đồ án : NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÔNG VINASAT I

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ
BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
KHOA VIỄN THÔNG 1
***
***
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên : Phouthasack Phommala
Lớp : D04VT2
Khoá : 2004-2008
Ngành học : Điện Tử - Viễn Thông
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÔNG VINASAT I
Nội dung đồ án:
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH
CHƯƠNG II: VỆ TINH THÔNG TIN
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÔNG VINASAT I
Ngày giao đồ án: 28/07/2008
Ngày nộp đồ án: 17/11/2008
Hà nội, ngày 28/07/2008
Giáo Viên hướng dẫn
GV. Nguyễn Viết Minh
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Điểm: (bằng chữ ……………… )
Ngày tháng năm 2008
Giáo viên hướng dẫn
GV. Nguyễn Viết Minh
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Điểm: (bằng chữ ……………… )
Ngày tháng năm 2008
Giáo viên phản biện
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH VẼ iii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 2
1.1. Giới thiệu 2
1.1.1. Lịch sử phát triển của thông tin vệ tinh 2
1.1.2. Cấu trúc tổng thể của một đường thông tin vệ tinh 4
1.1.3. Các đặc điểm của thông tin vệ tinh 4
1.1.4. Các hệ thống, các dịch vụ mới và tương lai phát triển của thông tin vệ tinh 5
1.2. Các dạng quỹ đạo của vệ tinh 7
1.2.1.Các nguyên lý về quỹ đạo 7
1.2.2. Các dạng quỹ đạo của vệ tinh 9
1.2.3. Các thông số chính của vệ tinh địa tĩnh 10
1.3. Những vấn đề chung của thông tin vệ tinh 13
1.3.1. Các phương pháp đa truy nhập 13
1.3.2. Lựa chọn và ấn định băng tần cho thông tin vệ tinh 21
CHƯƠNG 2: VỆ TINH THÔNG TIN 26
2.1. Cấu hình của một vệ tinh thông tin 26
2.2. Các phân hệ phụ trợ trên vệ tinh thông tin 28
2.2.1. Đo lường từ xa, bám, điều khiển và giám sát (TTC&M) 28
2.2.2. Nguồn điện 30
2.2.3. Điều khiển tư thế 30
2.2.4. Cấu trúc 32

2.2.5. Điều khiển nhiệt 33
2.2.6. Độ tin cậy 34
2.3. Phân hệ thông tin 35
2.3.1. Nhiệm vụ và các chức năng chính 36
2.3.2. Bộ lặp và bộ phát đáp 36
2.3.3. Sơ đồ khối của phân hệ thông tin 38
2.4. Anten trên vệ tinh 40
2.4.1. Các chức năng chính của anten trên vệ tinh 40
2.4.2. Các loại vùng phủ sóng 41
2.4.3. Các loại anten 44
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÔNG VINASAT I 49
3.1. Giới thiệu 49
3.2. Đặc tính, yêu cầu của hệ thống VINASAT I 50
3.2.1. Yêu cầu cấu trúc khối của vệ tinh VINASAT I 50
3.2.2. Đặc tính vệ tinh A2100 của hãng LOCKHEED MARTIN 51
3.2.3. Hệ thống TTC & M 52
3.3. Vệ tinh VINASAT-1 63
3.3.1. Giới thiệu 63
3.3.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản 64
3.3.3. Vùng phủ sóng của VINASAT-1 65
3.4. Quá trình triển khai dự án VINASAT I 69
3.4.1. Triển khai dự án 69
3.4.2. Phóng VINASAT I: 72
KẾT LUẬN 75
Phouthasack Phommala D04VT2
i
Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
Phouthasack Phommala D04VT2
ii

Đồ án tốt nghiệp đại học Danh sách hình vẽ
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Mô hình tuyến thông tin vệ tinh Error: Reference source not found
Hình 1. 2 Các vùng phủ sóng toàn cầu của Intelsat Error: Reference source not
found
Hình 1. 3 Quỹ đạo Elip Error: Reference source not found
Hình 1. 4 Vận tốc của vệ tinh trên quỹ đạo Error: Reference source not found
Hình 1. 5 Vệ tinh chuyển động với quỹ đạo tròn Error: Reference source not found
Hình 1. 6 Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh Error: Reference source not found
Hình 1. 7 “Góc nhìn” từ vệ tinh địa tĩnh Error: Reference source not found
Hình 1. 8 Vị trí 3 vệ tinh địa tĩnh phủ sóng toàn cầu Error: Reference source not
found
Hình 1. 9 Các thông số hình học giữa trạm mặt đất và vệ tinh Error: Reference
source not found
Hình 1. 10 Các nguồn đa truy nhập 13
Hình 1. 11 Đa truy nhập phân chia theo tần số Error: Reference source not found
Hình 1. 12 Hệ thống FDMA có 3 trạm mỗi trạm một sóng mang Error: Reference
source not found
Hình 1. 13 Cấu trúc “cụm” và khung TDMA Error: Reference source not found
Hình 1. 14 Hoạt động của một mạng theo nguyên lý TDMA Error: Reference
source not found
Hình 1. 15 Tạo cụm Error: Reference source not found
Hình 1. 16 Trạm thu D, thu các “cụm” từ trạm A, B, C Error: Reference source not
found
Hình 1. 17 Sử dụng lại tần số bằng sự phân chia không gianError: Reference source
not found
Hình 1. 18 Truyền dẫn trải phổ trong một hệ thống CDMA. Error: Reference source
not found
Hình 1. 19 Khu vực của ITU Error: Reference source not found
Hình 2. 1 Hình dạng bên ngoài của một vệ tinh thông tin Error: Reference source

