Математическое обеспечение универсального прибора наведения антенн станций спутниковой и тропосферной связи

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести обзор существующих методов управления научной деятельностью в вузах.

2. Провести обзор средств разработки автоматизированной системы управления.

3. Разработать программный продукт для автоматизированного управления научной деятельности кафедры.

Разрабатываемая база данных предназначена для оптимизации системы оповещения, упрощения организации отчетности, в социальном плане привлечение внимания к научно-исследовательской деятельности.

Основные операции, которые необходимо автоматизировать это:

- учет сведений о проведении научных конференций;

- сохранение информации об участии в научной деятельности преподавателей и студентов кафедры;

- генерирование годовых отчетов кафедры, а также промежуточных отчетов о текущей деятельности.

Проведен обзор источников, описывающих, каким образом решаются подобные задачи в других учебных заведениях. Так, например, активизация научно-инновационной деятельности в крупных технических вузах и классических университетах занимает заметное место. В целом ряде случаев выполняемые исследования характеризуются высокой эффективностью. В Сибирском федеральном университете с этой целью разработан проект «Единая автоматизированная система управления данными по научно-исследовательской и учебно-методической активности преподавателей СФУ» Предполагается, что разрабатываемая в данном проекте система станет средством диагностики, индивидуального мониторинга научно-инновационной и учебно-методической деятельности и отправной точкой более тесного диалога сотрудника и руководителя. В «Магнитогорском государственном университете» разрабатывается автоматизированная информационная система управления научно-исследовательской деятельностью вуза. В ходе выполнения работ по проекту создается автоматизированная информационная система управления научно-исследовательской деятельностью вуза, имеющая сервисы, позволяющие минимизировать «бумажную» работу [2].

Для разработки приложений нашей автоматизированной системы был выбран язык программирования

Структуру разработанного приложения составляют четыре основных таблицы, а также справочники. В таблицу «Сотрудники и студенты» заносятся данные о сотрудниках кафедры, а также студентах, принимающих участие в научной деятельности. В таблице «Конференции» соответственно хранится информация о предстоящих конференциях. В таблицах «Научная работа» и «Учебно-методическая работа» ведется учет данных об участии студентов и преподавателей кафедры в научной работе. Справочники легко пополняются, что позволяет упростить работу по внесению неоднократно повторяющихся данных.

В программном продукте имеется возможность выбора нужной информации по определенным критериям и составления текущих отчетов. Также с помощью автоматизированной системы легко составляются годовые отчеты кафедры о научной деятельности по всем имеющимся данным базы. Кроме этого реализована возможность рассылки информации о предстоящих конференциях на электронные адреса преподавателей и студентов. Для удобства сбора информации и внесения данных в базу, разграничен вход в систему для администратора базы и сотрудников кафедры, что позволяет добавлять информацию о собственном участии в научной деятельности с любого компьютера университета и в любое удобное время.

Библиографический список

1. Кулагин В. П., Найханов В. В. Информационные технологии в сфере образования. М. : Янус-К. 2008.

2. Кытманов А. А. Единая автоматизированная система управления данными по научно-исследовательской и учебно-методической активности преподавателей, Красноярск, 2008. URL: http://research.sfu-kras.ru/yuong_proj/asu_prepod.

© Барабанова М. В., Козлова Ю. Б., 2011

УДК 514.116.3

А. А. Баранов Научный руководитель - В. С. Тынченко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ПРИБОРА НАВЕДЕНИЯ АНТЕНН СТАНЦИЙ СПУТНИКОВОЙ И ТРОПОСФЕРНОЙ СВЯЗИ

Планируется разработка прибора для автоматизации процесса наведения антенн станций спутниковой и тропосферной связи, система управления которых не оборудована полноповоротным электроприводом. Такой тип антенн наиболее распространен в современных сетях коммерческого назначения. В данной работе описана математическая составляющая задачи наведения антенны на корреспондирующую станцию тропосферной

Секция «Информационно-управляющие системы»

связи (далее КСТС) или космический аппарат на геостациониарной орбите (далее КА-ГСО) с использованием теорем и правил сферической тригонометрии и плоской геометрии.

Зачастую наведение антенны, не оборудованной полноповоротным электроприводом, осуществляется с помощью примитивных или не достаточно точных средств (горного компаса, уровня или отвеса, топографической карты и прочих [1]), после чего при работе на прием по уровню принимаемого сигнала (при работе на прием) судят о правильности выполнения процедуры наведения, вносят корректирующие изменения.

В случае тропосферной связи такой метод неприемлем в силу того, что связанные с метеорологическими условиями случайные изменения уровня радиосигнала ведут к большим потерям мощности [2; 3]. Вообще говоря, в тропосферной связи всегда используются антенны большой мощности и присутствует важность точного наведения.

В случае наведения на КА-ГСО точность также важна, поскольку спутник на геостационарной орбите может подвергаться - в силу различных причин -смещениям со своей предполагаемой траектории [1]. В результате вместо точки неподвижного стояния над земным экватором получаем «восьмерку», которую описывает КА-ГСО в небе. Данный эффект обычно только усугубляется с возрастом КА.

В связи с указанным выше, разрабатываемый прибор должен позволять автоматически осуществлять пространственно-временную привязку антенной станции, определять фактическое положение антенны, рассчитывать заданное направление на объект наведения и отображать рассогласование между заданным и текущим направлениями антенны.

В настоящее время создана концепция прибора наведения, выбрано аппаратное обеспечение и создана структурная схема, разработаны алгоритм работы прибора и протоколы общения его составляющих частей. Необходима разработка математической составляющей наведения на КСТС и КА-ГСО.

