Tính toán đường truyền tối ưu cho khách hàng của VINASAT 1 luận văn ths kỹ thuật điện tử viễn thông 60 52 70

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
-------***-------

Phạm Thị Thanh Vân

TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN TỐI ƯU
CHO KHÁCH HÀNG CỦA VINASAT 1

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2011


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
-------***-------

Phạm Thị Thanh Vân

TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN TỐI ƯU CHO
KHÁCH HÀNG CỦA VINASAT 1

Ngành
: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số
: 60 52 70

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. TRƯƠNG VŨ BẰNG GIANG

Hà Nội - 2011


MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................................... i
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.............................................................................................. iv
DANH SÁCH BẢNG BIỂU........................................................................................................ v
MỞ ĐẦU................................................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỆ TINH VINASAT-1................................................... 2
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG............................................................................................................... 2
1.2. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA VỆ TINH VINASAT-1................................. 2
1.2.1. Phân hệ tải............................................................................................................................ 3
1.2.2. Phần thân (BUS)............................................................................................................... 11
1.3. KẾT LUẬN................................................................................................................................ 19

CHƯƠNG 2 - KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT............................................................. 20
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG............................................................................................................ 20
2.2. ANTEN TRẠM MẶT ĐẤT................................................................................................... 20
2.2.1. Các loại anten trạm mặt đất........................................................................................... 20
2.2.2. Hệ số tăng ích của anten................................................................................................. 23
2.2.3. Độ rộng búp sóng............................................................................................................. 24
2.2.4. Búp sóng phụ..................................................................................................................... 24
2.3. ĐẦU THU PHÁT SÓNG (FEED HORN)......................................................................... 25
2.3.1. Chức năng đầu thu phát sóng........................................................................................ 25
2.3.2. Cấu trúc của đầu thu phát sóng..................................................................................... 26
2.4. BỘ KHUẾCH ĐẠI TẠP ÂM THẤP................................................................................... 27

2.4.1. Giới thiệu........................................................................................................................... 27
2.4.2. Các loại khuếch đại tạp âm thấp................................................................................... 27
2.5. BỘ ĐỔI TẦN............................................................................................................................ 28
2.5.1. Khái niệm........................................................................................................................... 28
2.5.2. Các bộ đổi tần kép............................................................................................................ 30
2.5.3. Các bộ dao động nội (Local Ocsillators).................................................................... 31
2.6. BỘ KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT CAO HPA (High Power Amplifer)......................32
2.6.1. Khái niệm........................................................................................................................... 32
2.6.2. Bộ khuếch đại công suất Klytron (KPA).................................................................... 32
2.6.3. Bộ khuếch đại đèn sóng chạy (TWTA)....................................................................... 34
2.6.4. Bộ khuếch đại công suất bán dẫn (SSPA).................................................................. 35
2.6.5 Các đặc tính của bộ khuếch đại công suất................................................................... 35

CHƯƠNG 3 - HỆ THỐNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN TỐI ƯU QUA
VỆ TINH VINASAT-1................................................................................................................. 37
3.1. CƠ SỞ TÍNH TOÁN............................................................................................................... 37


3.1.1.Giới thiệu chung................................................................................................................ 37
3.1.2. Phân tính đường truyền tuyến lên................................................................................ 38
3.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tuyến truyền dẫn......................................... 41
3.1.4. Các thông số của vệ tinh................................................................................................. 45
3.1.5. Phân tích đường truyền tuyến xuống........................................................................... 46
3.2. HỆ THỐNG TÍNH TOÁN ĐƯỜNG TRUYỀN TỐI ƯU QUA VỆ TINH VINASAT-1
48
3.2.1. Đặt vấn đề................................................................................................................................ 48
3.2.2. Các bước thực hiện................................................................................................................ 49
3.2.3. Hệ thống tính toán đường truyền tối ưu............................................................................ 54

KẾT LUẬN........................................................................................................................................ 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................... 67
PHỤ LỤC 1........................................................................................................................................ 68
PHỤ LỤC 2........................................................................................................................................ 73


i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT
Az
U/C
CBTX
CDMA
CMD
CMR
C/N
CT&R
CTU
DEMO
DE-PSK
D/C
EIRP
El
EPS
EPSMS
ES
FC
FDM
FDMA
FM