not found
Hình 2. 2 Các trục ổn định của vệ tinh Error: Reference source not found
Hình 2. 3 Các bộ phần của hệ thống động lượng-không.Error: Reference source not
found
Hình 2. 4 Các bộ phận của hệ thống động lượng-lệch Error: Reference source not
found
Hình 2. 5 Sơ đồ khối chức năng của hệ thống TTC&M. Error: Reference source not
found
Hình 2. 6 Đo lường từ xa, lệnh và đo cự ly Error: Reference source not found
Phouthasack Phommala
D04VT2
iii
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh sách hình vẽ
Hình 2. 7 Phân hệ nguồn điện 1kW trên vệ tinh Error: Reference source not found
Hình 2. 8 Hệ thống điều khiển tư thế Error: Reference source not found
Hình 2. 9 Sự cân bằng nhiệt của vệ tinh Error: Reference source not found
Hình 2. 10 Sơ đồ khối phân hệ thông tin và phần phụ trợ trên vệ tinh Error:
Reference source not found
Hình 2. 11 Sơ đồ khối bộ lặp và bộ phát đáp Error: Reference source not found
Hình 2. 12 Sơ đồ khối bộ lặp biến đổi tần số đơn Error: Reference source not found
Hình 2. 13 Bộ biến đổi tần số kép Error: Reference source not found
Hình 2. 14 Bộ lặp mỗi HPA khuyếch đại một sóng mang Error: Reference source
not found
Hình 2. 15 Đặc tuyến truyền đạt của đèn sóng chạy (TWT).Error: Reference source
not found
Hình 2. 16 Độ lùi nhiều sóng mang Error: Reference source not found
Hình 2. 17 Sơ đồ khối các bộ phận chính của phân hệ thông tin trên vệ tinh Intelsat
VI Error: Reference source not found
Hình 2. 18 Phủ sóng toàn cầu đối với một góc ngẩng đã cho Error: Reference
source not found

Hình 2. 19 Phủ sóng bán cầu Error: Reference source not found
Hình 2. 20 Phủ sóng khu vực Error: Reference source not found
Hình 2. 21 Phủ sóng “dấu” Error: Reference source not found
Hình 2. 22 Vùng phủ sóng lưới Error: Reference source not found
Hình 2. 23 Anten gương parabola đối xứng Error: Reference source not found
Hình 2. 24 Anten parabol gương lệch Error: Reference source not found
Hình 2. 25 Hệ số tăng ích ở các hướng khác nhau Error: Reference source not
found
Hình 2. 26 Anten nhiều búp sóng riêng biệt Error: Reference source not found
Hình 2. 27 Anten có búp sóng tròn chồng lên nhau Error: Reference source not
found
Hình 2. 28 Anten có dạng búp sóng đặc biệt có nhiều bộ chiếu xạ Error: Reference
source not found
Hình 2. 29 Anten búp sóng đặc biệt cho vệ tinh dịch vụ cố định Error: Reference
source not found
Hình 3. 1 Sơ đồ khối trạm TTC&M Error: Reference source not found
Hình 3. 2 Vùng phủ sóng băng C-Band của vệ tinh VINASAT-1 Error: Reference
source not found
Hình 3. 3 Vùng phủ sóng băng Ku-Band của vệ tinh VINASAT-1. Error: Reference
source not found
Phouthasack Phommala
D04VT2
iv
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh sách hình vẽ
Hình 3. 4 .Phần vỏ đầu quả tên lửa Ariane 5 với vệ tinh Star One C2 bên trong đang
được thả chụp xuống vệ tinh VINASAT-1 để hoàn thiện quá trình lắp ráp
vệ tinh vào đầu tên lửa Error: Reference source not found
Hình 3. 5 Khu nhà lắp ráp hoàn thiện (BAF) tên lửa Ariane 5 vẫn mở cánh cửa
khổng lồ của khoang chứa tên lửa Error: Reference source not found
Hình 3. 6 Tên lửa Ariane 5 mang theo vệ tinh VINASAT-1 của Việt Nam đã vào đến

bệ phóng Error: Reference source not found
Phouthasack Phommala
D04VT2
v
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh sách bảng biểu
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
DANH SÁCH HÌNH VẼ iii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH 2
1.1. Giới thiệu 2
1.1.1. Lịch sử phát triển của thông tin vệ tinh 2
1.1.2. Cấu trúc tổng thể của một đường thông tin vệ tinh 4
1.1.3. Các đặc điểm của thông tin vệ tinh 4
1.1.4. Các hệ thống, các dịch vụ mới và tương lai phát triển của thông tin vệ tinh 5
1.2. Các dạng quỹ đạo của vệ tinh 7
1.2.1.Các nguyên lý về quỹ đạo 7
1.2.2. Các dạng quỹ đạo của vệ tinh 9
1.2.3. Các thông số chính của vệ tinh địa tĩnh 10
1.3. Những vấn đề chung của thông tin vệ tinh 13
1.3.1. Các phương pháp đa truy nhập 13
1.3.2. Lựa chọn và ấn định băng tần cho thông tin vệ tinh 21
CHƯƠNG 2: VỆ TINH THÔNG TIN 26
2.1. Cấu hình của một vệ tinh thông tin 26
2.2. Các phân hệ phụ trợ trên vệ tinh thông tin 28
2.2.1. Đo lường từ xa, bám, điều khiển và giám sát (TTC&M) 28
2.2.2. Nguồn điện 30
2.2.3. Điều khiển tư thế 30
2.2.4. Cấu trúc 32

2.2.5. Điều khiển nhiệt 33
2.2.6. Độ tin cậy 34
2.3. Phân hệ thông tin 35
2.3.1. Nhiệm vụ và các chức năng chính 36
2.3.2. Bộ lặp và bộ phát đáp 36
2.3.3. Sơ đồ khối của phân hệ thông tin 38
2.4. Anten trên vệ tinh 40
2.4.1. Các chức năng chính của anten trên vệ tinh 40
2.4.2. Các loại vùng phủ sóng 41
2.4.3. Các loại anten 44
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÔNG VINASAT I 49
3.1. Giới thiệu 49
3.2. Đặc tính, yêu cầu của hệ thống VINASAT I 50
3.2.1. Yêu cầu cấu trúc khối của vệ tinh VINASAT I 50
3.2.2. Đặc tính vệ tinh A2100 của hãng LOCKHEED MARTIN 51
3.2.3. Hệ thống TTC & M 52
3.3. Vệ tinh VINASAT-1 63
3.3.1. Giới thiệu 63
3.3.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản 64
3.3.3. Vùng phủ sóng của VINASAT-1 65
3.4. Quá trình triển khai dự án VINASAT I 69
3.4.1. Triển khai dự án 69
Phouthasack Phommala
D04VT2
v
Đồ án tốt nghiệp đại học Danh sách bảng biểu
3.4.2. Phóng VINASAT I: 72
KẾT LUẬN 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
Phouthasack Phommala

