Монитор-Э готов

[X]

Создание систем, работающих в стандарте CCSDS дело важное. Но для этого надо сначала разработать и внедрить соответствующие стандарты внутри страны. А это дело не одного года, так скажем. Ведь рекомендации CCSDS не на пустом месте были созданы и существуют не сами по себе. Это очень большая работа, гораздо сложнее, чем создание одиночной спутниковой платформы.

Полностью согласен. Но я и не говорил, что эта работа должна выполняться в рамках создания одиночной платформы. Я написал о CCSDS в плане продолжения моих мыслей об использовании накопленного опыта при проектировании новых космических систем,  о поиске наилучших решений, оптимизации стратегии продвижения на рынок и т.д.

[Старый]

Топсат, значит.
 Проблем вобщемто две:
1. Получить изображение
2. Передать его.
 Разрешение 2.5 метра. При таком разрешении использовать аппарат в тактических целях бессмысленно. На снимках не удастся распознать никаких тактических объектов: ни военной техники ни транспортных средств ни полевых укреплений. Какова же тьогда собственно задача спутника? Фотографировать стационарные объекты типа дорог и зданий? Про них и так известно где они есть.
 Надо увеличить разрешение хотя бы до метра. Опознать типы военной техники и полевых укреплений всё равно не удастся но хотя бы удастся обнаружить их наличие. Увеличить разрешение значит увеличить размер оптики. Размер растёт в 2 раза - масса в восемь раз. Микроспутник моментально вырастает до тонны и обгоняет Монитор. Ну а если разрешение увеличить как у людей - до полметра то ещё в 8 раз и сразу до размеров Гелиоса/КН-11. А всего то увеличили разрешение в 5 раз.
 Передать. Если спутник снимает десятикилометровую полосу с разрешением 2.5 метра то это 4000 пикселов поперёк, да? И 3000 пикселов в секунду вдоль, да? Итого 12 мегапикселов в секунду.
 А пропускная способность радиолинии 11 мегабит в секунду. То есть даже если каждый пиксел кодируется одним битом то передавать в реальном времени такую "шахматную полоску" он всё равно не сможет.  Как минимум требуется кодирование хотя бы пятью битами, обычно больше. Значит или сужай полосу до двух км или увеличивай в пять раз пропускную способность.  Если разрешение увеличить до метра то пропускную способность нужно поднять ещё в 6 раз (в сумме в 30) а если до 0.5 метра то в 25 раз (в сумме в 125 раз).
 Вот чтоб передавать в реальном масштабе времени 10-километровую полоску с разрешением 0.5 метра и кодированием 5 бит на пиксел требуется увеличить нынешнюю пропускную способность в 140 раз и довести её до 1.5 гигабита в секунду.
 Неслабо увеличить пропускную способность на два порядка? Это значит нужно в разы увеличивать мощность передатчика и СБ, ставить направленную антенну, оснащать наземную станцию многометровой параболической наводящейся антеной. Микроспутник быстро превращается в Гелиос или КН-11. Наземные станции тоже.
 Ну и ещё на закуску. А как спутник узнает какую полоску снимать? На какую десятикилометровую полоску из сотен видимых в данный момент со спутника нацеливать камеру? Кто даст спутнику команду?
 Каждый из потребителей будет иметь свою станцию управления и каждый будет крутить спутник в свою сторону причём одновременно? Или всётаки прийдётся заблаговременно посылать заявки в ЦУП, там их поставят в очередь и потом шифровкой сообщат полевому командиру когда спутник сможет поработать по его заявке. Чтобы понять что это будет уже поздно к бабке ходить не надо.  

 Вот такая ситуация. Малые спутники не будут использоваться в интересах не только тактической но и оперативной разведки нигде и никогда. И никаких шансов. Не понимает этого только непробиваемый дилетант.
 Кадры которые парят нам Топсат либо воинствующие ламеры (что врядли) либо очередные аферисты (что быстрее всего). Только и всего.
 Поклонникам малых спутников рекомендую успокоиться. У них никаких шансов. Нигде и никогда. Гелиос-2 видели? Вот.