FSW


FTP
HPA
GEO
GN&C
GRE
G/T
IBO
IF
INTELSAT
KPA
LNA
LO
LTWTA
MCPC
MOD
NOC
NSSK
OBC
OBO
ODU
OFDM
PSK
PSS
QAM


QPSK

RF
Rx
SA
SCPC
S/C
SFD
SK
SOM
SSPA
TCS
TLM
TDM
TDMA
Tx
TWT
TWTA
U/C
UDU
VPOL
W


iv

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1-1: Mô hình vệ tinh VINASAT-1................................................................. 3
Hình 1-2: Giản đồ phân bố tần số băng Ku..........................................................4
Hình 1-3: Giản đồ phân bố tần số băng C............................................................4
Hình 1-4: Mô hình bố trí các anten phía Đông và phía Tây................................ 6
Hình 1-5: Sơ đồ khối chức năng phân hệ tải tin băng Ku.................................... 6

Hình 1-6: Sơ đồ khối chức năng phân hệ tải tin băng C...................................... 7
Hình 1-7: Vùng phủ sóng băng Ku....................................................................... 8
Hình 1-8: Vùng phủ sóng các thành phố băng Ku................................................9
Hình1-9: Vùng phủ sóng băng C........................................................................ 10
Hình 1-10: Vùng phủ sóng các thành phố băng C..............................................11
Hình 1-11: Sơ đồ khối chức năng phần thân BUS.............................................. 12
Hình 1-12: Giới hạn các khoảng nhiệt độ trong quá trình điều khiển vệ tinh....16
Hình 2-1: Cấu hình trạm mặt đất........................................................................20
Hình 2-2: Anten phản xạ parabol....................................................................... 21
Hình 2-3: Cấu hình gương anten Cassegrain.....................................................22
Hình 2-4: Anten lệch...........................................................................................23
Hình 2-5: Đồ thị bức xạ của anten parabol........................................................25
Hình 2-6: Đầu thu phát sóng của ăn-ten............................................................ 26
Hình 2-7: Bộ hạ tần kép băng C độ rộng 36 MHz..............................................31
Hình 2-8: Nguyên lý hai kiểu hạ tần: a) Đơn - b) Kép....................................... 31
Hình 2-9: Cấu trúc bộ KPA.................................................................................33
Hình 2-10: Cấu trúc TWTA.................................................................................34
Hình 2-11: Đặc tuyến công suất..........................................................................35
Hình 3-1: Sơ đồ khối tính toán đường truyền.....................................................37
Hình 3-2: Mô tả đầu vào các tầng máy thu........................................................ 44
Hình 3-3: Mô hình bài toán tính toán đường truyền tối ưu................................49
Hình 3-4: Giao diện chính của hệ thống.............................................................55
Hình 3-5: Giao diện kết quả............................................................................... 56
Hình 3-6: Giao diện khuyến nghị khách hàng.................................................... 56
Hình 3-7: Kết quả mức thu sóng mang từ Bình Dương bằng phân tích phổ......62
Hình 3-8: Kết quả mức thu sóng mang từ Bình Dương bằng phân tích phổ......63


v

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Phân bố băng tần Ku........................................................................... 5
Bảng 1-2: Phân bố tần số băng C.........................................................................5
Bảng 3-1: Suy hao khí quyển theo tần số............................................................43
Bảng 3-2: Mẫu thông tin khách hàng
........................................................................................................................................................................

57
Bảng 3-3: Cấu hình cho trạm mặt đất
........................................................................................................................................................................

60


1

MỞ ĐẦU
Vệ tinh VINASAT-1 là vệ tinh đầu tiên của Việt Nam đã được phóng lên
quỹ đạo vào ngày 19/04/2008. Tám ngày sau khi phóng, vệ tinh VINASAT-1 đã
được đưa vào quỹ đạo 132oE và hoạt động ổn định từ đó cho tới nay. VINASAT1 là vệ tinh địa tĩnh nằm cách mặt đất gần 36.000 km, ngay trên bầu trời nước ta.
Với việc phóng thành công vệ tinh VINASAT-1, Việt Nam đã trở thành nước thứ
93 trên thế giới và nước thứ 6 tại Đông Nam Á có vệ tinh riêng trên quỹ đạo địa
tĩnh.
Sự kiện phóng vệ tinh VINASAT-1 có ý nghĩa đặc biệt quan trọng khẳng
định chủ quyền quốc gia của Việt Nam trên quỹ đạo không gian, đồng thời nâng
cao hình ảnh, uy tín của Việt Nam nói chung và ngành Công nghệ Viễn thông
Việt Nam nói riêng. VINASAT-1 phủ sóng toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, Lào,
Campuchia, Thái Lan, một phần của Myanma, Ấn Độ, Nhật Bản và Úc.
VINASAT-1 đi vào hoạt động đã làm hoàn thiện cơ sở hạ tầng - Thông tin
liên lạc của quốc gia, cung cấp các dịch vụ ứng dụng như: dịch vụ truyền dữ