D04VT2
vi
Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ACI Adjacent Chaneel Interference Nhiễu kênh lân cận
ADPCM Adaptive Differential PCM BB Bộ mã hóa vi phân thích nghi
AOR-E East Atlantic Ocean Đông Đại Tây Dương
AOR-W West Atlantic Ocean Tây Đai Tây Dương
APC Adaptive Predictive Coding Mã hóa dự đoán thích nghi
ARQ Asoociate Request Yêu cầu liên kết
AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu trắng cộng
BCH Bose-Chadhuri-Hocquenhem Mã BCH
BCH Bit Error Probability Xác suất lỗi bit
BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit
BPF Band Pass Filter Bộ lọng thông thấp
BPSK Binary Phase Shifi Keying Khóa dịch pha nhị phân
BSC Base Station Controller Bộ điều kiện trạm gốc
BTS Base Transceiver System Hệ thống thu phát gốc
CBC Cipher Block Chanining Chuỗi khối ký số
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
CEPT Conference of Europe on Post
and Telecommunication
Hội nghị về Bưu chính-Viễn thông
châu Âu
CFB Code Feed-Back Mật mã Feed-Back
CIMS Customer Information
Management System
Hệ thống quản lý thông tin khách
hang
DAC Digital to Analog Converter Bộ chuyển đổi số sang tương tự

DAMA Demand Assigned Multiple
Access
Chế độ đã truy nhập gán theo yêu cầu
DBPSK Differential Binary Phase Shift
Keying
Khóa dịch pha nhị phân Vi phân
DE-BPSK Differentially Encoded-BPSK Khóa dịch pha nhị phân mã Hóa vi phân
DPSK Differential Phase Shift Keying Khóa dịch pha vi phân
DQPSK Differential Quadrature Phase
Shift Keying
Khóa dịch pha cầu phương
DS Direct Sequence Dãy trực tiếp
EIRT Equivalent Isotropic Radiated
Power
Công suất bức xạ đẳng hươnh tương
đương
ES Earth Station Trạm mặt đất
ETSI European Telecommunications
Standards Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu
EUTELAS
T
European Telecommunications
Staellite Organization
Tổ chức thông tin châu Âu
FAMA Fixed Assigned Multiple Access Đa truy nhập gán cố định
FDM Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo tân số
FDMA Frequency Division Multiple Đa truy cập phân chia theo tân số

Phouthasack Phommala
D04VT2
vi
Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt
Acces
FEC Forward acting Error Correction Sửa lỗi có tác động trước
FH Frequency Hopping Nhảy tần
FM Frequency Modulation Điều tần
GEO Geostationary Quỹ đạo địa tĩnh
GMR Geo Mobile Radio Vô tuyến di động địa tĩnh
GOCC Global OperationalControl
Center
Trung tâm điều khiển hoạt động mặt
đất
GPRA General Packet Radio System Hệ thống vô tuyến gói chung
GPS Global Postioning System Hệ thống định vị toàn cầu
GSC Getway Station Controller Bộ điều khiển chạm cổng chính
GSM Global System for Mobile
Communication
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
GTS Ground Transceiver Subsystem Hệ thống con thu phát mật đất
GWS Getway Subsystem Hệ thống con cồng chính
HDTV High Definition Television Tryền hình độ phân dải cao
HEO Highly Elliptiacal Orbit Quỹ đạo elip tầm cao
HPA High Power Amplifier Bộ Khuếch đại công suất cao
HSD High Speed Data Service Dịch vụ dữ liệu tốc độ cao
IF Inter-Frequency Trung tần
IMBE Improved Mutiband Excitation Kích thích đa băng tần được cải tiến
IOL Inter Orbit Link Tuyến kết nối giữa các quỹ đạo với nhau
IOR Indian Ocean Ấn Độ Dương

ISDN Intergeted Services Digital
Network
Mạng số liên kết đa dịch vụ
ISL Inter System Link Tuyến kết nối giữa các hệ thống với nhau
ITU International Telecommunication
Union
Liên minh viễn thông quốc tế
LEO Low Earth Orbit Quỹ đạo mặt đất tầm thấp
LNA Low Noise Amplifier Bộ khuếch đại tạp âm thấp
LO Low Oscillator Bộ dao động nội
LOS Line of Sight Sóng trực tiếp
LRE Low Rate Encoding Mã hóa tốc độ thấp
MCT Mobile Communication Terminal Thiết bị đầu cuối truyền tin di động
MEO Medium Earth Orbit Quỹ đạo mặt đất tầm trung
MSC Moble Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động
NCC Network Control Center Trung tâm điều khiển mạng
NGEO Non-GEO Vệ tinh không địa tĩnh
NMS Network Management Station Trạm quản lý mạng
NNC Network Control Center Trung tâm điều khiển mạng
NTSC National Television Standards
Committee
Ủy ban tiêu chuẩn truyền hình Quốc
gia
OAM Operations Administration, and
Maintenance
Vận hành, quản lý và bảo dưỡng
PAL Phase Alternation by Line Đảo pha theo dòng
Phouthasack Phommala
D04VT2
vii

Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt
PAM Pulse Amplitude Modulation Điều chế biến độ xung
PC Pseudorandom Code Mã giả ngẫu nhiên
PCN Personal satellite
Communications Network
Mạng thông tin vệ tinh cá nhân
PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộngp
PN Pseudo Noise Code Mã giả tạp âm
POR Pacific Ocean Thái Bình Dương
PSTN Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng
QAM Quadrature Amplitude
Modulation
Điều chế biên độ cầu phương
QOS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
RS Reed-Solomon Mã RS
RSC Recursive Systematic
Convolutional
Mã chập hệ thống có hội quy
SCC Satellite Control Center Trung tâm điều khiển vệ tinh
SCPC Single Channel Per Carier Một kênh chuyền đơn trên một song
mạng
SDMA Space Divesion Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo không gian
SDPSK Symmetric Differential Pháe-
Shift Keying
Kỹ thuật khóa dịch pha vi phân đối

xứng
SECAM Systeme Electronique Couleur
Avec Memoire
Hệ thống màu điện tử có nhớ
SL Satellite Vệ tinh
SNMC Service Provider Network
Management Center
Trung tâm quản lý mạng cung cấp
dịch vụ
SORF Start of Received Frame Khởi đầu của khung phát q
SPADE Single channel per carrie, Pulse
Code Modulation, multiple access,
Demand Assignment Equipment
Một kênh đơn trên một sóng mang,
điều chế mã xung đa truy nhập, thiết
bị gián theo yêu cầu
Phouthasack Phommala
D04VT2
viii
Đồ án tốt nghiệp đại học Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Thông tin vệ tinh chỉ mới xuất hiện trong hơn bốn thập kỷ qua nhưng đã phát
triển rất nhanh chóng trên thế giới cũng như trong nước ta, mở ra một thời kỳ mới
cho sự phát triển trong mọi lĩnh vực khoa học cũng như trong đời sống nói chung và
đặc biệt ngành viễn thông nói riêng.
Bước sang thế kỉ 21 khi nhu cầu trao đổi thông tin của nhân loại ngày càng
tăng nhanh không những chỉ yêu cầu về chất lượng phục vụ phải được nâng cao mà
những yêu cầu về không gian địa lý, đối tượng được phục vụ cũng phải đáp ứng đầy
đủ. Thông tin vệ tinh ra đời là nhằm đáp ứng mục đích đó .
Xuất phát từ ý tưởng về một hệ thống thông tin liên lạc không dây toàn cầu

