RG2015_35_SG7 31-03-14

Исследовательская Комиссия 7
«Научные службы»
Сектора радиосвязи
Международного союза
электросвязи
Вице-Председатель ИК 7 МСЭ-R
А. В. Васильев (ФГУП НИИР, Российская Федерация
1
Научные службы








служба космической эксплуатации (СКЭ) (п.1.23 РР);
вспомогательная служба метеорологии (ВСМ) (п.1.50 РР);
спутниковая служба исследования Земли (ССИЗ)
(п.1.51 РР);
метеорологическая спутниковая служба (МетСат)
(п.1.52 РР);
служба стандартных частот и сигналов времени
(п.1.53 РР);
спутниковая служба стандартных частот и сигналов
времени (п.1.54 РР);
служба космических исследований (СКИ) (п.1.55 РР);
радиоастрономическая служба (п.1.58 РР).
Сфера деятельности ИК 7
1. Системы космической эксплуатации, космических
исследований, исследования Земли и метеорологии,
включая соответствующее использование линий
межспутниковой службы.
2. Системы дистанционного зондирования, включая
системы пассивных и активных датчиков,
работающие на платформах как наземного, так и
космического базирования.
3. Радиоастрономия и радиолокационная астрономия.
4. Передача, прием и координация служб стандартных
частот и сигналов времени, включая применение
спутниковой техники, на всемирной основе.
Структура ИК 7, Председатель, Вицепредседатели и Председатели Рабочих Групп
Исследовательская Комиссия 7 «Научные службы» МСЭ-R
Председатель: В. МИНС (Франция)
Рабочая группа 7А МСЭ-R
Вице-председатели
ИК 7:
А. АЛЬ-АРАЙМИ (Оман)
Х.-С. ЧОН (Корея)
У. К. ШРИВАСТАВА (Индия)
А.В. ВАСИЛЬЕВ (Российская
Федерация)
Дж. ЗУЗЕК (Соединённые
Штаты Америки)
Передача сигналов времени и стандартных
частот
Председатель: Рональд БЁРД (США)
Рабочая группа 7B МСЭ-R
Применения космической радиосвязи
Председатель: Бредфорд КАУФМАН (США)
Рабочая группа 7C МСЭ-R
Системы дистанционного зондирования
Председатель: Эдуардо МАРЕЛЛИ
(Европейское космическое агентство)
Рабочая группа 7D МСЭ-R
Радиоастрономия
Председатель: Анастасиас ЦИОУМИС
(Австралия)
Исследовательских вопросов МСЭ-R - 36; Рекомендаций МСЭ-R – 119;
4
Отчетов МСЭ-R - 16; Справочников МСЭ-R - 6
Рабочая группа 7А МСЭ-R
Передача сигналов времени и стандартных
частот (SFTS)
Основные направления исследований:
 наземная передача сигналов SFTS с использованием:
• систем звукового и телевизионного радиовещания в ВЧ, ОВЧ и
УВЧ диапазонах;
• микроволновых линий;
• коаксиальных и оптических кабелей;
 передача сигналов SFTS из космоса с использованием спутников:
• радионавигационной спутниковой службы;
• метеорологической; спутниковой службы;
• Других космических служб;
 техника измерения времени и частоты (включая стандартные
частоты и временные шкалы), системы измерения, определение
параметров качества, шкалы времени и временные коды.
Рекомендации/Отчёты МСЭ-R Серии TF (Time and
Frequency), разработанные РГ 7А (примеры)






Рекомендации МСЭ-R TF.460-6 «Излучение стандартных частот
и сигналов времени»
Рекомендации МСЭ-R TF.374-5 «Передача точных частот и
сигналов времени»
Рекомендация МСЭ-R TF.768-7 «Передача сигналов времени и
эталонных частот»
Рекомендации МСЭ-R TF.686-2 «Глоссарий и определения
терминов времени и частоты»
Рекомендация МСЭ-R TF.767-2 «Использование глобальных
спутниковых навигационных систем для передачи времени с
высокой точностью»
Report ITU-R RA.2259 «Characteristics of radio quiet zones»
Рабочая группа 7В МСЭ-R
Применения космической радиосвязи
Основные направления исследований:
 предпочтительные полосы частот, требуемая ширина полос,
критерии защиты и совместного использования частот:
• систем приема данных телеуправления, слежения и телеметрии
служб космической эксплуатации, космических исследований,
спутниковой службы исследования Земли, метеорологической
спутниковой службы, а также других космических служб;
• систем связи, на пилотируемых и непилотируемых космических
кораблях;
• систем связи между планетарными
объектами;
• систем спутников ретрансляции данных;
 использование радиочастотного спектра
на других планетах (в частности на Марсе)
и Луне.