liệu, truyền hình quảng bá, dịch vụ điện thoại, fax và internet thích hợp cho cả
vùng sâu vùng xa, dịch vụ thu phát hình lưu động, dịch vụ trung kế mạng di
động, truyền hình hội nghị, đảm bảo an ninh quốc phòng… Đặc biệt cung cấp
đường truyền thông tin cho các trường hợp khẩn cấp như thiên tai, bão lụt,
đường truyền cho các nơi vùng sâu, vùng xa, hải đảo mà các phương tiện truyền
dẫn khác khó vươn tới được.
Để nâng cao chất lượng dịch vụ truyền dẫn vệ tinh, tránh ảnh hưởng các
vệ tinh lân cận của VINASAT-1, một đòi hỏi cấp thiết với nhà cung cấp dịch vụ
truyền dẫn và vận hành VINASAT-1 là phải tính toán tối ưu hóa đường truyền
cho khách hàng.
Vì vậy, luận văn này đi sâu vào việc nghiên cứu tổng quan về các phân hệ
cơ bản của Vệ tinh VINASAT-1 và kỹ thuật trạm mặt đất để ứng dụng phân tích,
tính toán đường truyền tối ưu cho khách hàng của VINASAT-1.


2

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỆ TINH VINASAT-1
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Vệ tinh VINASAT-1 là vệ tinh đầu tiên của Việt Nam đã được phóng
thành công lên quỹ đạo vào ngày 19/04/2008. Việc phóng vệ tinh viễn thông
riêng của Việt Nam đáp ứng nhu cầu cho việc hỗ trợ, bổ sung các hệ thống
truyền dẫn thông tin trong nước và quốc tế hiện có, góp phần làm tăng độ dự
phòng và an toàn, tin cậy cho các hệ thống thông tin công ích và công cộng đang
hoạt động trên lãnh thổ Việt Nam.
Vệ tinh VINASAT-1 góp phần tạo nên sự phát triển các loại hình dịch vụ
công nghệ mới, góp phần phát triển kinh tế, bảo vệ an ninh quốc phòng, nâng
cao dân trí và đời sống xã hội, đặc biệt trong việc đẩy mạnh ứng dụng và phát

triển công nghệ thông tin phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước.
Việc phóng vệ tinh VINASAT-1 khẳng định chủ quyền và tài sản quốc gia
về vị trí quỹ đạo 1320E và vệ tinh trong không gian của nước ta trên thế giới
Vệ tinh VINASAT-1 sử dụng công nghệ hiện đại nhất hiện nay do tập
đoàn sản xuất thiết bị công nghệ vũ trụ lớn nhất của Mỹ là Lockheed Martin
Commercial Space Systems và công ty vận tải hàng không vũ trụ Châu Âu
Arianespace phụ trách đảm nhận việc phóng vệ tinh.
1.2. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA VỆ TINH VINASAT-1
Vệ tinh VINASAT-1 được đặt ở quỹ đạo địa tĩnh tại kinh tuyến 1320E,
cách trái đất 35768 Km. Vệ tinh cao 4m, trọng lượng khô khoảng hơn 2.7 tấn.
Tuổi thọ theo thiết kế tối thiểu 15 năm và có thể kéo dài thêm một vài năm tùy
thuộc vào mức độ tiêu hao nhiên liệu và đặc tính hoạt động của các thiết bị trên
vệ tinh. Độ ổn định vị trí kinh độ và vĩ độ là +/- 0,05 độ. Thiết kế vệ tinh


3

VINASAT-1 đảm bảo các yêu cầu chất lượng khi vệ tinh hoạt động trong môi
trường bức xạ thực tế trên quỹ đạo trong suốt tuổi thọ của vệ tinh.
Vệ tinh VINASAT-1 thực chất là một trạm phát lặp tích cực trên tuyến
thông tin siêu cao tần: Trạm phát mặt đất – vệ tinh VINASAT-1 – Trạm mặt đất
thu, cấu trúc gồm có hai phần chính là: phần tải (Payload) và phần thân (Bus).