trong truyện khoa học viễn tưởng của một nhà văn nước ngoài, ngày nay thông tin
vệ tinh đã trở thành một dịch vụ phổ thông trên khắp thế giới. Hàng ngày các vệ
tinh địa tĩnh của hai hệ thống thông tin toàn cầu lớn nhất thế giới là Intelsat và
Intersputnyk bay vòng quanh trái đất cung cấp hàng loạt các các loại dịch vụ nối
hàng trăm quốc gia với nhau. Hiện nay những dịch vụ mà hệ thống vệ tinh đem lại
đã trở nên rất đa dạng và các ưu điểm của nó so với các mạng vô tuyến mặt đất hay
các mạng khác là không thể phủ nhận được .
Ngay từ năm 1957 nước Nga đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên
của nhân loại (vệ tinh SPUTNIK). Các năm sau đó hàng loạt các vệ tinh thử nghiệm
đều được phóng thành công như: SCORE năm 1958, ECHO năm 1960, COURIER
năm 1960, 2 vệ tinh dải rộng TELSTAR, RELAY năm 1962 và vệ tinh địa tĩnh đầu
tiên là SYNCOM vào năm 1963.
Tuy nhiên phải đến năm 1965, khi vệ tinh địa thương mại đầu tiên
(INTELSAT hay còn gọi EARLY BIRD) được đưa lên quỹ đạo thì đó mới chính là
thời điểm đánh dấu sự phát triển của thông tin vệ tinh và chính thức thông tin vệ
tinh mới phục vụ cho dời sống nhân loại. Cùng năm đó vệ tinh viễn thông đầu tiên
của Nga nằm trong thế hệ MOLNYA cũng được phóng.
Những thế hệ vệ tinh đầu tiên, do kỹ thuật còn hạn chế nên dịch vụ chúng
cung cấp có giá tương đối cao, ví dụ như : Vệ tinh INTELSAT 1 chỉ có 480 kênh
thoại với giá thuê 32500$/kênh/năm. Tuy nhiên cùng với sự phát triển của khoa học
kỹ thuật về tên lửa, những cải tiến trong công nghệ chế tạo anten và nhiều sáng kiến
khác, ngày nay con người đã phóng thành công nhiều vệ tinh nặng hàng tấn và do
vậy không những đáp ứng được nhiều loại hình dịch vụ mà chất lượng phục vụ
cũng tăng lên rất nhiều, giá cước phục vụ cũng giảm đáng kể.
Chính vì vậy em đã chon đề tài đề tài đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu hệ thống
vệ tinh viễn thông VINASAT I”
Nội dung đồ án gồm ba chương:
- Chương 1: Tổng quan thông tin vệ tinh
- Chương 2: Vệ tinh thông tin
- Chương 3: Hệ thống vệ tinh viễn thông VINASAT I

Phouthasack Phommala
D04VT2
1
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH
1.1. Giới thiệu
1.1.1. Lịch sử phát triển của thông tin vệ tinh
Ý tưởng về một hệ thống thông tin toàn cầu sử dụng vệ tinh bay xung quanh
quả đất đã được nhà bác học Arthur C. Clarke giới thiệu trong một tạp chí Anh
“Wireless world” ( thế giới không dây) vào tháng 5 năm 1945.
Tháng 10 năm 1957 Liên xô đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên
trên thế giới mở ra một kỷ nguyên chinh phục vũ trụ của con người, đồng thời cũng
là lần đầu tiên thông tin giữa trái đất và vũ trụ được thực hiện.
Năm 1958 bản tin chúc mừng Giáng sinh của tổng thống Mỹ Eisenhower lần
đầu tiên được phát đi qua vệ tinh có tên là Score bay ở độ cao 1500 km
Những năm sau đó từ năm 1960 đến năm 1962 một loạt các vệ tinh khởi đầu
có tên Echo, Curier, Telstar và Relay đã được phóng lên quỹ đạo có độ cao thấp
( khoảng 1000 km đến 8000 km), do hạn chế bởi tên lửa phóng.
Năm 1963 một vệ tinh địa tĩnh đầu tiên có tên là Syncom, có độ cao bay
36000 km đã truyền hình trực tiếp thế vận hội Olympic Tokyo từ Nhật về Mỹ.
Năm 1965 vệ tinh Molniya của liên xô được phóng lên quỹ đạo elip nghiêng
65 độ so với mặt phẳng xích đạo.
Tháng 7 năm 1964 một tổ chức quốc tế về thông tin vệ tinh đã ra đời, ban đầu
có 11 nước thành viên, gọi tắt là Intelsat ( Internation Telecommucation Satellite). Các
nước tham gia vào tổ chức này tăng lên nhanh chóng, 30 năm sau tháng 8 năm 1994 số
nước thành viên tham gia tổ chức In telsat đã là 133, trong đó có Việt nam.
Vệ tinh thương mại đầu tiên của Intelsat có tên là Earlybird được phóng lên
quỹ đạo địa tĩnh trên Đại tây dương vào năm 1965. Đó là thế hệ Intelsat I.
Do sự phát triển nhanh chóng các yêu cầu về dịch vụ thông tin qua vệ tinh,
Intelsat đã phóng hàng loạt các vệ tinh địa tĩnh tiếp theo trên ba vị trí Thái bình

dương, Ấn độ dương, Đại tây dương để phủ sóng toàn cầu. Đó là các thế hệ vệ tinh
Intelsat I, II, III, IV, IV-A, V, V-A, VI, VII, VII-A, VIII, VIII-A, ( tính đến tháng 1
năm 1996). Intelsat XI ngày 5 tháng 10 năm 2007.
Một số chức năng cơ bản của các thế hệ vệ tinh Intelsat từ I đến VIII được
chỉ ra trên bảng 1.1
Phouthasack Phommala
D04VT2
2
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
Bảng 1. 1 Các chức năng cơ bản của các vệ tinh Intelsat I đến VIII.
Tên
Dung
lượng
Băng
RF
tổng
Tên
băng
C.suất
chính
(W)
Trọng
lượng
(Kg)
Ổn
định
Tuổi
thọ
năm
Chức năng mới

