Поворотный стол для слежения за спутниками - это высокоточная вращающаяся платформа, способная автоматически выравниваться и непрерывно отслеживать искусственные спутники, движущиеся в космосе. Обычно он состоит из двух основных частей: механической структуры поворотного стола и системы управления слежением.

Основные компоненты

1. Механический поворотный стол

Структурная форма: Обычно азимутально-углового типа, что означает, что он может свободно вращаться в горизонтальном направлении (азимутальный угол) и в вертикальном направлении (угол места). Некоторые специальные конструкции также используют оси XY или другие формы.

Приводная система: Высокоточные двигатели (например, серводвигатели или шаговые двигатели) и редукторы используются для плавного и точного перемещения поворотного стола.

Вспомогательное оборудование: На поворотном столе устанавливаются различные устройства, наиболее распространенным из которых является спутниковая антенна связи (параболическая антенна), но это также может быть оптический телескоп, лазерный дальномер, радар или оборудование для сбора электронной разведки и т. д.

2. Система управления слежением

Основной контроллер: Компьютер или специализированный процессор, который является «мозгом» поворотного стола.

Алгоритм слежения:

Программное слежение: Это наиболее часто используемый метод. Основываясь на известных параметрах орбиты спутника (данные TLE), в сочетании с точным географическим положением и временем поворотного стола, контроллер в реальном времени вычисляет азимут и угол места спутника, а затем приводит поворотный стол в указанное положение.

Автоматическое слежение: В основном используется в спутниковой связи. Антенна обнаруживает силу принимаемого спутникового сигнала (например, маячкового сигнала). Если сигнал ослабевает, система приводит поворотный стол в движение для выполнения сканирования небольшого диапазона, чтобы найти точку с самым сильным сигналом, тем самым поддерживая оптимальное выравнивание в любое время. Общие методы включают ступенчатое слежение и коническое сканирование.

Датчики: К ним относятся высокоточные энкодеры, которые обеспечивают обратную связь о фактическом угловом положении поворотного стола, формируя контур управления для обеспечения точности наведения. Также будет интегрирован GPS-приемник для получения точной информации о времени и местоположении.

Основные сценарии применения

Поворотные столы для слежения за спутниками являются ключевым оборудованием в наземных системах спутникового применения и широко используются в:

1. Спутниковая связь

Мобильная связь: Устанавливается на транспортных средствах, судах и самолетах, поддерживает постоянную связь со спутниками связи во время движения, обеспечивая бесперебойную передачу данных, телефонную связь и видео.

Неподвижная связь: Используется для экстренной связи, новостных вещательных транспортных средств и т. д., требующих быстрого развертывания и выравнивания со спутниками.

Станция VSAT: Некоторые терминалы VSAT, которым необходимо отслеживать несколько спутников или спутники на низкой орбите, также используют поворотные столы слежения.

2. Космическая наука и исследования

Лазерная дальнометрия спутников: Это включает в себя излучение лазерных импульсов в сторону спутника и прием отраженного света для точного измерения расстояния между Землей и спутником. Он используется для определения гравитационного поля Земли и мониторинга движения земной коры. Это требует от поворотного стола чрезвычайно высокой точности наведения и скорости слежения.

Оптическое наблюдение: используется для наблюдения и фотографирования проходящих спутников для каталогизации, идентификации морфологии или научных исследований.

3. Военная оборона и национальная безопасность

Электронная разведка: перехват и анализ сигналов от вражеских спутников для получения разведданных.

Радиолокационное слежение: использование радара для мониторинга и отображения конкретных спутников.

4. Космическая телеметрия и управление

На ранних стадиях запуска ракеты и вывода спутника на орбиту большие антенны наземной станции управления должны точно отслеживать ракету и спутник, чтобы измерить орбиту, отправлять команды и получать телеметрические данные.

5. Ретрансляция данных

Это используется для отслеживания ретрансляционных спутников (например, китайской серии «Тяньлянь»). Эти спутники также находятся в движении, и наземные станции должны отслеживать их, чтобы получать данные, ретранслируемые с других космических аппаратов (например, космических кораблей, космических станций и спутников на низкой орбите).