Hình 1-1: Mô hình vệ tinh VINASAT-1
1.2.1. Phân hệ tải
1.2.1.1. Tổng quan phân hệ tải
Đây là bộ phận quan trọng nhất trực tiếp cung cấp dịch vụ cho hệ thống
thông tin vệ tinh của cúng ta. Phần tải của vệ tinh được thiết kế để hoạt động ở
hai băng tần là băng Ku và băng C mở rộng. Phân hệ tải ở băng Ku có vùng phủ

sóng ở cả hướng thu và phát là Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan và một
phần Myanma. Phân hệ tải băng C được thiết kế có vùng phủ sóng cả hướng thu
và phát là Việt Nam, Lào, Campuchia, Đông Nam Á, Ấn Độ, Nhật Bản và Úc.
Phân hệ tải của VINASAT-1 cung cấp 12 kênh băng Ku có độ rộng mỗi
kênh là 36MHz và 12 kênh băng C trong đó có 10 kênh có độ rộng là 36MHz và
2 kênh có độ rộng là 72MHz. Tải tin băng Ku sử dụng 12 trong số 16 bộ khuếch
đại đèn sóng chạy tuyến tính hóa có công suất là 108 W LTWTA và tải tin băng
C sử dụng 8 trong số 11 bộ LTWTA công suất 68W để thực hiện 3 kênh thứ cấp.
Nhưng tại thời điểm chúng ta chỉ có thể sử dụng tối đa là 11 kênh của băng
C.


4

Thiết bị trên băng Ku làm việc ở tần số hướng lên là (13.75 ÷ 14.0) GHz
và (14.25 ÷ 14.5) GHz và tần số hướng xuống là (10.95 ÷ 11.2) GHz và (11.45 ÷
11.7) GHz. Thiết bị trên băng C làm việc tại tần số hướng lên là (6.425 ÷
6.725)GHz và tần số hướng xuống là (3.400 3.700) GHz. Các phân bố tần số
được biễu diễn bằng hình ảnh như trong hình 1.2, hình 1.3 và được biễu diễn
dưới dạng bảng như trong bảng 1.1 và bảng 1.2:

Hình 1-2: Giản đồ phân bố tần số băng Ku

Hình 1-3: Giản đồ phân bố tần số băng C


5

Bảng 1-1: Phân bố băng tần Ku

Bảng 1-2: Phân bố tần số băng C


6

1.2.1.2 Cấu tạo và hoạt động của phân hệ tải
Cấu tạo:
Phân hệ có hai mặt phản xạ mô hình lưới kép được bố trí tại phía đông và phía
tây của vệ tinh (hình 1.4).



Hình 1-4: Mô hình bố trí các anten phía Đông và phía Tây
Băng Ku:

Tải băng Ku sử dụng bề mặt phía sau của 2 khối gương phản xạ dạng lưới
kép ở mặt Tây và mặt Đông. Phần sau của mặt Đông nhận tín hiệu đường lên
với phân cực thẳng (phân cực V) và phần sau của anten mặt Tây phát tín hiệu
đường xuống với phân cực ngang (phân cực H).

Hình 1-5: Sơ đồ khối chức năng phân hệ tải tin băng Ku




7

Băng C:

Các anten của băng C nằm ở mặt trước của hệ thống gương phản xạ lưới

kép ở cả mặt Tây và mặt Đông . Mặt trước phía Đông nhận và phát ở phân cực
H còn mặt trước phía Tây để nhận và phát ở phân cực V . Băng C dùng bộ phân
tách (diplexer) để phân chia từng phân cực thành Tx và Rx (Tx với hướng phát
và Rx với hướng thu).