I 240 50 C 45 45 Quay 1,5 Các dịch vụ điện thoại quốc tế
II 240 125 C 75 45 Quay 3 Điện thoại và TV
III 1200 450 C 120 300 Quay 5
Hệ thống vệ tinh toàn cầu đầu
tiên
IV 4000 480 C 460 720 Quay 7
Dịch vụ SCPC và băng RF
được phân ra các bộ phát đáp
36 MHz
IV-A 6000 800 C 595 795 Quay 7
Sử dụng lại tần số bằng cách
ly không gian
V 12000 2200
C&
Ku
175 970 3 trục 7/12
Sử dụng lại tần số bằng phân
cực, chuyển mạch gói băng Ku
và làm việc chéo
V-A 15000 2400
C&
Ku
1475 970 3 trục 7/12
Sử dụng lại tần số cho búp
sóng toàn cầu và các búp địa
phương
VI 24000 3200
C&
Ku
2100 1800 3 trục 10/15

Hoạt động SS-TDMA và
SSPAs cho đầu vào các bộ
khuếch đại ở một vài búp sóng
VII 18000 2390
C&
Ku
4000 1437 3 trục 13/18
Bộ phát đáp k.đại từng bước
1,5 dB, đảo ngược tư thế hoạt
động, SSPA ở tất cả các bộ
phát đáp băng C
VII-A 22500 3160
C&
Ku
5000 1823 3 trục 13/18
TWTA đường thẳng và
LTWTA song song ở băng Ku
cho loại công suất lớn
VIII 22500 2550
C&
Ku
5100 1587 3 trục 13/18
Lựa chọn phân cực ngược ỏ
băng Ku
VIII-
A
22500 1700
C&
Ku
5540 1585 3 trục 13/18

Có khả năng chuyển phân cực
ở băng C (đường tròn sang
đường thẳng), băng C mở rộng
tới 300MHz
K
IBS/T
V
860 Ku 3690 1200 3 trục 10/12
Lần đầu tiên vệ tinh chỉ sử
dụng băng Ku
K-
FOS
IDR,
IBS &
TV
750 Ku >6000 1445 3 trục 13/18
EIRP cao hơn cho băng Ku
(53dBw), có thể quay các búp
sóng elip
Phouthasack Phommala
D04VT2
3
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
1.1.2. Cấu trúc tổng thể của một đường thông tin vệ tinh
Muốn thiết lập một đường thông tin vệ tinh, trước hết phải phóng một vệ tinh
lên quỹ đạo và có khả năng thu phát sóng vô tuyến điện. Vệ tinh có thể là vệ tinh
thụ động, chỉ phản xạ sóng vô tuyến một cách thụ động mà không khuếch đại và
biến đổi tần số. Hầu hết các vệ tinh thông tin là vệ tinh tích cực. Vệ tinh sẽ thu tín
hiệu từ một trạm mặt đất, (SES: Satellite Earth Station) biến đổi, khuếch đại và phát
lại đến một hoặc nhiều trạm mặt đất khác. Hình 1.1 chỉ ra một đường thông tin qua

vệ tinh giữa hai trạm mặt đất.
Tín hiệu từ một trạm mặt đất đến vệ tinh, gọi là đường lên (uplink) và tín
hiệu từ vệ tinh trở về một trạm mặt đất khác, đường xuống (downlink). Thiết bị
thông tin trên vệ tinh bao gồm một số bộ phát đáp sẽ khuếch đại tín hiệu ở các băng
tần nào đó lên một công suất đủ lớn và phát trở về mặt đất.
Hình 1. 1 Mô hình tuyến thông tin vệ tinh
1.1.3. Các đặc điểm của thông tin vệ tinh
Thông tin vệ tinh là một trong những hệ thống truyền dẫn vô tuyến, sử dụng
vệ tinh để chuyển tiếp tín hiệu đến các trạm mặt đất. Vì trạm chuyển tiếp vệ tinh có
độ cao rất lớn nên thông tin vệ tinh có những ưu điểm so với các hệ thống viễn
thông khác đó là:
1) Thông tin vệ tinh giá thành không phụ thuộc vào cự ly giữa hai trạm. Giá
thành như nhau khi truyền ở cự ly 5000 km và 100 km.
2) Có khả năng thông tin quảng bá cũng như thông tin nối điểm. Một vệ tinh
có thể phủ sóng cho một vùng rộng lớn trên mặt đất (vệ tinh địa tĩnh ở búp sóng
toàn cầu có vùng phủ sóng chiếm 1/3 bề mặt quả đất), như vậy một trạm mặt đất có
thể thông tin với nhiều trạm mặt đất khác trong vùng phủ sóng đó. Nếu có 3 vệ tinh
địa tĩnh phóng lên ba vị trí thích hợp thì sẽ phủ sóng toàn cầu do đó các dịch vụ
thông tin toàn cầu sẽ được thực hiện.
3) Có khả năng băng rộng. Các bộ lặp trên vệ tinh thường là các thiết bị có
băng tần rộng, có thể thực hiện nhiều loại dịch vụ thông tin băng rộng cũng như các
dịch vụ khác. Độ rộng băng tần của mỗi bộ lặp (repeater) có thể lên đến hàng chục
Phouthasack Phommala
D04VT2
Máy phát Máy thu
4
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
megahertz. Mỗi bộ lặp có thể được sử dụng cho hai trạm mặt đất trong vùng phủ
sóng của vệ tinh. Các hệ thống thông tin trên mặt đất thường giới hạn ở cự ly gần
(ví dụ như truyền hình nội hạt) hoặc cho các trung kế dung lượng nhỏ giữa các thị