Рекомендации/Отчёты МСЭ-R Серии SA (Space
Applications), разработанные РГ 7В (примеры)





Рекомендация МСЭ-R SA.1807 «Характеристики систем и критерии
помех для метеорологических спутниковых систем, работающих
около частоты 18 ГГц»
Рекомендация МСЭ-R SA.1882 «Технические и эксплуатационные
характеристики
систем
службы
космических
исследований
(Земля-космос), предназначенные для использования в полосе
22,55–23,15 ГГц»
Рекомендация МСЭ-R
SA.1626-1 «Возможность совместного
использования полосы частот 14,8-15,35 ГГц службой космических
исследований (космос-Земля) и фиксированной и подвижной
службами»
Рекомендация МСЭ-R SA.1805 «Технические и эксплуатационные
характеристики систем электросвязи, работающих в направлении
космос-космос на частотах около 354 ТГц и 366 ТГц»
Report ITU-R SA.2167 «Factors affecting the choice of frequency bands
for
space
research
service
deep-space
(space-to-Earth)
telecommunication links»
Рабочая группа 7С МСЭ-R
Системы дистанционного зондирования
Исследования,
проводимые
РГ
7С,
касаются
вопросов
использования
РЧС
и
орбит
системами
дистанционного
зондирования, а также системами вспомогательной службы
метеорологии, и направлены на:
 определение предпочтительных полос частот и требуемых ширин
полос, обеспечивающие эффективную эксплуатацию систем;
 разработку критериев защиты и совместного использования
частот с другими службами;
 предпочтительные полосы частот, требуемая ширина полос,
критерии защиты и совместного использования частот.
Дистанционное
зондирование
осуществляется
активными и пассивными датчиками.
Активные датчики получают информацию за счет
передачи и приема радиоволн.
Пассивные датчики получают информацию за счет
приема радиоволн естественного происхождения.
Дистанционное зондирование в целях контроля за
окружающей средой и климатом
Радиоволны проходя через среду и/или отражаясь от
поверхности получают информацию о среде. Эта информация
используется системами наблюдения за окружающей средой для
прогнозирования погоды, изменений климата, обнаружения
стихийных бедствий и т. п.


Радио системы и устройства, являются важнейшим звеном
глобальной системы и используются для:
• наблюдения и предсказания изменений климата;
• предсказания погоды, стихийных бедствий;
• раннего предупреждения;
• планирования и проведения помощи при стихийных бедствиях.
Национальные
и
международные
системы/подсистемы
глобального наблюдения используют датчики дистанционного
зондирования (пассивные и активные), базирующиеся на
современных радио технологиях.
10
Глобальная система наблюдений (ГСН)
Базируется на использовании дистанционных датчиков и систем
передачи данных (беспроводных и проводных)
1
1
Наблюдение за атмосферой
Температура
воздуха,
осадки,
атмосферное
давление, излучения Земли, скорость и направление
ветра, углекислый газ, метан, озон, другие
парниковые газы, аэрозоли, водяные пары,
параметры облаков и др.
Выбор частот обусловлен физическими свойствами вещества. Как
показано на рисунке, частотный диапазон 75-100 ГГц непригоден для
измерения количества кислорода в атмосфере.
1
2
Наблюдение за состоянием океана
Температура, солёность, уровень,
углекислота, объём и состояние льда,
цвет (для определения биологической
активности), питательные вещества,
течения, фитопланктон и др.
Датчики исп-ся для мониторинга океанов и
ледяных полей. Напр. высотомеры на
спутниках измеряют изменения уровня
океана с точностью 2-3 см.
Измерение
температуры
поверхности морей и океанов
производится датчиками со
спутников с точностью 0,2С.
Данные используются для
предсказания
погоды
и
стихийных бедствий.
13
Наблюдение за поверхностью земли
Сброс
рек,
использование
воды,
грунтовые воды, уровень озёр, снежное
покрытие, ледники и ледяные покрытия,
состояние вечной мерзлоты и сезонных
замораживаний грунта, влажность земли,
биомасса, и др.
Измерение ледового покрытия Гренландии и
Антарктики с помощью синтетического радара
спутника Envisat (измерения производятся в
любое время, в том числе, через облака и
ночью).