Hình 1-6: Sơ đồ khối chức năng phân hệ tải tin băng C

Hoạt động của băng tần



Hoạt động của băng Ku:

Tải tin băng Ku sử dụng bề mặt phía sau của hai khối gương phản xạ dạng
lưới kép, phủ sóng Việt Nam, Lào, Campuchia, và một phần Myanma. Hướng
phát là toàn bộ khoảng tần số từ (10,95 ÷ 11,7) GHz và hướng thu là toàn bộ
khoảng tần số từ (13,75 ÷ 14,5) GHz.
Đặc tính của các anten thu và phát được xác định bởi: Công suất bức xạ
đẳng hướng tương đương (EIRP) và hệ số phẩm chất của trạm thu (G/T) thu
được tại các thành phố (các điểm phủ sóng cụ thể) bên trong các đa giác phủ
sóng xác định (polygon) trên toàn vùng phủ sóng. Vùng phủ sóng băng Ku được
hiển thị trên hình 1.7 và hình 1.8


8

Hình 1-7: Vùng phủ sóng băng Ku


9



Hình 1-8: Vùng phủ sóng các thành phố băng Ku
Hoạt động của băng C:

Tải tin băng C sử dụng bề mặt phía trên của hai khối gương phản xạ dạng
lưới kép, vùng phủ sóng bao gồm: Việt Nam, Lào, Campuchia, Đông Nam Á,
Ấn Độ, Nhật bản và Úc. Hướng phát là toàn bộ khoảng tần số từ (3.400 ÷ 3.700)
GHz, hướng thu là toàn bộ khoảng tần số từ (6.425 ÷ 6.725) GHz.
Đặc tính của anten thu và phát được xác định bởi: Công suất bức xạ đẳng
hướng tương đương (EIRP) và hệ số phẩm chất của trạm thu (G/T) thu được tại
các thành phố (các điểm phủ sóng cụ thể) bên trong các đa giác phủ sóng xác
định trên toàn vùng phủ sóng. Vùng phủ sóng của băng C được hiển thị trên hình
1.9 và hình 1.10


10

Hình1-9: Vùng phủ sóng băng C


11

Hình 1-10: Vùng phủ sóng các thành phố băng C
1.2.2. Phần thân (BUS)
Phần thân BUS (hình 1.11) không tham gia trực tiếp vào quá trình phát lặp
của hệ thống thông tin vệ tinh nhưng nó đảm bảo các điều kiện yêu cầu cho tải
hữu ích thực hiện chức năng của một trạm phát lặp. Phần thân được chia thành
sáu phân hệ con: phân hệ điều khiển đo xa CT&R (Command, Telemetry and

Ranging - CT&R); phân hệ điều khiển tư thế GN&C (Guidance, Navigation and
Control - GN&C); phân hệ phần mềm điều khiển bay FSW (Flight Software);
phân hệ nguồn cho vệ tinh EPS (Electrical Power Subsytem); phân hệ đẩy PSS
(Propulsion Subsystem); phân hệ quản lý nhiệt TCS (Thermal Control
Subsystem).


12

Hình 1-11: Sơ đồ khối chức năng phần thân BUS
1.2.2.1. Phân hệ điều khiển đo xa (CT&R)
Chức năng
Phân hệ CT&R cung cấp cho vệ tinh các khả năng: thu nhận, xác nhận,
phân phối và thực hiện các lệnh tuyến lên. Do vậy, để cung cấp sự truyền thông
tin cậy trong mọi quá trình hoạt động và với mọi tư thế của vệ tinh, phân hệ này
có một Anten vô hướng và các Anten loa cho Command và Telemetry. Trong các
hoạt động quĩ đạo thông thường, các lệnh gửi lên vệ tinh được nhận bởi Anten
truyền thông băng C ở phía đông, và Anten loa Telemetry thì được sử dụng để
truyền Telemetry về mặt đất.
Phân hệ CT&R cũng thu thập, định dạng và chuyển tiếp các Telemetry từ tất
cả các phân hệ vệ tinh về trái đất. Phân hệ CT&R có khả năng tạo ra hai dòng
Telemetry đồng thời. Chúng được gọi là dòng Telemetry chính (Normal
Telemetry) và dòng Telemetry phụ (Auxiliary Telemetry). Các dòng Telemetry
này được điều chế khoá dịch pha (PSK) vào các sóng mang con sau đó các sóng
mang con này sẽ điều chế pha (PM) vào sóng mang Telemetry (sóng mang này
do bộ phát Beacon tạo ra). Trong chế độ hoạt động thông thường thì cả hai dòng
Telemetry được gửi về trái đất trên cùng một sóng mang đơn; Tuy nhiên cũng có
thể gửi mỗi dòng Telemetry trên một sóng mang riêng lẻ (chúng ta có 2 sóng

