hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 5 doc

P
(
x
a
a. cố đònh




b. Điều khiển
thích nghi
a. cố đònh




b. Điều
khiển
thích nghi
-Dự báo
-Có điều kiện
-Mã có trễ



a. cố đònh
-Karhunen
-Loeve
-Hadamar
-Cosinur
b. Điều

khiển
thích nghi
-Chuyển vò
-Chọn các hệ
số
a. lấy mẫu
-Điều khiển
thích nghi
b. Không gian
thời gian
a. cố đònh
-Huffman
-Shannon-
Fano
b. Điều khiển
thích nghi
a. mã
đường
biên
b. Mã có
giảm độ dài
từ.
c.Mã diện
(mặt).

Được chia ra làm 4 nhóm:
+ PCM tuyến tính (Điều xung mã tuyến tính)
+ DPCM : PCM phi tuyến hay điều xung mã vi sai
+ Mã chuyển vò (chuyển đổi)
+ Mã nội suy và ngoại suy

PCM tuyến tính đòi hỏi tốc độ bit cao . Các loại mã (DPCM, mã chuyển vò) sử dụng
các đặc trưng thống kê ảnh và tín hiệu video cũng như đặc điểm của mắt người để giảm
tốc độ bit nhóm thứ 2 dựa trên nguyên tắc chỉ truyền một số mẫu đến phía thu và khôi
phục lại các mẫu khác (trước đó) nhờ nội suy hoặc ngoại suy.
Sau đây ta sẽ xét một số phương pháp để làm giảm tốc độ bit.


2.5.1 Phương pháp DPCM
DPCM không mã hóa thông tin có biên độ ở mỗi mẫu, mà chỉ mã hóa thông tin có
biên độ vai (biên độ chênh lệch) giữa các mẫu đã cho và từ dự báo (được tạo từ các mẫu
trước đó). Phân tích thống kê về phân bố biên độ các mẫu tương ứng với các điểm ảnh
(pixel) về nguyên tắc là phân bố đều, ngược lại phân bố về độ chênh lệch biên độ các
điểm ảnh có đồ thi hình chuông xung quanh điểm O.Nếu dựa trên các đặc trưng thống kê
ảnh, thì sự khác nhau này nói chung là không lớn lắm và để mã hóa nó chỉ cần giảm số
bit là đủ (so với việc mã hóa toàn bộ biên độ lấy mẫu).
Phương pháp DPCM còn sử dụng đặc điểm của mắt người (kém nhạy cảm với mức
lượng tử có chênh lệch lớn về độ chói giữa các lượng tử hóa chênh lệch nhỏ) và cho phép
dùng đặc trưng phi tuyến về lượng tử hóa.
x
0
b
X’
p
XÂ
p

XÂ
p

XÂ

p
ep
ep
Mạch biến đổi tương tự-số vi sai bao gồm kênh hồi tiếp và tín hiệu dự báo được tạo
bằng phương pháp tương tự hoặc số.
Nguyên lý hoạt động như sau:
Tín hiệu video tương tự vào là Xa(t) có băng tần (0÷fgh), được lấy mẫu với tần số
thích hợp fsa; kết quả được chuỗi các mẫu Xn (n=1,2,…). Mẫu xp được so sánh trong mạch
trừ với trò số dự báo xâ
p
(tạo từ mạch dự báo trên cơ sở các mẫu trước đó). Hiệu (gọi là sai
số dự báo). ep= xâ
p
- x
p
được lượng tử hóa và mã hóa , đồng thời được dẫn đến mạch hồi
tiếp (Sau khi cộng trong mạch cộng trừ dự báo xp, ta có trò của mẫu x’
p
, khác với mẫu x
p

đúng bằng méo lượng tử). Trò x’
p
được dẫn đến mạch tạo dự báo và tổng hợp với thông tin
(ở đó) về các mẫu trước đó, để tạo dự báo mẫu tiếp theo.
Phía thu cũng có mạch tạo dự báo cũng như ở phần phát. Sau khi giải mã ep được
cộng vào xâ
p
(nhờ mạch cộng); kết quả cho trò x’p. Chuỗi các mẫu x
n