[Andy_K64]

Создание систем, работающих в стандарте CCSDS дело важное. Но для этого надо сначала разработать и внедрить соответствующие стандарты внутри страны. А это дело не одного года, так скажем. Ведь рекомендации CCSDS не на пустом месте были созданы и существуют не сами по себе. Это очень большая работа, гораздо сложнее, чем создание одиночной спутниковой платформы.

Полностью согласен. Но я и не говорил, что эта работа должна выполняться в рамках создания одиночной платформы. Я написал о CCSDS в плане продолжения моих мыслей об использовании накопленного опыта при проектировании новых космических систем,  о поиске наилучших решений, оптимизации стратегии продвижения на рынок и т.д.

Все верно. Но это дело не стоит на месте. Я знаю, по крайней мере, один российский КА, где весь внутренний обмен данными (команды и телеметрия) идет в стандарте CCSDS. Да и внешний (с Землей) тоже. Правда, при обмене с Землей пакеты CCSDS инкапсулированы в потоки данных, структурированные по стандартам СССР.

[sleo]

Немного уточню: сейчас местное солнечное время прохождения восходящего узла 10:45. Я не смотрел динамику, но если оно будет дрейфовать к полдню, то это скажется на ценности снимков.

Пардон, не туда глянул. Действительно в данный момент среднее солнечное время прохождения ВОСХОДЯЩЕГО узла около 10:45.
Сейчас тенденция обратная - от полудня ближе к утру. Что дальше будет - не считал пока.

Глянул на динамику: местное солнечное время на экваторе почти не меняется. У меня получилось, что с момента запуска (конец октября)  местное солнечное время подвинулось на 4 секуды к полдню.

[sleo]

Может, и ошибка. Но похоже, что нет. Как разгружается накопленный момент? Только гравитационная разгрузка?

Видимо не только, надо посмотреть внимательней.

Комментарий Алексея Кучейко (как дополнение к дискуссии) по поводу TOPSATа здесь:
http://www.gisa.ru/26236.html

Посмотрел вашу ссылку. Пишут о разгрузочных магнитных катушках.

[sleo]

Топсат, значит.
 Проблем вобщемто две:
1. Получить изображение
2. Передать его.
 Разрешение 2.5 метра. При таком разрешении использовать аппарат в тактических целях бессмысленно. На снимках не удастся распознать никаких тактических объектов: ни военной техники ни транспортных средств ни полевых укреплений. Какова же тьогда собственно задача спутника? Фотографировать стационарные объекты типа дорог и зданий? Про них и так известно где они есть.
 Надо увеличить разрешение хотя бы до метра. Опознать типы военной техники и полевых укреплений всё равно не удастся но хотя бы удастся обнаружить их наличие. Увеличить разрешение значит увеличить размер оптики. Размер растёт в 2 раза - масса в восемь раз. Микроспутник моментально вырастает до тонны и обгоняет Монитор. Ну а если разрешение увеличить как у людей - до полметра то ещё в 8 раз и сразу до размеров Гелиоса/КН-11. А всего то увеличили разрешение в 5 раз.

Увеличить разрешение в 2 раза - совсем не означает увеличить массу в 8 раз. Пример: SPOT-4 и SPOT-5. Разрешение выросло вдвое (5 м у SPOT-5 против 10 м у SPOT-4), а масса осталась практически неизменной (2755 kg SPOT-4; 3000 kg SPOT-5) Аналогично энергетика (2.1 kW  SPOT-4; 2.4 kW SPOT-5

Передать. Если спутник снимает десятикилометровую полосу с разрешением 2.5 метра то это 4000 пикселов поперёк, да? И 3000 пикселов в секунду вдоль, да? Итого 12 мегапикселов в секунду.
 А пропускная способность радиолинии 11 мегабит в секунду. То есть даже если каждый пиксел кодируется одним битом то передавать в реальном времени такую "шахматную полоску" он всё равно не сможет.  Как минимум требуется кодирование хотя бы пятью битами, обычно больше. Значит или сужай полосу до двух км или увеличивай в пять раз пропускную способность.  Если разрешение увеличить до метра то пропускную способность нужно поднять ещё в 6 раз (в сумме в 30) а если до 0.5 метра то в 25 раз (в сумме в 125 раз).
 Вот чтоб передавать в реальном масштабе времени 10-километровую полоску с разрешением 0.5 метра и кодированием 5 бит на пиксел требуется увеличить нынешнюю пропускную способность в 140 раз и довести её до 1.5 гигабита в секунду.
 Неслабо увеличить пропускную способность на два порядка? Это значит нужно в разы увеличивать мощность передатчика и СБ, ставить направленную антенну, оснащать наземную станцию многометровой параболической наводящейся антеной.