14
Оценка
разрушений,
планирование и
проведение
операций по
оказанию
помощи
Sri Lanka
Galle area
15
Рекомендации/Отчёты МСЭ-R Серии RS (Remote
Sensing), разработанные РГ 7C (примеры)





Рекомендация МСЭ-R RS.515-5 «Полосы частот и ширина полос
частот, используемые для спутникового пассивного дистанционного
зондирования»
Рекомендация
МСЭ-R RS.577-7 «Полосы частот и требуемые
значения
ширины
полосы,
используемые
для
космических
активных
датчиков,
функционирующих
в
спутниковой
службе
исследования
Земли
(активной)
и в службе космических исследований (активной)»
Рекомендация
МСЭ-R
RS.1883
«Использование
систем
дистанционного
зондирования
в
исследовании
изменения климата и его последствий»
Рекомендация
МСЭ-R RS.1861 «Типовые технические и
эксплуатационные характеристики систем спутниковой службы
исследования Земли (пассивной), использующих распределения
между 1,4 и 275 ГГц»
Report ITU-R RS.2194 «Passive bands of scientific interest to EESS/SRS
from 275 to 3 000 GHz»
Рабочая группа 7D МСЭ-R
Радиоастрономия
Сфера деятельности группы включает радиоастрономические
датчики и датчики радиолокационной астрономии, базирующиеся на
Земле и в космосе, включая космическую интерферометрию со
сверхдлинной базой (VLBI). Исследования проводятся по следующим
основным направлениям:
 потребности в спектре, включая предпочтительные полосы частот,
требуемые ширины полос для радиоастрономических систем;
 критерии защиты станций радиоастрономии и
совместного использования частот с другими
службами;
 характеристики станций и систем радиоастрономии.
принцип
Функционирования
VLBI
Рекомендации/Отчёты МСЭ-R Серии RA,
разработанные РГ 7D (примеры)





Рекомендация МСЭ-R RA.314-10 «Предпочтительные полосы
частот для радиоастрономических измерений»
Рекомендация МСЭ-R RA.1237-2 «Защита радиоастрономической
службы от нежелательных излучений, вызванных применением
широкополосной цифровой модуляции»
Рекомендация МСЭ-R RA.1431-1 «Радиоспокойная зона в
окрестностях точки Лагранжа L2 Земля-Солнце»
Рекомендация МСЭ-R RA.1750 «Взаимное планирование для
спутниковой службы исследования Земли (активной) и
радиоастрономической службы
в полосах частот 94 ГГц и 130 ГГц»
Report ITU-R RA.2259
«Characteristics of radio quiet zones»
Источники: ООН, ВМО,
Исследовательские Комиссии Сектора радиосвязи,,
ESA, CNES, JAXA, NASA, NOAA
19
1.11 Распределение спутниковой службе
исследования Земли (ССИЗ) на линии Земля-космос
в диапазоне 7-8 ГГц
1.11
Рассмотреть
вопрос
о
распределении
на
первичной
основе
спутниковой
службе
исследования
Земли
(Землякосмос) в диапазоне 7−8 ГГц в
соответствии с Рез.650(ВКР-12).
Обоснование необходимости нового
распределения (из материалов ВКР-12)
1. Высокая
загрузка
полосы
частот
2025−2110 МГц (Земля-космос) и сложность
координации,
обусловленные
большим
количеством спутников (несколько сотен),
использующих
полосу
для
слежения,
телеметрии и управления (TT&C).
2. Отсутствие распределения в диапазоне 7-8
ГГц для ССИЗ в направлении Земля-космос,
приводящее к тому, что полосы частот
8025−8400
МГц
и
25,5−27
ГГц,
распределённые ССИЗ (космос-Земля), могут
использоваться только для передачи данных
полезной нагрузки, но не для TT&C.
3. Снижение затрат на спутники ССИЗ и их
запуск
за
счёт
применения
единого
ретранслятора как для линий вверх, так и для
линий вниз
1.12 Расширение распределения спутниковой
службе исследования Земли в полосе 9300 – 9900
МГц на величину до 600 МГц
1.12 Рассмотреть расширение
имеющегося распределения на
всемирной основе спутниковой
службе
исследования
Земли
(активной) в полосе частот
9300−9900 МГц на величину до
600 МГц в пределах полос частот
8700−9300 МГц и/или 9900–
10500 МГц в соответствии с
Резолюцией 651 (ВКР-12)
Обоснование необходимости нового
распределения (из материалов ВКР-12)
1. Социально-экономические
выгоды
мониторинга и картографирования с очень
высоким разрешением 0,5 метра и менее
(мониторинг окружающей среды, оказание
помощи при стихийных бедствиях, широкое
использования геоинформации для решения
экономических
задач,
обеспечение
картографической
информации
высокой
точности).