(sau khi lọc) sẽ tạo
lại tín hiệu tương tự đầu vào xa(t).
Trong truyền hình các hệ DPCM được chia làm hai nhóm:
+ DPCM trong mành (Intraframe DPCM)
Tín hiệu dự báo được tạo từ các mẫu nằm trong cùng một mành, mã mẫu được
biến đổi nằm trên cùng một dòng quét (gọi là mã giữa các pixel), cùng với các dòng quét
lân cận (mã giữa các dòng).
+ DPCM giữa các mành (Interframe DPCM)
Tín hiệu dự báo được tạo trên cơ sở các mẫu ở các mành kề nhau trước đó.
Loại thứ nhất sử dụng khi xử lý ảnh động, có chất lượng cao hơn dùng cho phát sóng
truyền hình. Loại thứ 2 thích hợp cho ảnh tónh (video-phone).
Sau đây là sơ đồ khối mạch mã hóa và giải mã DPCM:



- Nguyên lý hoạt động
Tín hiệu video tương tự vào là Xa(t) có băng tần (0÷fgh), được lấy mẫu với tần số
thích hợp fsa; kết quả được chuỗi các mẫu Xn (n=1,2,…). Mẫu xp được so sánh trong mạch
trừ với trò số dự báo xâ
p
(tạo từ mạch dự báo trên cơ sở các mẫu trước đó). Hiệu (gọi là sai
số dự báo).
ep= xâ
p
- x
p
được lượng tử hóa và mã hóa , đồng thời được dẫn đến mạch hồi tiếp
(Sau khi cộng trong mạch cộng trừ dự báo xp, ta có trò của mẫu x’
p
, khác với mẫu x

p
đúng
bằng méo lượng tử). Trò x’
p
được dẫn đến mạch tạo dự báo và tổng hợp với thông tin (ở
đó) về các mẫu trước đó, để tạo dự báo mẫu tiếp theo.
Cộn
g
Tạo dự
ba
ù
o
Lấy mẫu Tr
ư
ø Lượng t
ư
û Mã ADC
Tạo dự
ba
ù
o
Lọc thông
tha
á
p
Ggiải mã
ADC
Cộng
Xa(t)
X’p

Xp
Phía thu cũng có mạch tạo dự báo cũng như ở phần phát. Sau khi giải mã ep được
cộng vào xâ
p
(nhờ mạch cộng); kết quả cho trò x’p. Chuỗi các mẫu x
n
(sau khi lọc) sẽ tạo
lại tín hiệu tương tự đầu vào Xa(t).

2.5.2 Mã chuyển vò (Trasfrom coding).







Trong hệ thống PCM&DPCM người ta căn cứ vào thông tin về biên độ tín hiệu;
còn mã chuyển vò thì dựa vào việc chuyển đến tín hiệu ở miền thời gian sang miền tần số
nhờ phép biến đổi Fourier, hoặc biến đổi bằng cách khác có cùng ý nghóa toán học, mà
không lý giải về vật lý một cách đầy đủ.
Người ta nhận thấy theo chiều tăng của tần số, biên độ các thành phần tín hiệu
video giảm dần ở tần số cao, vì vậy ta có thể biểu diễn các thành phần tần số cao bằng
các từ mã ngắn.
Thực tế biến đổi Fourier không thích hợp với đặc trưng tín hiệu số. Do đó thường
sử dụng các phép biến đổi dựa trên các hàm khác để chuyển thành chuỗi hữu hạn nhờ
thuật toán đơn giản. Bằng cách này có thể giảm tốc độ bít qua các phép quay các điểm
ảnh tạo tín hiệu thành ảnh khôi phục.
Ngoài ra người ta còn dùng phương pháp biến đổi tuyến tính gồm các bước sau đây:
1/ Chia ảnh thành các tiểu ảnh.

2/ Biến đổi tuyến tính các phần tử (mẫu) của tín hiệu mỗi tiểu ảnh (hoặc biến đổi
thành tín hiệu số và biến đổi tuyến tính tín hiệu này).
3/ Mã hóa các phần tử của tín hiệu.
Sơ đồ mạch mã hóa và giải mã như sau:


P1 Y1 Y’1 P’1
P2 Y2 Y’2 P’2


Pn Yn Y’n P’n



2.6 TRUYỀN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH QUA VỆ TINH
Tín hiệu truyền hình có thể truyền qua vệ tinh bằng 2 phương pháp:
- Tương tự, nhờ điều tần (FM)
- Số, nhờ điều chế PSK (phase shift keng – dòch pha theo khóa).
Nếu xét trên quan điểm công suất phát, thì hệ thống số ưu việt hơn hệ thống tương
tự khi tốc độ bit ≤50MB/s. Theo quy đònh quốc tế WARC (Worl Administrative Radio
Conference), thì độ rộng kênh vệ tinh để truyền tín hiệu truyền hình ở băng K
u
(12GHz)
Lấy mẫu
Biến đổi tuyến tính
ADC
DAC
Biến đổi n
g
ươ