13

mang cho tuyến xuống 3698.5 MHz và 3696.5 MHz). Dòng Telemetry chính có
một định dạng chuẩn. Dòng Telemetry phụ hỗ trợ 3 chế độ: Subframe, OBC
Memory Dump, và Dwell. Có 4 khe riêng biệt được sắp sếp theo thứ tự để sử
dụng cho dòng Telemetry phụ, mỗi khe này có thể chứa một tuỳ chọn Telemetry
phụ (mỗi khe này có thể tồn tại ở một trong 3 chế độ khung phụ: Subframe,
OBC memory Dump, Dwell).
Việc tiếp nhận và phát lại các âm tần đo khoảng cách (Ranging tones) cũng
được thực hiện trong phân hệ CT&R thông qua các bộ phát telemetry băng C.
Phân hệ này không thể thực hiện đồng thời tín hiệu lệnh và đo khoảng cách,
nhưng có thể thực hiện đồng thời tín hiệu telemetry và đo khoảng cách. Hơn thế
nữa, phân hệ còn cung cấp khả năng xử lý và tài nguyên bộ nhớ cần thiết để
phục vụ cho phân hệ CT&R cũng như phục vụ các yêu cầu từ các phân hệ khác.
Bộ vi xử lý sẽ thực hiện các tính toán giám sát, điều khiển tư thế và đồng thời
cũng thực hiện các chức năng giám sát, điều khiển nhiệt độ của vệ tinh.
Các bộ phận băng tần cơ sở được cấu hình giống như một hệ thống phân tán
(xem hình 1.11) và các bộ phận này được nối với nhau thông qua các Bus dữ
liệu MIL-STD-1553B. Các khối thực hiện lệnh và telemetry có khả năng hoạt
động trong tất cả các thời kì: kiểm tra hệ thống, trước phóng, phóng, và trong
khi hoạt động trên quĩ đạo.
Phần cao tần của phân hệ CT&R cũng có thể được sử dụng như một bộ phát
đáp băng tần hẹp cho các tín hiệu đo khoảng cách. Hoạt động của phân hệ
CT&R là động lập với hoạt động của phân hệ truyền thông và không can nhiễu
với lưu lượng thông tin.
1.2.2.2. Phân hệ điều khiển tư thế (GN&C)
Phân hệ GN&C cung cấp tư thế chính xác và ổn định của 3 trục trong suốt
thời kỳ hoạt động. Trong quỹ đạo chuyển tiếp, các tên lửa đẩy được sử dụng cho
việc điều khiển các hoạt động từ khi phóng, và trong quá trình tìm kiếm định vị
trái đất (Earth Acquisition), xoay tư thế, và đốt động cơ viễn điểm. Các con quay

hồi chuyển (Reaction wheels) được sử dụng vào tất cả các thời điểm khác.


14

Trong quỹ đạo hoạt động, con quay hồi chuyển được sử dụng cho việc điều
khiển thông thường còn tên lửa đẩy được sử dụng cho quá trình ổn định vị trí vệ
tinh. Việc điều chỉnh momen đôi khi được thực hiện bởi các tên lửa đẩy. Trong
quá trình hoạt động bình thường, tư thế quán tính được truyền sử dụng các tốc
độ góc được đo bởi một bộ đo quán tính (IMU: Inertial measurement Unit) hoạt
động liên tục. Khi không có dữ liệu IMU hợp lệ do có lỗi xảy ra với IMU, tốc độ
quỹ đạo không đổi được sử dụng để truyền ma trận 4 thông số quán tính cho
hoạt động của SLACS (điều khiển tư thế gyroless). Các chế độ điều khiển gồm
thu nhận trái đất, thu nhận mặt trời, xoay tư thế, và đốt động cơ viễn điểm trong
quỹ đạo chuyển tiếp; và các hoạt động thông thường, quá trình điều khiển ổn
định vị trí, thu nhận trái đất và thu nhận lại trái đất trong quỹ đạo đồng bộ.
Các chức năng của phân hệ trong quỹ đạo hoạt động:
- Xác định tư thế của vệ tinh trong không gian
- Điều khiển tư thế của vệ tinh hướng đến vùng dịch vụ
-