У линейки Топсата 6000 пикселей. Весь снимок (квадрат) 12 000 000 пикселей. Ранее приводиась цифра, что емкость памяти 300 Мбит на 4 снимка, значит на один снимок - 75 Мбит. Разделим на 12 Мпикс, получим 6 бит на пиксель. Интересно, о каком качестве снимка можно говорить при шести битах?
Насчет увеличения мощности передатчика в разы - не уверен. X-band - порядка 8 ГГц, и этого вполне достаточно для увеличения пропускной способности радиолинии  до значений,  много бОльших, чем  11 Мбит/с. А если несущую частоту не меняем, то и мощность практически не меняется.

[pk13]

Насчет тактических аппаратов: а про лазерную связь ничего там не слышно? ИМХО для вояк самое оно. Помехозащищенность практически 100%, и скорость как раз на порядки

Японцы с Артемисом вроде удачно провзаимодействовали, но это все еще на уровне изысканий, а не практического применения. Кроме того, помехозащищенность как раз слабое звено в лазерной связи, по крайней мере с землей, враги быстро сообразят какую-нить подходящую по составу дымовую завесу, чтоб дешево и гарантированно отрубить прохождение луча, ну или рассеивать его до неприличия  , да и вообще над ТВД мало ли какой смог будет стоять  

[Old Maple]

Интересно, о каком качестве снимка можно говорить при шести битах?

На 6-ти битах можно закодировать 8-битную градацию серого (черно-белую)... Это делается путем удаления двух младших бит, которые на градацию влияют мало... ИМХО, наверное, так и делается...

[ДмитрийК]

На 6-ти битах можно закодировать 8-битную градацию серого (черно-белую)... Это делается путем удаления двух младших бит, которые на градацию влияют мало... ИМХО, наверное, так и делается...

В ОХ УМОРУ сразу

Говоря про память на борту - какую-то компрессию конечно используют, их много разных, с потерей качества или без - хрен его знает, наверное от задачи зависит. Но вообще что-то мне подсказывает что объем памяти ну никак не может быть узким местом в подобной системе. Ну не может флеш-память, даже в космическом rad-hard исполнении столько стоить чтобы имело смысл на ней экономить даже в таком дешевом проекте. Места, веса, потребляемого электричества и отводимого тепла (основные ограничения) она тоже много не требует.
Да, конечно, вообще с радиационно стойкой флэш-памятью напряженка, но в данном случае особой надежности и не требуется. Это ж всего лишь фотографии а не программа полета к Сатурну Время хранения данных исчисляется днями/часами и пара дохлых битов особой роли не играет.

[X]

Насчет тактических аппаратов: а про лазерную связь ничего там не слышно? ИМХО для вояк самое оно. Помехозащищенность практически 100%, и скорость как раз на порядки

Японцы с Артемисом вроде удачно провзаимодействовали, но это все еще на уровне изысканий, а не практического применения. Кроме того, помехозащищенность как раз слабое звено в лазерной связи, по крайней мере с землей, враги быстро сообразят какую-нить подходящую по составу дымовую завесу, чтоб дешево и гарантированно отрубить прохождение луча, ну или рассеивать его до неприличия  , да и вообще над ТВД мало ли какой смог будет стоять  

Да какой там "смог". Атмосфера Земли сама обеспечивает такие потери, что для приема лазерного сигнала с высокой скоростью передачи информации требуется на борту закачивать очень большие мощьности (не соизмеримые с возможносятями СЭС КА). Да и приемное устройство (телескоп) потребуется большой...

[pk13]

Бред. Можно так подобрать длинну волны(Сильно инфракрасный диапазон например), что никай смог не закроет ничего, не говоря уж про атмосферу какую-то.