ï
c
Ma
ï
ch ra
S(t)
Tín hiệu
tương tự
S(t)
Tín hiệu
tương tự
Δϕ=180
0
Δϕ=0
0
Δϕ=90
0
t
t
0 0.5 1 1.5 2 ωη = ω
0


F
(
η
)
là 27MHz. Độ rộng băng tần 27MHz cho phép truyền tín hiệu số có tốc độ khoảng
36MB/s. Để truyền tín hiệu truyền hình số cần sử dụng phương pháp mã tiết kiệm. Có thể
dùng hai kênh đồng thời để truyền các thành phân tín hiệu hình, do đó tốc độ bit toàn bộ

tia tín hiệu có thể nâng gấp 2 lần.
Các hệ thống truyền qua vệ tinh thường công tác ở dải tần centimetre (cm), tần số cỡ
GHz, ví dụ băng K
u
: phát từ mặt đất lên vệ tinh: 14÷14,5 GHz, phát từ vệ tinh xuống mặt
đất: 11,7÷12,5GHz. Biến đổi tín hiệu từ băng tần cơ bản lên băng tần kênh truyền (cao
tần) thường được thực hiện qua một vài lần điều chế. Đầu tiên tín hiệu video được điều
chế bằng PSK (mã tiết kiệm) với việc sử dụng điều chế 2, 4 hoặc 8 trò.
Điều chế pha (phase modulation) dựa trên nguyên tắc biến đổi pha tải tần theo tín
hiệu số:


Để máy thu nhận được 2 tín hiệu trên (tín hiệu phát song hành trên 2 kênh vệ tinh)
cần phải tạo lại pha ban đầu của tải tần. Nếu không tạo lại được pha ban đầu, máy thu sẽ
nhận thông tin sai. Điều này có thể xảy ra khi điều chế pha trực tiếp (sự thay đổi pha trực
tiếp của tải tần tương ứng với phần tử nhò phân). Để khắc phục hiện tượng trên (không xác
đònh được pha ban đầu trong tín hiệu thu) người ta sử dụng DPCM (điều chế vi sai), trong
đó tín hiệu số được ánh xạ qua pha vi sai:


Pha tải tần không phụ thuộc pha ban đầu. Phương pháp này đòi hỏi phải xác đònh
thời gian một phần tử tín hiệu điều chế (xác đònh khoảng cách điều chế). Vì vậy nó có thể
sử dụng khi truyền đồng bộ, trong đó sự thay đổi pha có thể xuất hiện đúng trong các thời
điểm nhất đònh. Sự thay đổi pha là dòch pha, xuất hiện trong tín hiệu điều chế giữa đầu
cuối 1 phần tử tín hiệu và bắt đầu phần tử tiếp theo(hình vẽ).
Sự thay đổi pha trong tín hiệu điều chế pha vi sai tải tần.
Sự thay đổi phá có thể xuất hiện tại nhiều giá trò tức thời khác nhau của tải tần
(hình vẽ dưới) và do đó xuất hiện các khoảng năng lượng giữa sườn trước và sườn sau đặc
tuyến điều chế, cho nên có thể làm tăng độ méo tín hiệu. Để loại trừ méo, cần đảm bảo
đồng bộ giữa đăïc tuyến điều chế và tải tần.

S
1
(t)=A
0
sin (ω
0
t + ϕ
0
)
S
1
(
t
)
=A
0
sin
(
ω
0
t +
ϕ
0
+
π
)
Δϕ
i
=ϕ

n
- ϕ
n-1
….Đồ thò (b)
Đồ thò (a)
ω
0
Tần

số
t

Sự thay đổi pha 180
0
tại các Mật độ phổ của bước nhảy pha
Δϕ=180
0

tri tức thời của tải tần. a. Bước nhảy tải tần cực đại.
b. Bước nhảy tại thời điểm tải tần có giá trò 0.
Giá trò điều chế pha W biểu diễn số lượng vi sai pha Δϕ
i
. Để xác suất thu giống nhau
của mỗi vò sai pha Δϕ
i
. Để xác đònh xác suất thu giống nhau của mỗi Δϕ
i
, cần đảm bảo
khoảng cách cố đònh d giữa chúng:
π

