Расчет параметров ориентации спутниковой антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны. Измерения, настройка, согласование

 Комментарии к статье

В статье предложены алгоритм и программа расчета параметров угла места и азимута, необходимых для ориентации антенны на геостационарный спутник-ретранслятор телевизионных программ.

Перед установкой антенны необходимо выбрать спутник - источник сигнала, уточнить его название и орбитальную позицию, выбрать передатчик с конкретной частотой. Эту информацию можно найти в Интернете, в частности автор пользуется информацией, размещенной на сайте [1].

Возможности вычисления угла места и азимута ориентации антенны предоставляют ряд компьютерных программ, в основном коммерческих, например Satellite Antenna Alignment, SatHunter, SMW Link, SatMF. Но не все программы позволяют вычислить магнитный азимут, зная который, можно использовать такой несложный инструмент ориентации антенны, как компас. По мнению автора, это один из самых простых способов установки антенны. Но для этого необходимо знать и учитывать местное магнитное склонение.

Вычисления выполняют по следующему алгоритму:

1 Расчет угла места:

где m - частное радиусов геостационарной орбиты и экватора Земли; А - широта места приема; В - разность долгот места приема и подспутниковой точки.

Эта формула дает значение геометрического угла места без учета влияния атмосферы Земли. Это влияние (рефракция) особенно велико для малых значений угла места.

2. Поправка угла места на рефракцию при распространении сигнала от спутника В практике ориентации антенн ее целесообразно учитывать для значений угла места меньше 30°:

градусы, уточненное значение угла места.

3. Расчет географического азимута:

4. Расчет магнитного азимута:

Наиболее сложно определить местное магнитное склонение. Известно, что географический и магнитный полюсы Земли не совпадают. Магнитный азимут направления на географический северный полюс и есть местное магнитное склонение. Для всей европейской части России местное магнитное склонение положительно. Определить его для точки с конкретными географическими координатами можно, в частности, используя сайты [2] и [3]

На основании вышеизложенного написана программа на языке Visual Basic 6.0 для подсчета угла места установки и нацеливания антенны на конкретный спутник, а также для расчета азимута ее установки. Также, для удобства пользователя, в случае необходимости уточнения местного магнитного склонения проводится расчет магнитного азимута установки антенны. Математическая часть, после соответствующей доработки, использована из книги [4].

Исходные данные для расчета:

-    позиция спутника на геостационарной орбите;
-    географические координаты места приема;
-    местное магнитное склонение.

С программой работают так:

1. Запускают исполняемый файл программы Caljnst Ant v1.4-2.exe. На рабочем столе появляется окно программы показанное на рисунке. При первом запуске программы все исходные параметры расчета равны нулю, а разделы результатов вычислений показаны серым шрифтом.

2.    Вводят значение долготы подспутниковой точки для конкретного спутника (орбитальная позиция спутника на геостационарной орбите).

3.    Вводят географические координаты точки приема (места установки антенны). Координаты можно определить по навигатору спутниковой системы ГЛО-НАСС или иной аналогичной, а при его отсутствии - по географической карте.

4.    В случае использования компаса необходимо знать местное магнитное склонение. Для этого включаем опцию учета магнитного склонения с помощью нажатия на кнопку "Учитывать магнитное склонение". Далее при нажатии на кнопку "Уточнить" программа сама автоматически соединяется через Интернет с сайтом [2]. передает ему координаты места приема и считывает результаты вычислений в соответствующее окно. Для этого программа использует функции браузера Internet Explorer. Для контроля работы программы рекомендуется поставить галочку "Показывать процесс запроса магнитного склонения". Если программа не сможет правильно взаимодействовать с сервером сайта [2] (например, если на компьютере установлен другой браузер), то можно на сайте [2] вручную заполнить форму для значений долготы (Longitude) и широты (Latitude) места приема, после чего надо нажать на кнопку "Compute Declination". Сервер сайта вычислит магнитное склонение, которое вручную переносят в окно программы.

5. Нажимают на кнопку "Расчет", после чего программа вычислит угол места и азимут, значения которых будут выведены в соответствующие окна. Для примера на рисунке показано окно программы для расчета ориентации антенны на спутник Eutelsat W4/W7 (долгота 36°) в месте жительства автора.