Действительно можно, но все-таки с "не закроет ничего" есть проблемы, помню "револьвер" делали для военных с фильтрами для преодоления помех, для  лазерного прицела (или дальномера ?, не помню, вроде для установки на вертолет), приемку прошли конечно с какого-то раза, но вот отложилось, что могут таки враги "задымить" цель так, что и игра длинами волн (в отведенных пределах конечно) не помогает, а ведь то были относительно "короткие" расстояния, еденицы километров, да и требования по мощности на приемнике были наверняка куда более грубые чем для обеспечения связи.

[Cтарый]

Увеличить разрешение в 2 раза - совсем не означает увеличить массу в 8 раз. Пример: SPOT-4 и SPOT-5. Разрешение выросло вдвое (5 м у SPOT-5 против 10 м у SPOT-4), а масса осталась практически неизменной (2755 kg SPOT-4; 3000 kg SPOT-5) Аналогично энергетика (2.1 kW  SPOT-4; 2.4 kW SPOT-5)

Это если предыдущий аппарат не работал на дифракционном пределе, то есть для увеличения разрешения не требуется увеличивать размер оптики. А у такой малышки как этот размер оптики прийдётся увеличивать, а масса пропорциональна кубу размера.  

Насчет увеличения мощности передатчика в разы - не уверен. X-band - порядка 8 ГГц, и этого вполне достаточно для увеличения пропускной способности радиолинии  до значений,  много бОльших, чем  11 Мбит/с. А если несущую частоту не меняем, то и мощность практически не меняется.

Пропускная способность радиолинии определяется т.н. "энергетикой радиолинии" куда входит мощность передатчика, направленность антенн и чувствительность приёмника. Для повышения пропускной способности всё это неизбежно прийдётся улучшать.
 Сами подумайте: если бы пропускная способность определялась только частотой - нафига на спутники связи ставить мощные транспондеры и большие антены?

[Cтарый]

Топсат позиционируется его создателями как "тактический оперативный". Вот этим то он какраз и не будет. Нигде и никогда. И никаких шансов.

[Cтарый]

Эта ГИС-ассоциация уже много лет бредит "распределёнными сетями" в которых потребители получают снимки не из центра а прямо со спутника через собственные станции.
 Вот и в этом случае на подчёркивает:

Наиболее интересные особенности КА TOPSAT – высокая степень автономности программирования и высокая оперативность получения заказа на собственную мобильную станцию.

Однако о том, что вся "оперативность получения" будет сведена на нет неоперативностью передачи на спутник программы съёмки ГИС-ассоциация каждый раз "забывает".
 В такой ситуации оперативность съёмки будет определяться оперативностью составления и закладки на борт спутника программы съёмки в интересах разных пользователей и оперативностью выхода спутника на цель. Время же прохода сигнала от спутника до потребителя вообще никакой роли не играет. Получено ли изображение потребителем непосредственно со спутника или из центра обработки информации - разница во времени будет доли секунды. Зато если получать изображения из центра то не надо будет таскать с собой и вообще иметь эту здоровенную и дорогущую приёмную станцию.
 Так что в целом идея "каждый принимает информацию со спутника сам для себя" - прибредовейшая. Нигде и никогда. И никаких шансов.
 Местные станции приёма информации имеют смысл только для того чтоб сэкономить время полёта спутника до центральной станции а также удлинить общее время передачи со спутника. То есть в идеале зоны видимости станций должны перекрывать весь земной шар. В этом случае будет возможна передача изображений в реальном масштабе времени.
 Но и в этом случае это будет не принцип "каждый для себя" а фактически рапространённая на весь земной шар единая централизованая система получения информации со спутника. Одна станция будет обслуживать всех потребителей расположеных в её зоне видимости. То есть для них она всё равно будет центральной станцией а не своей собственной.
 Но реально легче организовать ретрансляцию через спутник-ретранслятор нежели чем строить такую глобальную сеть приёмных станций. Использование ретрансляции через спутник - ещё лодин аргумент в пользу больших спутников.
 Вобщем никогда потребитель не будет принимать информацию со спутника непосредственно сам. Всегда он будет получать её со специализированной центральной станции обслуживающей многих потребителей.