d= 2
W
Khi truyền các tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh, thường dùng điều chế pha 2, 4 và
8 trò (thường dùng nhất là điều chế 4 trò).
Để thực hiện điều chế pha 4 trò, cần xác đònh khả năng 4 lần thay đổi pha với d=π/2.
Mỗi lần thay đổi pha sẽ sắp xếp 1 đôi symbol nhò phân. Tín hiệu điều chế số được chia
thành đôi bit để thay đổi pha tải tần. Trong thực tế, có thể dùng 2 loại sắp xếp như vậy (2
biến thể của mã điều chế). Trong trường hợp sắp xếp như trên, nếu xuất hiện sai pha do
nhiễu, thì chỉ bò phá bỏ 1 bit. Điều chế pha tải tần được thực hiện theo 2 phần tử số liệu
với tốc độ nhỏ hơn ½ tốc độ bit của tín hiệu. Các đặc tuyến tín hiệu điều chế theo cả 2
biến thể mã (cho tín hiệu số) được cho trên hình vẽ sau:




Đăïc tuyến các tín hiệu điều pha vi sai 4 trò.
a) Tín hiệu điều chế số
b) Tín hiệu điều chế theo loại A.
c) Tín hiệu điều chế theo loại B.

Trường hợp dùng mã theo biến thể B, tín hiệu điều chế chiếm độ rộng băng tần lớn
hơn so với trường hợp A. Mã B có đặc tính đồng bộ tốt hơn, vì sự thay đổi pha xuất hiện ở
mỗi đôi bit truyền. Trong trường hợp A, sự lặp lại nhiều lần đôi bit 00 có thể gây ra mất
đồng bộ giữa máy phát và máy thu. Sức chòu đựng nhiễu của cả hai loại A, B là như nhau,
nhưng thấp hơn trường hợp điều chế pha 2 trò, vì khi pha vi sai (tải tin) nhỏ đi sẽ làm thay
đổi pha (do nhiễu có trò nhỏ hơn).
c
)

b

)

a
)

Bằng cách tương tự, có thể tạo ra tín hiệu bằng cách điều chế pha 2 và 8 trò. Đối với
điều chế pha 2 trò, sự thay đổi pha (d=π) dùng để sắp xếp symbol 0 và 1, còn với điều chế
pha 8 trò sẽ có 8 trò khác nhau về pha (cách nhau d=π/4) và được sắp xếp cho mỗi 3 bit
tương ứng.
Điều chế pha của tải tần (cao tần) với tín hiệu video được thực hiện bằng PSK. Điều
chế và giải điều chế được thực hiện trong mạch chung, gọi là modem (modem:
modulation-demodulation). Các bộ điều chế có thể làm việc trong mạch điều chế pha
tương tự (có dòch pha 90
0
) theo đặc tuyến bình phương và tổng các đặc tuyến. Nó cũng có
thể làm việc bằng chuyển mạch có dòch pha (đặc tuyến tải tần và tổng các đặc tuyến).
Có 3 phương pháp giải điều chế các tín hiệu bằng PSK: (1) tự hiệp biến
(autocorrelation), (2) hiệp biến (correlation) và (3) liên kết (coherent) – phương pháp tự
hiệp biến xác đònh pha vi sai tín hiệu tải tần (giữa các pha sau với nhau) bằng các phần tử
tín hiệu điều chế liên tiếp. Phương pháp hiệp biến so sánh pha tín hiệu thu với pha của 2
tín hiệu (vuông góc với nhau) tải tần chuẩn (tạo từ bộ dao động đòa phương). Phương pháp
lên kết, còn gọi là tách sóng đồng bộ, so sánh pha tín hiệu thu với pha tín hiệu chuẩn (tạo
từ máy thu). Phương pháp này có sức chòu đựng nhiễu trên đường truyền lớn nhất.

