Luis Eduardo Nadal

CI:21393751

UFT Telecomunicaciones

Estaciones Terrenas

Julio, 2013

Inversiones en el sector telecomunicaciones aumentaron 6,68% Los ingresos operativos percibidos por las operadoras presentaron una variación positiva de 33,76% al comparar con el segundo trimestre del año 2012, representado por 15.368 millones de bolívares durante el período; por otra parte, se ejecutaron inversiones por un monto de 1.941 millones de bolívares evidenciando un aumento de 6,68% en el mismo lapso de tiempo Según las cifras preliminares de la Comisión Nacional de Telecomunicaciones (Conatel) el sector muestra incrementos de sus principales variables para el segundo trimestre de 2013. Específicamente, los ingresos operativos percibidos por las operadoras presentaron una variación positiva de 33,76% al comparar con el segundo trimestre del año 2012, representado por 15.368 millones de bolívares durante el período; por otra parte, se ejecutaron inversiones por un monto de 1.941 millones de bolívares evidenciando un aumento de 6,68% en el mismo lapso de tiempo.

Se define como estación terrena un equipo con una antena o un conjunto de equipos con antenas, que puede tener un extremo de entra y salida de señales de comunicación en banda base o en frecuencia intermedia, y otro de transmisión y de recepción de radiaciones hacia y desde uno o más satélites. En cada una se realiza una parte importante del proceso de dichas señales para hacer posible y eficiente su transmisión, así como del proceso inverso para convertir las radiaciones recibidas en una reproducción fiel de las señales en la forma que tenían antes de que fueran procesadas y transmitidas por otra estación terrena. Cabe destacar que algunos tipos de estaciones terrenas solo tienen capacidad de transmitir o de recibir y que pueden ser el punto de origen o final de las señales o estar enlazadas también por medio de redes terrenales con sitios de origen y destino. La designación de esta estación terrena incluye tanto a las que están fijas sobre la superficie de la tierra, a las móviles terrestres, marítimas y aeronáuticas instaladas en vehículos de transporte, como las portátiles personales

Las funciones principales ejecutadas por una Estación Terrena, en apoyo a un satélite operacional, involucran funciones de alta complejidad que usualmente abarcan las siguientes tareas: Seguimiento (tracking): para determinar la

posición del satélite en su órbita. Operaciones de Telemetría: para adquirir y

registrar datos y status del satélite. Operaciones de Telecomando: para

interrogar y controlar las diversas funciones del satélite.

Operaciones de Control: para determinar parámetros orbitales, para programar todas las pasadas del satélite y para monitorear y cargar el computador de a bordo.

Operaciones de Procesamiento de Datos: para presentar todos los datos científicos y de ingeniería en los formatos requeridos para el progreso exitoso de la misión.

Enlaces de Voz y de Datos a otras estaciones terrenas y centros de procesamiento.De la lista anterior, es claro que hay tres componentes principales de una Estación Terrena:

1. Equipos (HARDWARE) 2. Programas Computacionales (SOFTWARE) 3. Personal

Los principales componentes del equipo de una Estación Terrena son:

1. Antenas

2. Sistemas de Transmisión-Recepción

3. Sistemas de seguimiento

Es el componente principal de una Estación Terrena, cuyas funciones de soporte pueden incluir: Seguimiento, Telemetría,

Telecomando y capacidades de voz y televisión.

Una antena es un dispositivo (conductor metálico) diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa. Las características de las antenas dependen de la relación entre sus dimensiones y la longitud de onda de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida. Si las dimensiones de la antena son mucho más pequeñas que la longitud de onda las antenas se denominan elementales, si tienen dimensiones del orden de media longitud de onda se llaman resonantes, y si su tamaño es mucho mayor que la longitud de onda son directivas.

Dentro de las redes de la NASA de seguimiento y data de vuelos espaciales, hay sistemas de antenas operando en diversas bandas de frecuencia, pero lo más frecuentemente usado es el sistema de bandas, el que emplea principios de auto seguimiento por monopulso para mantener la antena apuntando hacia la señal que transmite el satélite. Para lograr la adquisición inicial del satélite, también se dispone usualmente de un programa controlado por computador, el que usa data de predicción de órbita para generar los ángulos de apuntamiento requeridos.

La antena generalmente es común para Transmisión y Recepción, por razones de costo y tamaño. La separación de la dirección de transmisión es obtenida por medio de dispositivos electrónicos llamados Diplexores.