[N2H4]

Не ну технически, конечно можно организовать распределенную работу системы.  Чтоб и заявки на борт поднимались децентрализованно и результаты сбрасывались напрямую потребителям. А планирование осуществлялось на борту с учетом приоритетов потребителей.
Но это очень быстро приведет к тому, что потребители  с высоким приоритетом захватят монопольное право или (если будут какие-то меры сдерживания) по крайней мере большую часть доступного времени и менее приоритетные  потребители будут выкупать квоту у более приоритетных по спекулятивной цене   . Т.е. появится та же централизация только под другим соусом и менее эффектитвная, потому как сформированная стихийно и пирамидообразная.

[N2H4]

Прямое распространение информации ДЗЗ приживается там, где не надо ее заказывать, конкретно метеоспутники, что низколеты, что геостационарные.

Съемка производится по расписанию или непрерывно и все обладатели приемных станций получают одну и ту же картинку.

[hazard]

Получено ли изображение потребителем непосредственно со спутника или из центра обработки информации - разница во времени будет доли секунды. Зато если получать изображения из центра то не надо будет таскать с собой и вообще иметь эту здоровенную и дорогущую приёмную станцию.

Два "но":

1) У спутника объем памяти не бесконечный. А до центра данные еще надо "дотащить".
2) Клиенту может требоваться наличие скоростной линии связи с этим самым центром, учитывая что сам спутник сбрасывает информацию со скоростью 60 мегабит.

[pk13]

Два "но":

1) У спутника объем памяти не бесконечный. А до центра данные еще надо "дотащить".
2) Клиенту может требоваться наличие скоростной линии связи с этим самым центром, учитывая что сам спутник сбрасывает информацию со скоростью 60 мегабит.

Эти "но" прям на "мельницу" Старого   ,  первое "но" как раз в пользу больших спутников, ну а второе "но" актуально пожалуй только для стран 3-го мира, в цивилизованный мире других линий связи кроме скоростных уже практически и нет.

[hazard]

Два "но":

1) У спутника объем памяти не бесконечный. А до центра данные еще надо "дотащить".
2) Клиенту может требоваться наличие скоростной линии связи с этим самым центром, учитывая что сам спутник сбрасывает информацию со скоростью 60 мегабит.

Эти "но" прям на "мельницу" Старого   ,  первое "но" как раз в пользу больших спутников, ну а второе "но" актуально пожалуй только для стран 3-го мира, в цивилизованный мире других линий связи кроме скоростных уже практически и нет.

Я говорю в контексте России и стран ex-СССР. Подключение к Интернет в большинстве мест стоит дорого, учитывая что платишь за трафик.

Что-уж говорить о перспективной клиентуре в Африке

Насчет объема памяти это я на самом деле ляпнул. На том же Мониторе 2x200 гигабит (=2x25 Гб).

[sleo]

Увеличить разрешение в 2 раза - совсем не означает увеличить массу в 8 раз. Пример: SPOT-4 и SPOT-5. Разрешение выросло вдвое (5 м у SPOT-5 против 10 м у SPOT-4), а масса осталась практически неизменной (2755 kg SPOT-4; 3000 kg SPOT-5) Аналогично энергетика (2.1 kW  SPOT-4; 2.4 kW SPOT-5)

Это если предыдущий аппарат не работал на дифракционном пределе, то есть для увеличения разрешения не требуется увеличивать размер оптики. А у такой малышки как этот размер оптики прийдётся увеличивать, а масса пропорциональна кубу размера.  

Насчет увеличения мощности передатчика в разы - не уверен. X-band - порядка 8 ГГц, и этого вполне достаточно для увеличения пропускной способности радиолинии  до значений,  много бОльших, чем  11 Мбит/с. А если несущую частоту не меняем, то и мощность практически не меняется.

Пропускная способность радиолинии определяется т.н. "энергетикой радиолинии" куда входит мощность передатчика, направленность антенн и чувствительность приёмника. Для повышения пропускной способности всё это неизбежно прийдётся улучшать.
 Сами подумайте: если бы пропускная способность определялась только частотой - нафига на спутники связи ставить мощные транспондеры и большие антены?

Приведу таблицу для спутников ДЗЗ:


Что-то здесь не очень просматривается корреляция между разрешением и массой...