trường chính.
4) Ít chịu ảnh hưởng bởi địa hình của mặt đất. Do độ cao bay lớn nên thông
tin vệ tinh không bị ảnh hưởng bởi địa hình thiên nhiên như đồi núi, thành phố, sa
mạc, đại dương. Sóng vô tuyến chuyển tiếp qua vệ tinh có thể truyền tới các vùng
xa xôi hẻo lánh, hải đảo, bởi vậy thông tin vệ tinh là phương tiện thông tin tốt nhất
cho các vùng nông thôn và các vùng chưa phát triển. Thông tin vệ tinh có thể cung
cấp các loại dịch vụ phổ thông cho cả thành phố, nông thôn cũng như miền núi và
hải đảo (ví dụ truyền hình, điện thoại dung lượng nhỏ). Thông tin vệ tinh đẩy nhanh
sự phát triển nền công nghiệp và các phương tiện xử lý số liệu ở nông thôn.
Thông tin vệ tinh là loại hình dịch vụ viễn thông có thể phục vụ cho cả vùng
phát triển và chưa phát triển.
5) Dịch vụ thông tin vệ tinh có băng tần rộng và có thể truyền tới bất kỳ nơi
nào trên thế giới đã đưa đến việc tìm ra các thị trường mới cũng như mở rộng các
thị trường dịch vụ hạ tầng và các đường thông tin đã được sử dụng trên mặt đất.
Nhờ vệ tinh đã đẩy mạnh sự phát triển của các mạng truyền hình đặc biệt ví dụ như
truyền hình cáp, truyền hình trả tiền (pay TV), các nhóm ngôn ngữ và dân tộc
(ethnic and language), các nhóm tôn giáo, thể thao và các tin tức về sự sum hợp.
6) Các dịch vụ mới. Do những khả năng đặc biệt của thông tin vệ tinh nên
đã đưa vào các khái niệm mới cho lĩnh vực viễn thông. Trước khi có thông tin vệ
tinh (trước năm 1958), hầu hết các dịch vụ viễn thông quốc tế đều sử dụng sóng
ngắn phản xạ tầng điện ly. Thông tin này đã không đáp ứng được các yêu cầu do
chất lượng xấu, dung lượng thấp, băng tần hẹp, ngay cả khi công nghệ của loại hình
viễn thông này đạt tới mức giới hạn. Một ví dụ trong trường hợp cấp cứu, Inmarsat
là một dịch vụ vệ tinh mới, nó cung cấp tiếng, số liệu và hình ảnh tốc độ thấp di
động cho tàu, thuyền, máy bay qua vệ tinh.
7) Các dịch vụ cá nhân của khách hàng. Các trạm mặt đất nhỏ với anten kích
thước bé có thể truy nhập đến các cơ sở dữ liệu, các cơ quan bộ và các hệ thống quản
lý thông tin. Các trạm này có các thiết bị đầu cuối kích thước rất nhỏ, gọi là VSAT
(very small aperture terminals). Các đầu cuối này thường được đặt tại nhà của khách
hàng hay các khu vực có các yêu cầu dịch vụ phổ thông với dung lượng nhỏ.

1.1.4. Các hệ thống, các dịch vụ mới và tương lai phát triển của thông tin
vệ tinh.
Để đáp ứng các nhu cầu về dịch vụ viễn thông, thông tin vệ tinh mặc dù ra
đời sau các loại hình thông tin khác nhưng đã phát triển nhanh chóng với các hệ
thống và dịch vụ mới.
1) Hệ thống Intelsat: là hệ thống thông tin quốc tế, được thành lập tháng 7
năm 1964 nhằm cung cấp các dịch vụ thông tin hiệu quả và kinh tế nhất trên cơ sở
sử dụng hiệu quả nhất phổ tần số vô tuyến và quỹ đạo không gian.
Phouthasack Phommala
D04VT2
5
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
Intelsat cung cấp các dịch vụ thông tin trên phạm vi toàn cầu, dựa trên cơ sở
thương mại cho tất cả các nước trên thế giới.
120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Hình 1. 2 Các vùng phủ sóng toàn cầu của Intelsat
2) Hệ thống VSAT
VSAT là các chữ viết tắt của từ tiếng Anh: Very small aperture terminals là
một hệ thống thông tin vệ tinh với các trạm mặt đất có khẩu độ rất nhỏ, cho phép
truyền dẫn một cách tin cậy các tín hiệu như thoại, số liệu, fax…qua vệ tinh mà
trạm mặt đất chỉ cần sử dụng các anten đường kính rất nhỏ khoảng 0,9 m đến vài ba
mét và công suất phát không lớn.
Hệ thống VSAT gồm các trạm đầu cuối (còn gọi là trạm xa) và một trạm
trung tâm có đường kính anten từ 4,5 m đến 11 m.
Tất cả các cuộc liên lạc đến hoặc đi từ trạm xa đều phải qua trạm trung tâm
để nối thông ra các mạng ngoài hoặc thiết lập cuộc gọi giữa các trạm xa với nhau.
3) Hệ thống thông tin di động
Với các ưu điểm của vệ tinh là có thể phủ sóng trên toàn cầu ở mọi địa hình
nên việc sử dụng vệ tinh cho các dịch vụ viễn thông toàn cầu cố định cũng như di
động dễ dàng thực hiện và đã được nhiều tổ chức cũng như nhiều công ty viễn

thông trên thế giới khai thác và kinh doanh.
Phouthasack Phommala
D04VT2
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
6
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
Vệ tinh dùng cho thông tin di động có thể sử dụng các vệ tinh bay ở quỹ đạo khác
nhau như vệ tinh địa tĩnh (GEO) là loại vệ tinh có quỹ đạo cao, quỹ đạo trung bình
(MEO), quỹ đạo thấp (LEO), mỗi loại vệ tinh có những ưu nhược điểm khác nhau.
Hệ thống di động sử dụng vệ tinh địa tĩnh số vệ tinh ít (chỉ cần 3 vệ tinh là có
thể phủ sóng toàn cầu), vệ tinh là đứng yên tương đối khi quan sát từ một vị trí cố
định trên mặt đất, việc xử lý chuyển vệ tinh trong khi thông tin là không có do đó

