Pontifícia Universidade Católica de Minas GeraisInstituto Politécnico da Pontifícia Universidade

Católica de Minas Gerais

Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações

Hudson Da Rocha AguiarPaulo Sergio Dalvi

TRABALHO DE PESQUISAS SOBRE SATÉLITES

Belo Horizonte2013

Introdução

1.Cálculo de apontamento das antenas

2.Consulta teórica – LEO,MEO e GEO

3.Sistema INMARSAT

4.Sistema GPS

1. Satélites escolhidos B3 e C2

Cidades escolhidas São Luiz - MA e Curitiba - PR

Calculando Azimute, evolução e distancia para o satélite B3 em relação a extensão terrena em São Luiz - MA

Dados do Satelite B3:

Encontra-se em orbita geostacionaria em 75° W

Dados da estrutura terrena em São Luiz - MA

Latitude: 02° 31’ Longitude: 44° 18’

Calculando Azimute

Como

Calculando Elevações

Calculando a distância do satélite a estação terrena

Como o satélite é geoestacionário (geosincrono)

Calculando Azimute, elevação e distância para o satélite B3 em relação à estação terrena em Curitiba - PR

Dados do satélite B3:

Encontra-se em órbita geoestacionária em 75°W

Dados da estação terrena em Curitiba - PR

Latitude: 25° 26’ Longitude: 49° 16’

=49,27°

Calculando elevação

Calculando a distância

Calculando Azimute, elevação e distância para o satélite C2 em relação à estação terrena em São Luiz - MA

Dados do satélite C2:

Ocupa a posição orbital de 70 W orbita a 36000km da superfície da Terra

Dados da estação terrena em São Luiz - MA

Latitude: 02

+

Calculando Azimute

Calculando elevação

Calculando a distância

Calculando Azimute, elevação e distância para o satélite C2 em relação à estação terrena em Curitiba - PR

Dados do satélite C2:

Ocupa a posição orbital de 70 W orbita a 36000km da superfície da Terra

Dados da estação terrena em Curitiba -PR

Latitude: 25

+

Calculando Azimute

Calculando elevação

Calculando a distância

2. Consulta Teórica

Entrar na página: http://personal.ee.surrey.ac.uk/Personal/L.Wood/constellations/

1ºDescrever o que são as órbitas LEO, MEO e GEO

LEO (LowEarthOrbit): Distância de 500 à 3000 km(aproximados)MEO (MediumEarthOrbit): Distância de 13000 à 20000 km(aproximados)HEO (HighEarthOrbit): a partir de 20000 km (onde se encontra a GEO: Geostationaryorbit Distância de 36000 km)Nas Órbitas LEO os satélites viajam a uma altitude entre 500 e 3000 km, aproximados. Nas órbitas MEO os satélites estão viajando entre 13000 e 20000 km de altitude. Como estas órbitas estão próximas à Terra, por isso o satélite tem de viajar a uma velocidade angular maior que a Terra, senão, a força de gravidade o puxaria para o solo, destruindo-o. Os satélites LEO´S podem ser divididos em duas categorias: “BIG LEO´S” e “SMALL LEO´S”. A diferença é que os BIG LEO´S utilizam a faixa de freqüência acima de 1GHz e os SMALL LEO´S abaixo de 1GHz. A velocidade média do satélite LEO é aproximadamente 25000km/h, completando uma volta em torno da Terra em cerca de 90 a 100 minutos. A órbita pode ser tanto circular quanto elíptica, isso depende da necessidade do projeto, pois nas órbitas elípticas o satélite passa mais tempo sobre uma determinada região, facilitando e ampliando o tempo de comunicação entre o satélite e a estação terrestre. Os satélites de comunicação usam tais órbitas, pois estão mais próximas à Terra, com isso os equipamentos utilizados podem ser menores, ou portáteis, pois necessitam de pouca potência para transmissão.Na Órbita GEO utilizado como geoestacionário o satélite fica posicionado sobre a linha do equador de tal forma que tenha a velocidade angular igualada com a da Terra. O satélite deve ter velocidade de 28.800km/h, estando sobre a linha do equador ficará numa orbita

geoestacionária.

2ºExemplificar com sistemas que operam em cada uma das órbitas.

LEO: Sistema de internet da Rússia(GONETS), Sistema de telefonia portátil e pagers (IRIDIUM desenvolvido pela MOTOROLA), VHF(LEOSAT 18 satélites à 150Mhz)MEO: Sistema Global de Posicionamento (GPS),GEO:Canais de Tv convencionais como Globo, SBT e Bandeirantes(BRASILSAT). SKYNET(Panamsat 6B). DirectTV(Galaxy3R)

3ºDar um exemplo de um sistema de telefonia direta por satélite (constelação, órbita, período, frequências utilizadas, etc.) (Iridium, Globalstar).