2.7 CÔNG SUẤT MÁY PHÁT HÌNH TRÊN VỆ TINH:
Việc xác đònh công suất máy phát trên vệ tinhbao gồm: Công suất phát, độ tăng ích của
anten, hiệu suất của tầng điều chế, tiêu hao năng lượng của các linh kiện cả hệ thống ,độ
suy hao trong quá trình truyền sóng … tất cả các yếu tố trên cần có nghiên cứu để có giải
pháp thực hiện hệ thống truyền hình trong điều kiện tối ưu (Ví dụ để giảm công suất máy
phát,phải có độ tăng ích của Anten lớn).

Trong hệ thống truyền hình vệ tinh, điều quan tâm đầu tiên là công suất máy phát trên
vệ tinh. Công suất tại đầu vào máy thu vệ tinh được biểu diễn như sau:
P
N
. G
N
. G
O
.c
2

P
0 =

(4∏L)
2
.f
2
.S
Với: - P
0
Công suất tín hiệu tại đầu vào máy thu trên mặt đất.
- P
N
Công suất máy phát trên vệ tinh.
- G
N
, G
O
:Độ tăng ích của anten phát và thu.

- L: Khoảng cách giữa anten phát và thu(km).
- C:Vận tốc ánh sáng(km/s).
- f:Tần số.
- S: Hệ số tổn hao.
- c
2
(4∏L)
2
.f
2
:Độ suy hao của sóng trong chân không.
Tại đầu vào máy thu, ngoài tín hiệu có ích còn có nhiễu (ngoài và nội bồm thu), nhiễu
được biểu diễn bằng nhiệt độ nhiễu (T).Công suất nhiễu đươc tínhnhư sau:
P
n
= k.T.B
Trong đó: B:độ rộng băng tần máy thu
T: nhiệt độ nhiễu của máy thu
k :hằng số Bman : k= 1,38.10
-23
Ws/
o
K

Ỵ P
N
. G
N
. G
O

.c
2

( P
0
/ P
n
)
=

(4∏L)
2
.f
2
.S. k.T.B
Đây là tỉ số tín hiệu trên tạp âmtại đầu vào máy thu. Tỉ số tín hiệu trên tạp âmtại đầu
ra máy thu như sau:
( P/ P
n
)
=
P
N
+ G
N +
G
O
+ G
M
–F + 204 –10lgB + 20lg(c/4pLf) –S.

Với : - P: Công suất tín hiệu tại đầu ra máy thu.
- G
M :
hệ số điều chế.
- F
:
hệ số nhiễu của máy thu.
Ta có thể so sánh các thông tính toán cho nhiều phương án của hệ thống truyền hình vệ
tinh( dải tần 12GHz , chất lượng thu hình ảnh cao, ( P
0
/ P
n
)
=
45dB) nhờ bảng sau:

Stt Thông số Thu cá nhân Thu tập thể
1 2 3
1 Dải tần công tác (GHz) 12 12
2 Loại điều chế AM
(VSB)
FM AM
(VSB)
FM
3 (P/Pn)ra(dB) 45 45 45 45
(4) (P0/Pn)vào(dB) 45 18 45 18
(5) Độ rộng băng tần máy thu B (MHz) 6 28 6 28
(6) Hệ số điều chế GM (dB) 0 27 0 27
(7) Hệ số nhiễu máy thu F(dB) 9 9 6 6
8 Công suất nhiễu tại đầu vào máy thu

Pn=10lgB-204 + F(dBW)
-127,2 -120,5 -130,2 -123,5
9 Công suất cần thiết của tín hiệu ở
đầu vào máy thu Pvào=(P0/Pn)vào +
Pn(dBW)
-82,2 -102,5 -82,2 -102,5
(10) Độ tăng ích của anten thu G0 so với
anten đẳng hướng (dB)
38 38 49 49
11 Mặt phẳng hiệu dụng của anten thu
trên 1m2: 10lgA(dB)
-5 -5 + 7 + 7
12 Mật độ sóng cần thiết (công suất)
trên mặt đất: -10lgA(dBW/m2)
-77m,2 -97,5 -92,2 -112,5
13 Cường độ điện trường N(dB) so với
1μV/m
68,8
(2800
μV/m)
48,5
μV/m)
(260
μV/m)
53,8
(490
μV/m)
(14) Độ tăng ích của anten phát GN (so
với anten đẳng hướng) tại biên của
vùng phủ sóng (góc mở chùm sóng

là 10)(dB)
41 41 41 41
(15) Độ giảm suy của môi trường
C
H=-20lg ______ (dB)
4πLf
L=400000km




