Satelity LEOSAR (Low Earth Orbit)

LEOSAR to satelity COSPAS-SARSAT na niskiej orbicie polarnej, które przelatują nad Ziemią i „zamiatają" ją pasami. Dzięki temu dają globalne pokrycie, ale nie są cały czas nad Tobą.

Najważniejsze fakty

• Orbita: niska, biegunowa
• Wysokość: ~1000 km
• Okres obiegu: ~100 min
• Prędkość: ~7,9 km/s
• Czas „widzenia" pławy: ~15 min
• Dokładność lokalizacji: ~3 Mm / 5 km
• Możliwe opóźnienie alarmu: do ~1,5 h (bo trzeba poczekać na przelot)

Jak LEOSAR znajduje radiopławę

LEOSAR może ustalić pozycję na 2 sposoby:

1. Doppler

Satelita leci szybko, więc częstotliwość sygnału z pławy „przesuwa się" (efekt Dopplera) → z tego da się wyliczyć pozycję.

Wniosek: pława nie musi mieć GPS, żeby dało się ją zlokalizować.

2. GPS z pławy

Jeśli pława nadaje pozycję, LEOSAR może ją potwierdzić/zweryfikować.

Dlaczego to jest globalne, ale nie natychmiastowe?

Globalne

Bo orbity są biegunowe → satelity przelatują nad każdym rejonem Ziemi.

Nie natychmiastowe

Bo satelita:

• nie widzi naraz całej Ziemi,
• może akurat nie być nad Twoim rejonem,
• albo nie widzieć stacji naziemnej w danym momencie.

Stąd opóźnienie alarmowania czasem do ~1,5 godziny.

Plusy i minusy

Plusy:

• globalne pokrycie,
• małe wymagania co do mocy sygnału pławy,
• lokalizacja nawet bez GPS (Doppler).

Minusy:

• możliwe opóźnienie (czekasz na przelot),
• satelita widzi pławę tylko krótko (~15 min).

Jak działa lokalizacja metodą Dopplera

Dane wejściowe systemu

Radiopława:

• nadaje sygnał o stałej, znanej częstotliwości (np. 406 MHz),
• stoi w jednym miejscu (w przybliżeniu).

Satelita:

• porusza się bardzo szybko po znanej orbicie,
• dokładnie wie:
  • gdzie jest w każdej sekundzie,
  • z jaką prędkością się porusza.

W trakcie przelotu

Częstotliwość odbieranego sygnału nie jest idealnie stała:

• na początku przelotu: jest nieco wyższa,
• w punkcie największego zbliżenia: jest dokładnie nominalna,
• po minięciu radiopławy: jest nieco niższa.

Ta zmiana:

• jest ciągła,
• ma konkretny kształt w czasie.

Dlaczego to wystarcza do wyznaczenia pozycji

Bo:

• orbita satelity jest znana,
• prędkość satelity jest znana,
• częstotliwość nadawania pławy jest znana.

System naziemny:

• zapisuje jak częstotliwość zmienia się w czasie,
• porównuje to z możliwymi położeniami pławy na Ziemi,
• wybiera to położenie, dla którego przebieg zmian częstotliwości idealnie pasuje.

Efekt: powstaje linia możliwych pozycji