT-R SA.363-5 5 2.2.2 Dans la plupart des autres cas, la tlcommande est ncessaire pour modifier le fonctionnement de lengin spatial et de sa charge utile: soit selon les phases successives dutilisation au cours de la mission; soit selon

40、 les diffrentes phases de vol (mise sur orbite, priodes dclipse, etc.); soit en fonction dvnements anormaux, tels que des anomalies de fonctionnement. Les ordres transmis lengin spatial lorsque celui-ci est en visibilit directe dune station terrienne peuvent tre, soit excuts immdiatement, soit enreg

41、istrs dans une mmoire do ils sont extraits ultrieurement pour tre excuts un instant galement enregistr dans la mmoire. La tlcommande diffre prend une importance particulire lorsque la mission de lengin spatial est assez complexe pour exiger la prsence dun calculateur de bord. Dans ce cas, le volume

42、dinformation transmettre peut atteindre le mgabit en quelques minutes. La bonne rception des signaux de tlcommande est gnralement confirme par tlmesure. 2.3 Poursuite La poursuite spatiale, qui est la dtermination de la trajectoire, de la vitesse ou de la position instantane dun objet dans lespace,

43、laide des proprits de propagation des ondes radiolectriques (voir les numros 1.136 et 1.9 du RR) est une fonction quil est indispensable de remplir dans toute mission spatiale, pour satisfaire un ou plusieurs des besoins suivants. 2.3.1 Systme de correction dorbite de lengin spatial Schmatiquement,

44、il sagit de lune des mthodes permettant de rgler la trajectoire dun engin spatial disposant de moyens de tlcommande et de propulsion. En pratique, la correction dorbite peut tre utilise pour: la mise sur orbite dattente ou de transfert, la modification dorbites: par exemple pour passer dune orbite d

45、e transfert lorbite des satellites gostationnaires, la correction fine dorbites: par exemple pour le maintien en position dun satellite gostationnaire et pour les manuvres de rendez-vous, le retour Terre dun engin rcuprable. 2.3.2 Surveillance, scurit, rcupration Les fonctions de surveillance et de

46、scurit englobent les mesures anti-collision entre engins spatiaux placs sur des orbites voisines, ainsi que la prdiction des points dimpact ou datterrissage des tages de lanceurs non satelliss et des engins spatiaux. 2.3.3 Prcision de mise sur orbite Il sagit dvaluer la prcision des lancements ou de

47、s autres manuvre orbitales. 2.3.4 Association des donnes de localisation aux mesures et aux observations lies la mission Pour chaque mesure effectue, il faut connatre la position o lengin spatial se trouve. Cela est particulirement important lorsque lengin spatial effectue des mesures scientifiques sur son environnement, telles que les mesures de champ magntique, les mesures de densit de particules, etc. Cela est galement vrai dans les missions dobservation de la Terre, indpendamme