Thông tin vệ tinh và ứng dụng thông tin vệ tinh trong điều hành bay sân bay vinh luận văn tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THÔNG TIN VỆ TINH VÀ ỨNG DỤNG THÔNG TIN VỆ TINH TRONG ĐIỀU HÀNH BAY- SÂN BAY VINH Người hướng dẫn : ThS. Cao Thành Nghĩa Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Việt Lớp : 47K - ĐTVT Vinh, 5-2010 1 MỤC LỤC Trang 2 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đề tài Thông tin vệ tinh và ứng dụng thông tin vệ tinh vào điều hành bay - sân bay Vinh thì trước tiên em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu Trường Đại học Vinh, các thầy cô trong Ban chủ nhiệm Khoa ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG và các thầy cô bộ môn đã tạo điều kiện cho em được học tập, rèn luyện, hội tụ các kỹ năng trong chuyên ngành và truyền thụ nhiều kiến thức cho em làm nền tảng học vấn trên con đường sự nghiệp của mình. Sau đó là em xin chân thành cảm ơn thầy Ths. Cao Thành Nghĩa là giảng viên đã trực tiếp định hướng và hướng dẫn em đi sâu vào nghiên cứu về đề tài thông tin vệ tinh và mạng Vsat đã được úng dụng trong các ngành như hàng không, quân sự, . khá mới mẻ so với những kiến thức mà em đã được học, giúp em mở rộng tầm hiểu biết về một lĩnh vực đang phát triển với tốc độ rất nhanh chóng và vô cùng hữu ích trong cuộc sống. Sinh viên thực hiện Nguyễn Đình Việt 3 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Mục đích của đồ án với đề tài : “Thông tin vệ tinh và ứng dụng thông tin vệ tinh vào điều hành bay- sân bay Vinh” nghiên cứu Thông tin vệ tinh và ứng dụng thông tin vệ tinh vào điều hành bay-sân bay Vinh gồm hai phần là phần không gian và phần mặt đất. Phần không gian bao gồm vệ tinh thông tin, anten vệ tinh, có các loại anten trên vệ tinh như anten loa, anten phản xạ và anten dãy và các phần phụ trợ như phân hệ điều khiển quỹ đạo và tư thế của vệ tinh, phân hệ động cơ, phân hệ cung cấp điện năng, phân hệ đo, bám và điều khiển TT&C, phân hệ điều hoà nhiệt và khung vệ tinh. Còn phần mặt đất bao gồm toàn bộ hệ thống trạm thu-phát mặt đất. Trạm mặt đất tiếp nhận các luồng tín hiệu từ mạng mặt đất hoặc trực tiếp từ các thiết bị đầu cuối của người sử dụng, xử lý nó và phát lên vệ tinh ở tần số và mức công suất thích hợp cho sự hoạt động của vệ tinh. Còn trạm mặt đất thu thì nó sẽ thu các sóng mang trên đường xuống của vệ tinh ở những tần số chọn trước, xử lý tín hiệu này trong trạm để chuyển thành các tín hiệu băng gốc sau đó cung cấp cho mạng mặt đất hoặc trực tiếp tới các thiết bị đầu cuối của người sử dụng. Cũng tương tự như thông tin vệ tinh ta tìm hiểu vè một phần trạm Vsat vinh và các dạng quỹ đạo của vệ tinh như quỹ đạo trái đất tầm thấp (LEO), quỹ đạo trái đất tầm trung (MEO), quỹ đạo trái đất tầm cao (HEO) và quỹ đạo địa tĩnh GSO. Ta biết rằng có một đặc điểm của thông tin vệ tinh so với các hệ thống thông tin dưới biển và trên mặt đất là khả năng đa truy nhập. Đa truy nhập trong thông tin vệ tinh là kỹ thuật mà một số trạm mặt đất có thể truy nhập tới bộ phát đáp của vệ tinh cùng một thời điểm. Có các kỹ thuật ghép kênh, điều chế, đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA), đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) và đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) trong thông tinh vệ tinh và trạm VSAT Vinh Và thiết kế tuyến kênh thoại và số liệu Vinh - Nội Bài. Nội dung của đồ án được thể hiện như sau: Chương I: Tổng quan về thông tin vệ tinh. 4 Chương II: Trạm VSAT Vinh Chương III:Các kỹ thuật ghép kênh,điều chế,đa truy nhập trong thông tin vệ tinh và Vsat Vinh Thông tin vệ tinh có những ưu điểm nổi bật và có tốc độ phát triển nhanh chóng như hiện nay thì hi vọng trong tương lai nó sẽ dần thay thế các hệ thống thông tin khác. 5 CÁC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Trang 6 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Viết tắt Tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bít BO Back Off Độ lùi BSS Broadcast Sattelite Services Dịch vụ vệ tinh quảng bá CCIR Comite Consultatif International des Radiocommunications Uỷ ban tư vấn vô tuyến quốc tế CDMA Code Division Multiplex Access Đa truy nhập phân chia theo mã C/N Carrier to Noise Power Ratio Tỷ số sóng mang trên tạp âm DBS Direct Broadcast Sattelite Vệ tinh quảng bá trực tiếp D/C Down/Convertor Bộ biến đổi hạ tần DSI Digital Speech Interpolation