Задача тропосферной связи из точки A положения станции тропосферной связи (далее СТС) в точку B положения КСТС на земной поверхности представлена на рис. 1, а и заключается в определении азимута AZ и угла места EL антенны по заданным географическим координатам места точек A и B и предполагаемой высоте h переотражения.

Азимут AZ направления СТС представлен на рис. 1, б и определяется углом A сферического треугольника ABC. Угол места EL представлен на рис. 1, в углом TAH и определяется из плоского треугольника HOA его углом A без 90°.

PNPS на рис. 1, а - ось земного шара, KML - экватор, PNKPS - меридиан Гринвич, от которого отсчи-тываются долготы [4, с.136]. Долгота точки A будет измеряться двугранным углом между меридианом Гринвич и меридианом, проходящим через данную точку. Если долгота точки A - Яь а долгота точки B -Я2, то угол С = Я2 - Xj. Широта точки A представляет угол, образованный радиусом AO с плоскостью экватора. Этот угол измеряется по меридиану дугою AM. Широта точки B измеряется дугой меридиана BN. Ес-

ли широта точки A - фь а широта точки B - ф2, то стороны AC = b = 90° фь а BC = a = 90° ф2.

Таким образом, определить величину азимута можно, решив сферический треугольник ABC по известным двум сторонам a и b и углу С между ними [4, с. 109].

Задача наведения на КА-ГСО с точкой B стояния на экваторе из точки A земной поверхности представлена на рис. 2 и заключается в определении азимута AZ, угла места EL и угла поляризации PA антенны по заданным географическим координатам места точки A, долготе точки B и высоте H над уровнем земли КА-ГСО. Широта точки A в данном случае нулевая, и BC = a = 90°.

Рис. 1. Задача тропосферной связи

а

б

в

Рис. 2. Задача связи с КА-ГСО

Аналогично случаю использования тропосферной связи азимут AZ, представленный на рис. 2, определяется углом A сферического треугольника ABC. Угол

места EL равен углу A плоского треугольника OAP без 90°. Угол поляризации PA равен по величине углу B сферического треугольника ABC.

Библиографические ссылки

1. Наведение антенны на спутник. URL: http://gelezo. ws.md/antennas/tv_and_satellite_antennas/1 30700//navedenie_antenni_na_sputnik.html.

2. Калинин А. И. Тропосферная радиосвязь. URL: http://www.cultinfo.rU/fulltext/1/001/008/112/423.htm.

3. Серов В. В., Сеченых А. М. Развитие тропосферной связи в МНИРТИ. История и перспективы применения // ИНФОРМОСТ радиоэлектроника и коммуникации. 2006. № 4

4. Степанов Н. Н. Сферическая тригонометрия. 2-е изд. М. ; СПб. : ОГИС, 1948.

© Баранов А. А., Тынченко В. С., 2011

УДК 621.39

Е. И. Гладышев Научный руководитель - А. В. Мурыгин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ОБЗОР АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННОГО 088/Б88 РЕШЕНИЯ

Рассматривается архитектура современных ОББ/ВББ-решений их функционал, особенности, специфика. Проведен анализ каждого модуля в архитектуре, выделены требования к модулям для современного решения и связи между ними.

OSS/BSS - Operation Support System/Business Support System - Системы поддержки операционной и бизнес деятельности операторов связи, посредством полной или частичной автоматизации этой деятельности. К операционной деятельности можно отнести процессы, взаимодействующие в основном с сетевым оборудованием и сетью. Сюда можно отнести такие процессы как учет и планирование сетевых ресурсов, управление и обеспечение услуг, управление качественными характеристиками услуг. К бизнес-активности можно отнести процессы, замкнутые на клиента, такие как обработка и выставление счетов, сбор платежей, предложение новых продуктов и многое другое [1].

К системам поддержки бизнеса (BSS) также относятся CRM-системы, Биллинговые системы, ERP-системы.

Далее будет рассмотрена архитектура современного OSS/BSS решения, которая на данный момент используется в большинстве решений данного уровня.

Главные элементы OSS - это коллекторы статистики по трафику и телефонии с единым тарификатором. Коллекторы служат для сбора, агрегации и хранения сырых данных о потребленных услугах передачи данных или голоса. Количество коллекторов может варьироваться в зависимости от масштабов сети. Для всего OSS/BSS-комплекса тарификатор является единым. В нем ведется центральная база пользователей,

хранится агрегированная информация о потребленных услугах, на основании которой осуществляется списание денежных средств со счетов абонентов [2].

Конфигурация OSS/BSS-комплекса всегда создается исходя из потребностей конкретного предприятия. Расширение функционала обычно достигается за счет подключения дополнительных модулей.

Ключевые особенности современной OSS/BSS:

- модульная архитектура;

- многопоточная обработка данных;

- транзакционная обработка событий;

- синхронная и асинхронная обработка данных или событий;

- приоритетная обработка данных или событий;

- поддержка практически любых реляционных СУБД.

Защищенная передача/получение данных, основанная на SSLv3 с использованием сертификатов или схемы login/password для идентификации пользователя системы.

Задачи коллектора статистики по трафик:

- прием потока данных в каком-либо виде (NetFlow различных версий, sFlow, jFlow и другие);

- агрегация - первичная обработка данных (определение класса и владельца трафика) для дальнейшей передачи тарификатору;

- хранение детальной статистики, используемой при генерации детализированных отчетов [2].