206




206




206




206
16 Tổ hao trong mạch nguồn, mạch lọc,
do đònh hướng antan không hoàn
hảo: S1 (dB)

2 2 2 2
(17) Suy hao do mưa lớn (từng lúc)
S2(dB)
4 4 4 4
18 Công suất cần thiết của chùm sóng
(dBW)
91,8 71,5 77,8 57,5
(19) Công suất ra cần thiết của máy phát
trên vệ tinh (dB)
PN=Pvào – GN –G0 + H + S1 +
S2 (kW)
-100 -1 -5 -0,05

Hiện nay công suất ra của máy phát trên vệ tinh thường nhỏ hơn 1kW (sử dụng băng
tần FM).
Nếu góc ngẩng của anten nhỏ nhất là 25
0
, thì giá trò mật độ sóng cần đảm bảo cho việc
thu cá nhân (-136dBw/ m
2
/4kHz) lớn hơn 8Db so với giá trò cực đại cho phép. Hệ thống
truyền hình ở giải tần 12GHz có thể thỏa mãn nhiều yêu cầu và có nhiều ưu điểm hơn .

2.8 VỆ TINH VÀ CÁC THIẾT BỊ:
Nguyên nhanâ chính của việc hạn chế khả năng đạt công suất lớn của máy phát và các
thiết bò trên vệ tinh là nguồn năng lượng trên vệ tinh.Hiện nay chủ yếu dùng các tấm
quang điện ,với một tấm có diện tích 0.007 m
2
,trọng lượng 0,05 - 0.1 kg. Có thể cho công
suất 1W (với hiệu suất là 10%). Ngoài ra khoảng 5năm sau thì hiệu suất của nó giảm đến

20%.Vì thế để có công suất là 10kW thì cần một diện tích hiệu dụng của tấm quang điện
là 70m
2
. Đây là điều gây khó khăn lớn cho các nhà thiết kế , phải làm sao cho tấm quang
điện luôn quay về phía mặt trời đồng thời Anten phải hướng về trái đất . Điều đó có nghóa
là nếu tăng công suất nguồn điện cũng đồng nghóa với việc tăng giá thành vệ tinh.
Hiện nay người ta đạt được tỷ số công suất phát xạ của máy phát trên công suất nguồn
là :1/4 –1/5 .Thời gian sống của vệ tinh từ 5 đến 10 năm . Các nhà chuyên môn thường
dùng 2 phương án dự phòng :
+ Dùng các vệ tinh dự phòng đặt sẵn trong quỹ đạo đòa tónh để thay thế các
vệ tinh đang hoạt động khi có sự cố hết tuổi thọ .
+ Chuẩn bò các vệ tinh thay thế ở mặt đất để chuyển lên quỹ đạo khi cần.
Phương án thứ hai rẻ hơn, nhưng có thể bò gián đoạn. Để công suất phát xạ 1W thì
trọng lương vệ tinh từ (1-2)kg, nếu 1KW thì trọng lượng tới 1tấn.
Đường kính của Anten phát phụ thuộc vào nhiều yếu tố : Độ lớn của vùng phủ sóng,
tần số công tác của hệ thống. Trung bình đường kính vùng phủ sóng là 700km, thì góc mở
của Aten là 1
0
. Với giải tần 12GHz dường kính Anten (parabol) phát có giá trò là 1,5 –2 m
(độ tăng ích 43dB).
Trong nhiều trường hợp, Anten phát cũng được dùng làm Atnen thu tín hiệu truyền hình
từ mặt đất lên. Tín hiệu ở đầu ra của khối thu sẽ được đưa vào mạch điều chế của máy
phát hình trong vệ tinh.
¬

Chương 3
MÁY THU HÌNH TVRO

3.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CÓ LIÊN QUAN GIỮA TRÁI ĐẤT VÀ VỆ TINH
3.1.1. Kinh tuyến và Vó tuyến

Trái đất được chia ra thành các kinh tuyến và các vó tuyến để xác đònh vò trí đòa lý
của các quốc gia, lãnh thổ hay một vò trí đòa lý cụ thể nào đó…
Các đường kinh tuyến đều quy về hai cực Bắc – Nam và được chia thành 360
0
. Kinh
độ gốc được chọn là đường đi qua Greenwich (Anh), nơi đặt đài thiên văn đầu tiên lớn
nhất. Từ kinh độ (0
0
) về hướng Đông bao gồm 180
0
và về hướng Tây bao gồm 180
0
Tây.
Các đường vó tuyến đều cắt và ngang qua các đường kinh tuyến. Vó độ là đường xích
đạo chia trái đất làm hai phần: bán cầu Bắc và bán cầu Nam. Vó độ 90
0
N lấy ở đòa cực
Bắc (Bắc cực) và 90
0
S lấy ở đòa cực Nam (Nam cực). Các đường kinh tuyến và vó tuyến
được mô tả như hình vẽ sau:
Việt nam nằm ở tọa độ 8
0
÷24
0
vó Bắc và 10
0
÷110
0
kinh Đông.