Nội suy tiếng nói số DTH Direct To Home Trực tiếp đến nhà Eb/N0 Energy per Bit to Noise Tỷ số năng lượng của bít trên mật độ tạp âm EIRP Equiralent Isotropic Radiated Power Công suất phát xạ đẳng hướng tương đương FCC Federal Communication Comission Ủy ban thông tin liên bang FDM Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiplex Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FSS Fixed Satellite Services Dịch vụ vệ tinh cố định GaAs-FET Gali-Arsenic Field Effect Transistor Tranzito trường loại bán dẫn hỗn tạp Gali-Arsenic GSO Geostationary Orbit Quỹ đạo địa tĩnh HDTV High Definition Television Truyền hình số độ phân dải cao HEO High Earth Orbit Quỹ đạo trái đất tầm cao HPA High Power Amplifier Bộ khuếch đại công suất cao 7 IBS Intelsat Business Service Thương mại Intelsat IF Intermediate Frequency Tần số trung tần IMUX In Multiplexer Bộ phân kênh đầu vào INMASAT International Maritime Sattelite Thông tin vệ tinh hàng hải INTELSAT International Telecommunications Sattelite Organization Tổ chức vệ tinh viễn thông quốc tế ISDN Intergrated Service Digital Netword Mạng thông tin số đa dịch vụ tích hợp ITU International Telecommunications Union Liên đoàn viễn thông quốc tế LEO Low Earth Orbit Quỹ đạo trái đất tầm thấp LNA Low Noise Amplifier Bộ khuếch đại tạp âm thấp MARISAT Maritime Satellite Vệ tinh hàng hải MEO Medium Earth Orbit Quỹ đạo trái đất tầm trung MOD Modulator Bộ điều chế NGSO Non Geostationary Orbit Quỹ đạo không địa tĩnh OMUX Out Multiplexer Bộ ghép kênh đầu ra PM Phase Modulation Điều chế pha PSK Phase Shift Keying Điều chế pha số PSTN Public Switch Networds Mạng chuyển mạch công cộng QPSK Quadrature Phase Shift Keying Điều chế khóa chuyển pha vuông góc RB1 Reference Burst 1 Cụm chuẩn 1 RF Radio Frequency Tần số vô tuyến SCPC Single Channel Per Carrier Một kênh trên một sóng mang SES Satellite Earth Station Trạm mặt đất SSPA Solid State Power Amplifier Bộ khuếch đại bán dẫn S/N Signal/Noise Tỷ số tín hiệu trên tạp âm TB1 Traffic Burst 1 Cụm lưu lượng 1 8 TDM Time Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiplex Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TT&C Telemetry, Tracking and Command Đo lường từ xa, bám và điều khiển TWTA Traveling Wave Tube Amplituder Bộ khuếch đại đèn sóng chạy U/C Up/Convertor Bộ biến đổi nâng tần UHF Ultra High Frequency Tần số cực cao VHF Very High Frequency Tần số rất cao VSAT Very Small Apertude Terminal Đầu cuối có khẩu độ rất nhỏ WARC World Administrative Radio Conference Hội nghị quản lý vô tuyến thế giới 9 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Lịch sử và các đặc điểm của thông tin vệ tinh [1] [6] Hệ thống thông tin vệ tinh là một trong những hệ thống thông tin đang được sử dụng phổ biến hiện nay bên cạnh một số các hệ thống thông tin khác là: Thông tin cáp sợi quang, thông tin viba, mạng thông cáp .v.v. Thông tin vệ tinh đã có những bước phát triển nhanh chóng trong những thập kỷ qua. Hiện nay thông tin vệ tinh đã trở thành một dịch vụ phổ thông không thể thiếu trên toàn thế giới và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, các ứng dụng của thông tin vệ tinh đã và đang thu được những thành tựa to lớn trong việc chuyển tiếp thông tin phục vụ. • Sự phát triển thông tin vệ tinh trên thế giới Tháng 10 năm 1957 lần đầu tiên trên thế giới Liên Xô phóng thành công vệ tinh nhân tạo SPUTNIK-1.Những năm tiếp sau đó đã có rất nhiều sự kiện đáng nhớ trong lịch sử liên lạc như: Lời chúc mừng lễ "Giáng sinh" của tổng thống Mỹ Eisenhower được phát đi khắp nước Mỹ qua vệ tinh SCORE vào năm 1958. - Năm 1963 lần đầu tiên vệ tinh địa tĩnh được sử dụng là SYNCOM - Năm 1965, lần đầu tiên vệ tinh địa tĩnh INTELSAT I hay còn gọi là Early Bird gia nhập vào hệ thống vệ tinh bao gồm nhiều vệ tinh INTELSAT, cũng trong năm đó lần đầu tiên vệ tinh liên lạc của Liên Xô là MOLNYA được phóng. - Năm 1971 thành lập tổ chức Thông tin vệ tinh quốc tế INTERSPUTNIK gồm Liên Xô và 9 nước Xã hội chủ nghĩa. - Năm 1972-1976, Canada, Mỹ, Liên Xô và Indonesia sử dụng vệ tinh cho thông tin nội địa. 10 . Thông tin vệ tinh và ứng dụng thông tin vệ tinh vào điều hành bay- sân bay Vinh nghiên cứu Thông tin vệ tinh và ứng dụng thông tin vệ tinh vào điều hành. TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THÔNG TIN VỆ TINH VÀ ỨNG DỤNG THÔNG TIN VỆ TINH TRONG ĐIỀU HÀNH BAY- SÂN BAY VINH