2. Обеспечение
возможности
оперативного
мониторинга в любых погодных условиях, в
том числе при наличии облачности.
3. Необходимость полосы частот порядка 1.2
ГГц для проведения измерений с точностью
превышающей 0,5 метра.
1.13 Увеличение предельного расстояния связи при
использовании полосы 410-420 МГц службой
космических исследований
Обоснование необходимости
1.13 Рассмотреть п. 5.268 с целью изучения
возможности
увеличения
предельного изменения из материалов ВКР-12
расширения
расстояния в 5 км и разрешения использовать 1. Целесообразность
сферы использования полосы 410службу космических исследований (космос420 МГц в части использования этой
космос)
для
операций
сближения
полосы
не
только
для
связи
космическими аппаратами, осуществляющими
космонавтами
за
пределами
связь
с
расположенным
на
орбите
космической станции, но и для связи
пилотируемым космическим аппаратом, в
с другими космическими аппаратами,
соответствии с Резолюцией 652 (ВКР-12).
в
том
числе
при
проведении
операций сближения, что требует
больших расстояний для связи.
2. Физические
особенности
распространения радиоволн в этом
диапазоне частот в сочетании с
ограничениями
по
излучаемой
мощности
сигнала
позволят
обеспечить
защиту
частотных
присвоений других служб.
1.14 Изучение возможности получения непрерывной
эталонной шкалы времени (1)
1.14 Рассмотреть возможность
получения
непрерывной
эталонной шкалы времени либо
путем изменения всемирного
координированного
времени
(UTC), либо каким-либо другим
методом
и
принять
соответствующие
меры
в
соответствии с Резолюцией 653
(ВКР-12).
За и против непрерывной эталонной шкалы
времени (из материалов ВКР-12 и АР-12)
1. Некоторым
организациям
необходима
непрерывная шкала времени.
2. Системам с местным временем суток и для
других специализированных систем необходима
шкала
времени,
исчисляемого
с
учетом
вращения Земли.
3. Эпизодическое
добавление
дополнительных
секунд в UTC может создавать трудности для
систем и применений, зависящих от точности
отсчета времени.
4. Технические проблемы, связанные с введением
дополнительных секунд до сих пор еще не
нанесли ущерба.
5. Какое-либо изменение в эталонной шкале
времени может иметь эксплуатационные и,
следовательно, экономические последствия.
1.14 Изучение возможности получения непрерывной
эталонной шкалы времени (2)
Дополнительная информация:
В систему времени глобальной навигационной системы GPS
(США) не вводится дополнительная секунда и к настоящему
моменту время GPS расходится с всемирным
координированным временем (UTC) на 15 секунд.
В систему времени глобальной навигационной системы
ГЛОНАСС (Россия) вводится дополнительная секунда и время
ГЛОНАСС полностью совпадает со с всемирным
координированным временем (UTC).
9.1.8 Регламентарные аспекты для нано- и
пикоспутников. Резолюция 757 (ВКР-12)
Обоснование необходимости проведения исследований регламентарных
аспектов для нано- и пикоспутников (из материалов ВКР-12)*
1. Нано- и пикоспутники имеют целый ряд особенностей таких как:
• короткий срок разработки и низкую стоимость;
• относительно короткий эксплуатационный срок службы от нескольких недель до
нескольких лет <5 лет;
• ограниченные возможности управления орбитой.
2. Нано- и пикоспутники имеют широкий спектр применений: дистанционное
зондирование, исследование космической погоды, связь, коммерческие применения
и т.д.
3. Успешное разработка и использование нано- и пикоспутников может потребовать
регламентарных процедур, учитывающих специфику этих спутников.
* Исследования в полном объёме должны быть завершены к ВКР-18. Резолюцией 757 (ВКР-12) предусматривается
представление предварительных результатов в Отчёте Директора БР ВКР-15.
Справочники Исследовательской Комиссии 7 МСЭ-R
Название
Краткая аннотация Справочника
МСЭ/ВМО "Использование
радиочастотного спектра в
метеорологии:
прогнозирование и
мониторинг погоды,
климата и качества воды"
(www.itu.int/pub/R-HDB-45)
Подготовлен в сотрудничестве с Руководящей группой по координации
радиочастот Всемирной метеорологической организации (ВМО), и в нем
представлена всеобъемлющая техническая информация об использовании
радиоустройств и систем, в том числе метеорологических спутников и
спутников исследования Земли, радиозондов, метеорологических радаров,
радаров для измерения профиля ветра и систем бортового дистанционного
зондирования для мониторинга и прогнозирования погоды и климата.