Thực hiện các quá trình maneuver để giữ vệ tinh trong vùng kinh độ và vĩ

độ cho phép.
- Duy trì việc định hướng trong các quá trình điều khiển ổn định vị trí vệ tinh.
- Khôi phục tư thế hoạt động từ bất kỳ tư thế nào.
Phân hệ GN&C điều khiển tư thế của vệ tinh tới hướng mong muốn và duy trì
quỹ đạo trong vùng kinh độ và vĩ độ cho phép đã được xác định.
1.2.2.3. Phân hệ đẩy (PSS)
Chức năng của phân hệ đẩy PSS là giúp cho vệ tinh chuyển động sau khi

được tách khỏi thiết bị phóng. Nó bao gồm tạo các điều chỉnh tư thế, chuyển từ
trạng thái ở quỹ đạo chuyển tiếp sang quỹ đạo hoạt động, và quá trình ổn đinh vị
trí vệ tinh.
Maneuver là quá trình thực hiện điều chỉnh quỹ đạo của vệ tinh. Có hai
quá trình Maneuver được thực hiện định kỳ hàng tuần là:


15

 North-South: Điều chỉnh độ nghiêng của quỹ đạo vệ tinh.
 East-West: Điều chỉnh trôi kinh độ của vệ tinh và độ lệch tâm của quỹ đạo.
1.2.2.4. Phân hệ quản lý nhiệt (TCS)
Về mặt chức năng:
TCS chứa tất cả các phần tử của vệ tinh được kết hợp với việc duy trì các
cấu trúc và thiết bị vệ tinh bên trong một dải nhiệt độ được điều khiển trong suốt
quá trình nhiệm vụ như: Trước khi phóng, trong quá trình phóng cho tới khi vệ
tinh hoạt động trong quỹ đạo địa tĩnh.
Phân hệ quản lý nhiệt của vệ tinh được thiết kế nhằm duy trì tất cả các
thành phần và thiết bị của vệ tinh trong khoảng nhiệt độ nhất định, khoảng nhiệt
độ này hẹp hơn ít nhất khoảng 200C so với dải nhiệt độ tiêu chuẩn của thiết bị
(thấp hơn 10oC so với nhiệt độ lớn nhất và cao hơn 10 oC so với nhiệt độ thấp
nhất của dải nhiệt độ tiêu chuẩn ). Khoảng nhiệt độ tiêu chuẩn được định nghĩa
là khoảng nhiệt độ mà tại đó mỗi thành phần của thiết bị đã được kiểm nghiệm
và chứng nhận hoạt động an toàn, thỏa mãn tất cả các yêu cầu của phân hệ.
Trong suốt thời gian thực hiện maneuver, phân hệ quản lý nhiệt được phép duy
trì các thiết bị tại nhiệt độ cao hơn ngưỡng cho phép, cụ thể là thấp hơn 5 0C so
với ngưỡng trên của nhiệt độ tiêu chuẩn. Các thiết bị không hoạt động được duy
trì trong khoảng giới hạn nhiệt độ dành cho chế độ không hoạt động. Các thiết bị
không hoạt động khi được kích hoạt sẽ ở nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ thấp
nhất khi hoạt động. Hình 1.12 chỉ rõ mối quan hệ giữa nhiệt độ hoạt động,

khoảng giới hạn cho phép và khoảng giới hạn tiêu chuẩn.


16

Hình 1-12: Giới hạn các khoảng nhiệt độ trong quá trình điều khiển vệ
tinh Hoạt động điều khiển nhiệt độ của phân hệ TCS
Phân hệ này có nhiệm vụ điều khiển nhiệt độ của vệ tinh, nó điểu khiển
nhiệt độ của các phân hệ con và các thành phần vệ tinh như:
-

Điều khiển nhiệt độ OBC.

-

Điều khiển nhiệt độ phân hệ con truyền thông.

-

Điều khiển nhiệt độ phân hệ con nguồn.

-

Điều khiển nhiệt phân hệ con đẩy.

-

Điều khiển nhiệt phân hệ con điều khiển tư thế.

-

Điều khiển nhiệt phân hệ con TT&C.

1.2.2.5. Phân hệ nguồn cho vệ tinh (EPS)
Chức năng:
EPS có chức năng phát, lưu trữ, điều phối nguồn điện được cung cấp cho
các tải khác nhau trên vệ tinh trong suốt quá trình hoạt động 15 năm ở vị trí quỹ