В программе предусмотрена возможность распечатки исходных данных и результатов расчета на системном принтере нажатием на кнопку "Печать", а также сохранения их в текстовый файл Callnst Ant.txt нажатием на кнопку "Сохранить". Этот файл программа создает автоматически при первом запуске, а при последующих запусках добавляет информацию в его конец. Пользователь может посмотреть этот файл в любом текстовом редакторе, например, в программе "Блокнот", и удалить данные, которые больше не нужны.

При повторном запуске программа выводит предыдущие исходные данные, которые она сохраняет в файле Cal lnst_ Ant.ini. Это очень удобно, особенно при работе в одной и той же местности, так как ее географические координаты и магнитное склонение нужно вводить только один раз. При последующих запусках программы они автоматически выводятся в соответствующих окнах.

Программа содержит справочный файл Cal lnst Ant v1.4.2.chm, который можно запустить как из программы командой меню "Справка", так и отдельно от нее. Этот файл содержит инструкцию по работе с программой и таблицу географических координат и значений магнитного склонения для ряда крупных городов России.

Если рассчитанный угол места меньше нуля, то спутник не виден из выбранного места приема. Эта проблема особенно проявляется для высоких широт, при этом наблюдаемая часть геостационарной орбиты значительно сокращается

В случае, когда затруднительно воспользоваться компасом из-за мешающего влияния металлоконструкций, можно определить направление на север по Солнцу, как описано в статье [5].

Работа программы проверена для северной широты и восточной долготы места приема.

Программу можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/spant.zip.

Литература

1. LyngSat - lyngsat.com
2. NOAA NATIONAL GEOPHYSICAL DATA CENTER.
3. Magnetic declination calculator.- geomag.nrcan.gc.ca apps mdcal-eng.php
4. Стивенсон Д. Спутниковое ТВ. Практическое руководство: Пер. с англ. - М.: ДМ К 1 Пресс, 2001.
5. Давиденко А. Указатель азимута антенны на герконах - Радио, 2008. № 8 с. 55-57

Автор: В. Беляев

Смотрите другие статьи раздела Антенны. Измерения, настройка, согласование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Случайная новость из Архива Зафиксирован загадочный эффект воды 31.08.2021 Ученые Национальной ускорительной лаборатории SLAC при Министерстве энергетики США, Стэнфордского университета и Стокгольмского университета в Швеции впервые сделали прямое наблюдение того, как атомы водорода в молекулах воды взаимодействуют с соседними молекулами при возбуждении лазерным светом. Каждая молекула воды содержит один атом кислорода и два атома водорода, а сеть водородных связей между положительно заряженными атомами водорода в одной молекуле и отрицательно заряженными атомами кислорода в соседних молекулах удерживает молекулы вместе. Сеть водородных связей определяет загадочные свойства воды, но до недавнего времени исследователи не могли напрямую наблюдать эффекты, возникающие при взаимодействии молекул воды со своими соседями, на атомном уровне. Новое исследование впервые напрямую демонстрирует, что реакция сети водородных связей на импульс энергии критически зависит от квантово-механической природы того, как атомы водорода распределены в пространстве. Проблема была решена с помощью SLAC MeV-UED, высокоскоростной "электронной камеры", которая фиксирует малозаметные движения молекул через рассеивание мощного пучка электронов от образца. Ученые создали струи жидкой воды толщиной 100 нанометров и заставили молекулы вибрировать с помощью инфракрасного лазерного света. Затем они направили на молекулы короткие импульсы высокоэнергетических электронов. В результате были получены снимки изменяющейся атомной структуры молекул с высоким разрешением. Оказалось, что когда возбужденная молекула воды начинает вибрировать, ее атом водорода притягивает атомы кислорода соседних молекулам воды ближе, прежде чем оттолкнуть их с вновь обретенной силой, расширяя пространство между молекулами.

Другие интересные новости:

▪ Алмазные нанонити эффективнее Li-Ion батарей

▪ Термоядерный реактор в пять раз ярче Солнца

▪ Вода из почвы

▪ Робот-пылесос

▪ Водородно-электрический самолет Odonata

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья Штамповка тонкостенных оболочек кузовов. Советы моделисту

▪ статья Какая змея самая смертоносная? Подробный ответ

▪ статья Директор издательства. Должностная инструкция

▪ статья Вибросигнальное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заземление и защитные меры электробезопасности. Меры защиты при косвенном прикосновении. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026