Hà Nội là 21
0
04 vó
Bắc và 105
0
84 kinh Đông. TP Hồ Chí Minh 10
0
58 vó Bắc và 106
0
62 kinh Đông.
3.1.2 Đòa cực và đòa từ
Các đường kinh tuyến đều tập trung về 2 đòa cực nên gọi là Bắc và Nam đòa lý. Còn
la bàn sẽ chỉ hướng Bắc từ trường của quả đất nên gọi là Bắc đòa từ.

O
160
0
140
0
120
0
100
0
80
60
40
20
20
40

60
80
100
0
120
0
140
0
16
0
0
A
20
60
40
O
Vó tuyến
20
0
Kinh tuyến
100
0
Xích đạo






Do các trạm thu đều nằm trên các kinh tuyến và vó tuyến đòa lý nên có sự khác biệt

với hướng đòa từ một góc , gọi là góc lệch.
Góc lệch thay đổi theo vó tyến và kinh tuyến, hay cụ thể hơn là nó tăng tỷ lệ với vó
độ. Ví dụ với vó độ 5
0
÷ 75
0
thì góc lệch 0,77
0
÷ 8,33
0
. Góc lệch của Hà nội 3
0
17 và TP
HCM 1
0
66.
3.1.3 Góc ngẩng (Elevation), Góc phương vò (Azimith) và Góc phân cực (Angle of
polavisation)
Ba thông số cần thiết và quan trọng để xác đònh đúng tọa độ vệ tinh và hướng phân
cực của nó là góc ngẩng, góc phân cực và góc phương vò. Thiết bò có liên quan tới 3 thông
số này là anten parabol và phần thu sóng.
3.1.3.1 Góc ngẩng
(θe)
- Là góc tạo thành giữa tiếp tuyến tại điểm thu ở mặt đất và đường nối
điểm thu đến vệ tinh. Được mô tả như hình vẽ:( Trang bên)
- Góc ngẩng tại xích đạo lớn nhất bằng 90
0
và càng đi về hai cực thì nó
càng giảm.
-Trong phạm vi hẹp ta có thể tạm coi mặt đất nơi đặt anten là đường tiếp tuyến.

Cách tìm hay dựng góc ngẩng rất khó. Bởi vậy ta có thể tìm góc nghiêng của nó để lắp
đặt dễ dàng hơn. Ta tính được góc ngẩng như sau:
θe = 90
0
– góc nghiêng (i)

Góc lệch
La bàn từ tính
O
0
Vó tuyến
90
0
Kinh tuyến
Xích đạo
N
Quỹ đạo
đòa tónh
N
Đ
ường ngang song song với mặt
đa
á
t
Go
ù
c nga
å
ng
θ

e
Mặt pha
ú
ng đa
á
t
i
d
Nord South
N

Góc nghiêng tạo bởi mặt phẳng miệng chảo và mặt đất, như hình vẽ:










Góc lệch (d) là góc thay đổi theo vó độ và do sự sai lệch giữa đòa cực với đòa từ nên
đối với cơ cấu dò tìm đồng bộ cần phải tính đến góc này để anten quay theo đúng quỹ đạo
vệ tinh từ Đông sang Tây. Lúc này góc ngẩng được tính:



Giá trò góc lệch và góc nghiêng được cho ở bảng sau (theo tư liệu của tạp chí Bưu
chính Viên thông 7/82):

Góc
å
Góc ngẩng
Xích đao
θe = 90
0
–
[ góc lệch (d) + góc nghiêng (i)]
Đ
ường ngang song song với mặt đất

Tiếp tuyến ngang
Góc ngẩng θe
( 90-
θ
e)

Góc n
g
hiên
g
:
(
90- θe
)

Ma
ë
t
p

hẳn
g
đất
N