thiết bị thông tin trên vệ tinh sẽ đơn giản hơn. Nhưng độ cao bay của vệ tinh lớn
(35,786 km) nên việc phủ sóng các ô nhỏ lên mặt đất yêu cầu anten phải có kích
thước lớn và cấu trúc phức tạp, công suất máy phát phải lớn, độ nhạy máy thu phải
cao, chất lượng tốt. Trạm mặt đất giá thành cao.
Hệ thống di động sử dụng vệ tinh MEO hoặc LEO, số vệ tinh để bảo đảm
phủ sóng toàn cầu và liên tục 24 giờ trong ngày phải có nhiều từ vài chục vệ tinh trở
lên phụ thuộc độ cao bay, thời gian nhìn thấy vệ tinh ngắn, vùng phủ sóng của vệ
tinh luôn luôn thay đổi. Bù lại cự ly gần nên công suất máy phát nhỏ, độ nhạy máy
thu không yêu cầu cao, kích thước anten nhỏ, trọng lượng vệ tinh không lớn, giá
thành phóng thấp, trạm mặt đất giá thành rẻ. Bởi vậy, hầu hết các hệ thống thông tin
di động vệ tinh thường sử dụng vệ tinh LEO hoặc MEO.
Hệ thống thông tin vệ tinh kết hợp với các hệ thống thông tin trên mặt đất
khác nhằm đáp ứng các nhu cầu về viễn thông ngày càng cao của con người. Các
dịch vụ thông tin di động toàn cầu, định vị mục tiêu, thông tin cũng như cứu hộ tàu,
thuyền trên biển, phát nhanh và truyền hình quảng bá, dịch vụ Internet… thông qua
vệ tinh sẽ ngày càng phát triển mạnh. Bởi vậy việc nghiên cứu hệ thống thông tin vệ
tinh sẽ mang lại lợi ích thiết thực về kinh tế cũng như phù hợp với xu thế phát triển
của một xã hội văn minh.
1.2. Các dạng quỹ đạo của vệ tinh
1.2.1.Các nguyên lý về quỹ đạo
Vệ tinh bay xung quanh quả đất với các dạng quỹ đạo khác nhau, ở các độ
cao khác nhau, nhưng đều phải tuân theo các định luật sau:
a) Định luật thứ nhất của Kepler: Vệ tinh chuyển động vòng quanh quả đất
theo một qũy đạo hình êlíp (hoặc qũy đạo tròn khi bán trục lớn a bằng bán trục bé b)
với tâm của quả đất trùng với một trong hai tiêu điểm của hình êlíp đó, như chỉ ra
trên hình 1.3
Hình 1. 3 Quỹ đạo Elip
Phouthasack Phommala
D04VT2
7

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
a, b: bán trục lớn và bán trục nhỏ; r: bán kính quỹ đạo; Viễn điểm là điểm có
bán kính quỹ đạo lớn nhất bằng ra ; Cận điểm là điểm là điểm có bán kính quỹ đạo
nhỏ nhất bằng rp
b) Định luật thứ hai của Kepler: Một vật chuyển động theo quỹ đạo êlíp có
vận tốc giảm khi bán kính quỹ đạo tăng lên và có vận tốc tăng lên khi bán kính quỹ
đạo giảm.
Một vật chuyển động theo quỹ đạo tròn sẽ có vận tốc không thay đổi trong
toàn quỹ đạo (như chỉ ra trên hình 1.4)
c) Định luật thứ ba của Kepler: Bình thường chu kỳ quỹ đạo thì tỷ lệ với lập
phương của bán kính quỹ đạo, được biểu thị bởi công thức:
T = 2π
µ
/
3
r
(s) ( 1.1)
Hình 1. 4 Vận tốc của vệ tinh trên quỹ đạo
Trong đó: r là bán kính quỹ đạo vệ tinh (km)

µ
Là hằng số G.M = 398.600,5 km
3
/s
2
G là hằng số hấp dẫn bằng 6,673.10
20−
km
3
/kg.s

2

M là khối lượng quả đất (kg)
Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton: Lực hấp dẫn và lực ly tâm của một
vật thể cân bằng nhau thì vật thể đó sẽ chuyển động tròn xung quanh quả đất với
vận tốc không đổi, như chỉ ra trên hình 1.5.
Hình 1. 5 Vệ tinh chuyển động với quỹ đạo tròn
Từ điều kiện GMm/r
2
= mv
2
/r ta rút ra là:
V = (
µ
/r)
2/1
(km/s) ( 1.2)
Trong đó m là khối lượng của vật thể, v là vận tốc ly tâm.
Phouthasack Phommala
D04VT2
vận tốc nhanh nhất
vận tốc không đổi
vận tốc nhỏ nhất
vận tốc không đổi
8
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
Dựa vào các định luật đã nêu trên, vệ tinh được phóng lên với các quỹ đạo
khác nhau.
1.2.2. Các dạng quỹ đạo của vệ tinh
Có hai dạng quỹ đạo là quỹ đạo êlíp và quỹ đạo tròn

Quỹ đạo êlíp chỉ có một dạng quỹ đạo êlíp cao (HEO) mà điển hình là vệ
tinh Molniya của Liên xô (nên còn gọi là quỹ đạo Molniya), độ nghiêng của mặt
phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 65º, cận điểm là 1000 km và viễn điểm
là 39.400 km, chu kỳ quỹ đạo là 11gi58ph
Dạng quỹ đạo tròn có thể có ba loại: quỹ đạo thấp (LEO), quỹ đạo trung bình
(MEO), quỹ đạo cao (HEO) hay quỹ đạo đồng bộ khi vệ tinh bay ở độ cao 35.786
km, lúc đó chu kỳ bay của vệ tinh bằng chu kỳ tự quay của quả đất bằng
23gi56ph04s. Trong quỹ đạo tròn lại có thể chia ra:
Quỹ đạo cực tròn, mặt phẳng quỹ đạo vuông góc với mặt phẳng xích đạo,
nghĩa là mỗi vòng bay của vệ tinh sẽ đi qua hai cực quả đất.
Quỹ đạo tròn nghiêng khi mặt phẳng quỹ đạo nghiêng một góc nào đó so với
mặt phẳng xích đạo.
Quỹ đạo xích đạo tròn, khi mặt phẳng quỹ đạo trùng với mặt phẳng xích đạo.
Trong quỹ đạo xích đạo tròn nếu chiều bay vệ tinh cùng chiều với chiều quay quả
đất và có chu kỳ bằng chu kỳ quay của quả đất gọi là quỹ đạo địa tĩnh (GEO).
Hình 1. 6 Ba dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh.
Có thể tóm tắt các dạng quỹ đạo của vệ tinh bằng sơ đồ dưới đây:
Phouthasack Phommala
D04VT2
9
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
Sơ đồ 1: Các dạng quỹ đạo của vệ tinh
1.2.3. Các thông số chính của vệ tinh địa tĩnh
Để có một vệ tinh địa tĩnh phải có các điều kiện:
- Vệ tinh phải có chu kỳ bay bằng chu kỳ tự quay xung quanh trục của quả
đất, chu kỳ đó theo giờ thiên văn là 23gi56ph04,1s hoặc 1436phút.
- Mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh trùng với mặt phẳng xích đạo, nghĩa là vệ tinh
phải bay ở quỹ đạo xích đạo tròn và bay cùng chiều quay của quả đất.
Với quỹ đạo địa tĩnh vệ tinh có các đặc điểm sau:
- Để có chu kỳ bay 1436 phút, theo định luật thứ ba của Kepler, thì bán kính