Iridium é uma empresa criada na década de 90 no ramo de telefonia pela Motorola, seu sistema de telecomunicações é baseado numa constelação formada por 66 satélites LEO, com o objetivo fornecer um serviço móvel digital e mundial de telecomunicações por meio de dispositivos portáteis e leves. Utiliza de 6 planos orbitais com 11 satélites em cada plano, opera com a banda de 1,6GHz e utiliza uma arquitetura TDM/TDMA/FDMA. A Iridium tem como concorrente em nível mundial a Globalstar, e ambas utilizam um sistema parecido, destacando-se a ausência de “delay” a Globalstar utiliza uma constelação de satélites LEO.As características técnicas principais do sistema IRIDIUM são: 66 satélites com aproximadamente de 6 a 12 de reservas, interconectados em 6 planos a 780Km de altura; Período orbital de 100 minutos e 28s; Peso do satélite da ordem de 700Kg; Tempo de vida entre 5 a 8 anos; 48 Feixes/célula por satélite; Margem de enlace da ordem de 16dB; Banda de freqüência: Enlace de usuário é a Banda L (1616 - 1626,5MHz); Enlace de subida para satélite é a Banda Kz (29,1 - 29,3GHz); Velocidade de transmissão: Voz: full-duplex a 2,4Kbps; Dados/fax: 2400 bauds; Enlace entre satélite é a Banda Ka (23,18 - 23,38GHz); Enlace de descida para gateway é a Banda Ka (19,4 - 19,6GHz).

3. SISTEMA INMARSAT

Descrever o sistema Inmarsat. (www.inmarsat.com). (orbita, posição orbital, frequências, serviços disponibilizados, etc.).

Descreva para que serve o serviço BGAN.

Descreva o que é a tecnologia SPOT BEAM.

Tal sistema permite comunicações mundiais, com exceção apenas em regiões polares, ou seja, em áreas sem estações terrestres com capacidade VHF ou MF DSC, os terminais Inmarsat B, C e Fleet 77 são usados para a transmissão de alertas e comunicações de emergência entre navios e as estações em Terra;Temos algumas distinções entre tais grupos de Inmarsat como veremos a seguir:Inmarsat B: Foi o primeiro sistema implementado da INMARSAT a utilizar sinal digital. Possui serviço de telefone, telex, fax, e-mail e transmissão de dados;Inmarsat C: Este sistema permite apenas transmissão de dados(envio de telex, fax, e-mail, transmissão mensagens de segurança / socorro com indicação de posição para um centro coordenador de busca e salvamento).Fleet 77: Este sistema preenche os tais requisitos GMDSS bem recentes, temos exemplo na priorização de comunicações. Permite ainda a transmissão de dados com alta velocidade, superior aos restantes sistemas, oferecendo serviços de recepção de informação, meteorológica, telemedicina, e mais alguns;Sistema BGAN é uma rede de internet via satélite com telefonia, usando terminais portáteis. Nesse sistema ao contrario de outros servidores de internet via satélite que necessitam de equipamentos volumosos e pesados conectar, o sistema BGAN é aproximadamente do tamanho de um notebook portanto podendo ser transportado de forma mais “tranqüila”.A rede é fornecida pela Inmarsat e usa 3 satélites GEO chamados I-4 proporcionando uma

cobertura quase global.Spot Beam é um sinal de satélite com feixe concentrado, de modo a cobrir apenas uma área especifica da Terra, são usados para que apenas estações terrestres em determinada área de recepção para que com isso possam receber corretamente tal dado. Um exemplo seria a TV via satélite, por exemplo SKY. Permite também que o satélite transmita sinais de dados diferentes utilizando uma freqüência idêntica.

4. SISTEMA GPS

Descrever o sistema e listar as características gerais do sistema GPS (principais itens a considerar: constelação, órbita, período, frequências utilizadas, etc.)

Este tipo de sistema de satélite MEO assim definido orbitando a uma altitude de cerca de 18000km sobre a superfície terrestre, foi enviado, e colocado em órbita pelo Departamento de Defesa dos EUA, embora no dias atuais tal satélite é um sistema conhecido de forma pública. A ideia que permite o sistema GPS ter funcionalidade é a triangulação realizada, uma vez soubermos qual é a nossa distância relativa a três pontos fixos,daí então saberemos exatamente onde estamos. Como a localização sobre a superfície da Terra é de forma espacial tal situação é a seguinte, três esferas tocam-se em dois pontos, por isso precisamos das quatro esferas para definirmos nossa exata localização através de quatro pontos que não estejam na mesma localização.O sistema GPS utiliza vinte e quatro satélites em seis orbitas diferentes, tais satélites são projetados de tal maneira que em qualquer momento quatro dos satélites estejam sempre visíveis de qualquer ponto do globo terrestre. Assim sendo, um receptor GPS informa a posição atual do satélite, então o aparelho envia um sinal aos quatro satélites e mede quanto tempo o sinal leva para retornar a informação, determinando assim sua posição sobre o globo terrestre.Temos então na constelação final de satélites de vinte e quatro satélites ativos com os seguintes parâmetros orbitais aproximados: Altitude de 16.020; Período de doze horas; Inclinação de 55 graus; Longitude de zero, sessenta, cento e vinte, cento e oitenta, duzentos e quarenta e trezentos graus.O sistema GPS utiliza uma frequência de referência interna de 10,23 MHz (f0) e todas

as suas freqüências de sistema são, múltiplas ou sub-múltiplas desta freqüência sendo preferencial esta tal denotação.

REFERENCIA

www.gps.govwww.pdana.com

Professor João Batista José Pereira_Curso de Telefonia – Comunicações por Satélite www.trimble.com

http://www.geocities.ws/redescefetpi/feitos/satelites/orbita.html