Las características que determinan la operación de Radio Frecuencia de una Estación Terrena provienen de la expresión del Cálculo de Enlace para las transmisiones desde y hacia el satélite. Este sistema tiene la función de transmitir vía RF desde tierra al satélite en la banda de frecuencia asignada para todos los telecomandos que son necesarios para actua sobre sistemas o partes componentes del satélite, como por ejemplo: activar un transmisor y apagar el otro, encender un computador de a bordo, actualizar un software específico, etc. Por otra parte, el sistema RF debe tener también la capacidad de recepcionar toda comunicación enviada por el satélite desde el punto de su órbita en que se encuentre. La información más común que envía el satélite hacia la Estación Terrena es la que se conoce como Telemetría. Ello entrega la condición actual de los parámetros previamente determinados, como por ejemplo: Voltaje de la batería, temperatura de las antenas, voltajes y corrientes de diversos componentes del satélite, computador en servicio, relays activos e inactivos, y muchos otros de esta misma especie.

El sistema de seguimiento mantiene la antena apuntando en la dirección correcta hacia donde se encuentra el satélite y compensa el movimiento relativo entre la Estación Terrena y el Satélite. Aún en los casos de satélites geoestacionarios, existen perturbaciones orbitales que originan aparentes desplazamientos del satélite con respecto a la Estación. Las características del Sistema de Seguimiento varían de acuerdo a las características del haz electromagnético de la antena y la órbita del satélite. El seguimiento consiste en mantener el eje central del haz electromagnético producido por la antena en la dirección del satélite, a pesar del movimiento del satélite o de la Estación. Debe contener un Receptor, un sistema de control y un servomecanismo de antena.

Existen cuatro grandes áreas de programas que pueden utilizarse en una Estación Terrena o son controlados desde ella. Estos son: antes de cada pasada, durante cada pasada, después de las pasadas y software a bordo. Exceptuando los casos de sistemas satelitales básicos, la mayoría o algunos de estos aspectos estarán presentes en la Estación Terrena. Los Programas Computacionales, previo a las pasadas, son requeridos antes de que el satélite entre en rango con la Estación Terrena. Normalmente, hay cuatro tipos de programas requeridos: Predicción de órbita, Planificación y Programación de observación, Generación de Lista de Comandos y finalmente de Simulación. En la determinación y predicción de la órbita de un satélite de baja altitud, usualmente hay tres factores que determinan la precisión requerida. Estos son la capacidad de seguir al satélite correctamente durante la pasada sobre la Estación, Reconstruir la órbita y desde aquí la posición del satélite en cualquier instante durante la misión, y predecir con varias semanas de avance la posición del satélite para propósitos de planificación de la misión.

Una Estación Terrena debe ser dotada de personal muy especializado y entrenado para la operación y explotación del sistema satelital. En general estos especialistas cubren las siguientes áreas y funciones: Administración de sitio y de proyecto

requerido para la supervisión diaria de las operaciones, tanto en tierra como en órbita;

Personal para componer turnos que necesita la Estación para una operación continua durante las 24 horas al día;

Especialistas en mantenimiento del equipamiento de la Estación Terrena, como por ejemplo los sistemas eléctricos y mecánicos de la antena, equipos de RF y computacional.

Especialistas en computación para la mantención, modificación y posibles correcciones de los programas computacionales de la Estación Terrena y también a bordo del satélite.

Expertos de apoyo de ingeniería y de datos, para la planificación de operaciones, discusión de resultados y actuar en momentos de crisis.

Administrativos para labores de secretaría;* Ingenieros especializados para monitoreo y análisis detallado de la data proveniente del satélite.

Administrativos para labores de secretaría.

La Fuerza Aérea de Chile cuenta con una Estación Terrena de Control Satelital, ubicada en Los Cerrillos, cuya arquitectura responde en forma básica y global a la descrita en los párrafos anteriores.

En síntesis, se pueden agrupar las instalaciones y sistemas existentes en esta Estación Terrena como se detalla a continuación:

Sistema de Antenas y Cables

Sistema de RF (Rack de Equipos)

Puestos de: Archivo, Telemetría, Seguimiento, Telecomando y Comunicaciones (5 puestos PC conectados en Red y conectado al rack con el equipamiento de RF)

Modelo de Ingeniería del micro-satélite FASat-Bravo

Equipamiento Electrónico de Soporte de Modelo de Ingeniería

Estas definen como estación terrena a un equipo con una antena o un conjunto de equipos con antenas, que puede tener un extremo de entra y salida de señales de comunicación en banda base o en frecuencia intermedia, y otro de transmisión y de recepción de radiaciones hacia y desde uno o más satélites. Muchas de las técnicas empleadas en las estaciones terrenas para procesar las señales pueden ser la conversión analógico-digital, la modulación y demodulación, la codificación del canal, el multiplaje y d multiplaje, el acceso múltiple, la compresión digital y otras.