quỹ đạo sẽ là:
r = (T
2
µ/4Л
2
)
1/3
thay các giá trị T = 1436.60 (s); µ = 398.600,6 km
3
/s
2
, tính
được r =42.164 km.
- Độ cao bay h = r – R
e
, trong đó R
e
là bán kính quả đất bằng 6378km, h
=42164 km -6378 km = 35.786 km.
- “ Góc nhìn ” từ vệ tinh xuống quả đất, là góc hợp bởi hai đường thẳng nối
từ tâm vệ tinh và tiếp tuyến với mặt đất tại một điểm, như chỉ ra trên hình 1.7. Xét
tam giác vuông AOS.
Phouthasack Phommala
D04VT2
10
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
Hình 1. 7 “ Góc nhìn” từ vệ tinh địa tĩnh
Sinα = AO/OS = 6378/42.164, suy ra : α =8º7 và 2α =17º4 tương ứng với
góc ở tâm 2Φ = 180º -17º4 =162º6, Φ = 81º3
- Vệ tinh địa tĩnh chỉ “nhìn thấy” các vĩ độ 81º3 Bắc và Nam, với góc ngẩng

bằng 0º. Như vậy ở các vĩ độ cao hơn 81º3 Bắc và Nam là không “nhìn thấy” vệ
tinh địa tĩnh, có nghĩa là các vùng cực không thể thông tin qua vệ tinh địa tĩnh.
- Vùng “nhìn thấy” của vệ tinh lên mặt đất có thể được xác định từ độ dài
cung AB bằng R
e
, Φ
(rad)
= 2x6379x1.42 = 18090,98 km. Chu vi quả đất 2Л R
e
=
2x3,14x6378 = 40053,84 km. Tỷ số độ dài cung AB trên chu vi quả đất bằng 45%
diện tích bề mặt quả đất.
Trong thực tế khi thông tin với vệ tinh yêu cầu góc ngẩng của trạm mặt đất
phải lớn hơn 0º, thường ≥ 5º cho nên vùng thực tế có thể thông tin qua một vệ tinh
địa tĩnh là nhỏ hơn 45% diện tích quả đất. Bởi vậy phải có ít nhất ba vệ tinh địa tĩnh
mới phủ sóng toàn cầu, trong đó sẽ có những vùng hai vệ tinh phủ sóng chồng lấn
lên nhau, có nghĩa là các địa điểm đó có thể đồng thời thông tin với hai vệ tinh, còn
các vùng cực có vĩ độ khoảng ± 80º trở lên không thông tin được qua vệ tinh địa
tĩnh, như chỉ ra trên hình 1.8.
- Cự ly xa nhất từ vệ tinh đến điểm “nhìn thấy” trên mặt đất
s = r.cosα = 42.164cos8º7 = 41.679 km, tương ứng với góc ngẩng bằng 0º, cự
ly ngắn nhất khi góc ngẩng là 90º bằng độ cao bay của vệ tinh là 35.786 km.
Thời gian trễ truyền sóng từ một trạm mặt đất đến vệ tinh bằng:
t =s/c, trong đó s là cự ly từ trạm mặt đất đến vệ tinh, c là vận tốc ánh sáng =
299.792 km/s. Khi s lớn nhất thời gian trễ là t = 41.679/299.792 =0,139 s, thời gian
trễ ngắn nhất bằng 35.786/299.792 =0,119 s.
Khi truyền tín hiệu thoại, thời gian trễ sẽ gây ảnh hưởng tới cuộc đàm thoại
hai chiều. Khi một người hỏi và một người trả lời tín hiệu khi quay trở về người hỏi
sẽ phải đi một đoạn đường bằng bốn lần s, tổng số thời gian trễ tăng lên 4 lần, nghĩa
là khoảng từ 0,447 s đến 0,556 s. Thời gian trễ cũng gây ra hiện tượng hồi âm, bởi

vậy phải có thiết bị đặc biệt để khử hồi âm.
Phouthasack Phommala
D04VT2
11
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 : Tổng quan về thông tin vệ tinh
Trong đó: R
e
: bán kính quả đất; s là khoảng cách từ vệ tinh đến trạm mặt đất;
r là bán kính quỹ đạo vệ tinh; E là góc ngẩng là góc hợp bởi đường thẳng nối từ
trạm mặt đất đến vệ tinh với đường tiếp tuyến với mặt đất tại trạm; β
0
là góc ở tâm
chắn cung từ trạm mặt đất đến điểm chiếu vệ tinh lên mặt đất; α là góc nhìn.
Bảng 1. 2 Quan hệ của các thông số giữa trạm mặt đất và vệ tinh địa tĩnh
h
α
0
β
s Thời gian tổn hao
(độ) (độ) (độ) (km) (s) (dB)
0 8,700 81,30 41.679 0,139 1,3
5 8,667 76,33 41.127 0,137 1,2
10 8,567 71,43 40.586 0,135 1,1
15 8,042 66,6011 40.061 0,134 1,0
20 8,172 61,83 39.554 0,132 0,9
25 7,880 57,12 39.070 0,130 0,8
30 7,527 52,47 38.612 0,129 0,7
35 7,118 47,88 38.181 0,127 0,6
40 6,654 43,35 37.780 0,126 0,5
45 6,140 38,86 37.412 0,125 0,4

50 5,580 34,42 37.078 0,124 0,3
55 4,977 30,02 36.786 0,123 0,2
60 4,338 25,66 36.520 0,122 0,1
65 3,665 21,33 36.297 0,121 0,1
70 2,966 17,03 36.114 0,120 0,1
75 2,244 12,76 35.971 0,120 0,0
80 1,505 8,49 35.868 0,120 0,0
85 0,755 4,24 35.807 0,119 0,0
90 0,000 0,00 35.786 0,119 0,0
Chỉ cần 3 vệ tinh địa tĩnh là có thể phủ sóng toàn cầu như chỉ ra trên hình 1.8.
Các thông số hình học được chỉ ra trên hình1.9.
Phouthasack Phommala
D04VT2
12