"Спутниковая служба
исследования Земли"
(www.itu.int/pub/R-HDB-56)
Содержит описание спутниковой службы исследования Земли, ее технических
характеристик, применения, потребностей в спектре и преимуществ, а также
полная и всеобъемлющая информация о разработке систем ССИЗ. В
частности, в Справочнике приведены базовые определения, освещены
технические принципы функционирования систем и представлены их
основные применения в помощь администрациям по вопросам планирования,
технической разработки спектра и аспектам развертывания таких систем.
Справочник по
радиоастрономии
(www.itu.int/pub/R-HDB-22)
Охватывает аспекты радиоастрономии, которые относятся к координации
частот, т. е. к управлению использованием радиочастотного спектра в целях
сведения к минимуму помех между службами радиосвязи. В Справочнике
рассматриваются такие вопросы, как характеристики станций
радиоастрономической службы, предпочтительные диапазоны частот,
специальные применения радиоастрономической службы, уязвимость к
помехам, создаваемым другими службами, а также вопросы, связанные с
26
совместным использованием радиочастотного спектра с другими службами.
Справочники Исследовательской Комиссии 7 МСЭ-R
Название
Краткая аннотация Справочника
"Отбор и использование
точных частот и систем
времени"
(www.itu.int/pub/R-HDB-31)
Содержит базовые понятия, источники частоты и времени,
методы измерений, характеристики различных стандартов частот, опыт
эксплуатации, проблемы и перспективы на будущее.
"Спутниковая передача
сигналов времени и частоты
и их
распространение"
(www.itu.int/pub/R-HDB-55)
Содержит подробную информацию о прикладных методах, технологиях,
алгоритмах, структуре данных и практическому использованию сигналов
времени и частоты, обеспечиваемых спутниковыми системами.
"Системы связи для
космических исследований"
(www.itu.int/pub/RHDB43)
Содержит базовые технические требования и потребности в спектре для
многих различных программ, миссий и видов деятельности, связанных с
космическими исследованиями. В нем рассматриваются функции и
техническая реализация систем космических исследований, факторы,
определяющие выбор частоты для миссий космических исследований, защита
службы космических исследований и соображения, касающиеся совместного
использования частот.
27
Резолюции Ассамблеи радиосвязи и ИК 7
 Резолюция МСЭ-R 28-2 Излучение стандартных частот и
сигналов времени
Исследования по пункту 1.14 повестки дня ВКР-15.
 Резолюция МСЭ-R 55-1 Исследования МСЭ-R в области
прогнозирования, обнаружения, смягчения последствий бедствий
и оказания помощи при бедствиях
Исследования по пунктам 1.11 и 1.12 повестки дня ВКР-15.
Изменения существующих и разработка новых Рекомендаций МСЭ-R,
обеспечивающих эффективное функционирование и дальнейшее развитие
систем дистанционного зондирования, используемых в том числе для
предсказания стихийных бедствий, определения ущерба и оказания
помощи после стихийных бедствий.
 Резолюция МСЭ-R 60 Уменьшение потребления электроэнергии в
целях защиты окружающей среды и ослабления изменения
климата путем использования технологий и систем ИКТ/
радиосвязи
Дальнейшее развитие исследований, проводимых в соответствии с
Резолюцией МСЭ-R в части контроля за выбросами парниковых газов.
28
Приглашение
Администрации и Члены Сектора радиосвязи
приглашаются принять участие в работе
Исследовательской Комиссии 7 «Научные службы»
Сектора радиосвязи МСЭ
Завершении проекта Отчёта ПСК по пяти пунктам
повестки дня, в которых Рабочие Группы ИК 7 назначены
«ответственными группами», а также предложений по
другим пунктам повестки дня ВКР-15 (в мае 2014 года).
Разработке Отчетов и Рекомендаций по всем направлениям
исследований Исследовательской Комиссии 7.
Проведении исследований в соответствии с Резолюциями
Ассамблей радиосвязи Сектора радиосвязи МСЭ.
6-13 мая 2014 года:
30 сентября – 8 октября 2014 года:
Собрания РГ 7А, 7В, 7С, 7D
Собрания ИК 7, 7А, 7В, 7С, 7D
29
30