نظام عالمي للرسائل القصيرة قائم على الفضاء – الألغاز في السماء

تشير التقارير الإعلامية الأخيرة إلى أن الولايات المتحدة قد طورت طريقة لتتبع الطائرات الصينية الأخيرة التي مرت فوق أمريكا الشمالية. هنا ، يتم تقديم فرضية حول كيفية عمل ذلك وكيف يمكن للمراقبين المساهمة.

في يوليو من عام 2022 ، تم العثور على مجموعة JILIN التجارية الصينية من الأقمار الصناعية لتصوير الأرض على أنها تصدر إشارات بيانات انفجارية قصيرة غريبة على الطيف المخصص لخدمة الراديو عبر الأقمار الصناعية المتنقلة (أرض-فضاء والعكس بالعكس). هذه الملاحظة ، التي كانت غريبة في البداية ، تسببت في إعادة النظر في معنى تلك الملاحظة بعد وصول منطاد صيني كبير فوق أمريكا الشمالية مؤخرًا وكيف يمكن أن تتواصل مع معالجيها حيث كشفت المزيد من الأبحاث عن وجود اتصال واضح بقمر بيدو الصيني. نظام الملاحة والانبعاثات من جيلين.

تحديد الراديو مقابل الملاحة الراديوية

معظم الناس على دراية بخدمة الأقمار الصناعية للملاحة الراديوية (GNSS) مثل GPS و GLONASS و GALILEO وما إلى ذلك. خدمة GNSS هي خدمة ذات اتجاه واحد حيث يستمع المستخدم إلى إشارات أقمار صناعية متعددة ويمكن من خلالها تحديد موقعه ووقته بدقة. لا يوجد اتصال بين المستخدم وخدمة القمر الصناعي.

خدمة الأقمار الصناعية لتحديد الراديو (RDSS) التي لا تتيح للمستخدم التنقل فحسب ، بل تتيح أيضًا التواصل لأن الخدمة نفسها ذات اتجاهين بين المستخدم والقمر (الأقمار الصناعية) التي تتنقل عبرها. يمكن استخدام توفير الوصلة الصاعدة للسماح للمستخدم بإرسال رسائل إلى الأقمار الصناعية التي تدور في مدارات وكذلك لأغراض الاتصالات البحتة. ومن المثير للاهتمام ، أن نظام BeiDou الصيني قادر على RDSS مما يعني أنه نظام اتصالات ثنائي الاتجاه ذو امتداد عالمي.

تتكون كوكبة بيدو من أصول في ثلاثة أنواع مختلفة من المدارات. ثلاثة أقمار صناعية في المدار الثابت بالنسبة للأرض (GEO) ، وثلاثة في مدار الأرض المائل (IGSO) و 24 في مدار أرضي متوسط ​​(MEO) كما يتضح من الرسم البياني أدناه.

دعنا نفحص أدبيات المجال العام على نظام رسائل BeiDou. هناك نوعان من خدمات المراسلة المستخدمة في نظام BeiDou ، أحدهما نظام إقليمي يستخدم بشكل أساسي ذراع القمر الصناعي GEO للنظام ويُعرف باسم خدمة اتصالات الرسائل القصيرة الإقليمية (RSMC). ملخص خصائصه مذكور أدناه.

تقتصر خدمة RSMC على الاتصالات إلى حد كبير في المناطق بالنظر إلى الصين وليس نظامًا عالميًا حيث كانت أصول BeiDou GEO موجودة. ومع ذلك ، يقدم نظام بيدو نظام اتصالات عالميًا حقيقيًا عبر خدمة اتصالات الرسائل القصيرة العالمية (GSMC). النظام العالمي محدود بشكل أكبر في كمية البيانات التي يمكن إرسالها في رسالة واحدة إلى 70 بايت والتي يُعتقد أنها قيد مدني وليس فرضًا على استخدام جيش التحرير الشعبي (PLA) للنظام. مواصفات نظام GSMC كالتالي.

تناقش وثائق المصادر العامة أيضًا تخصيصات التردد لهذه الخدمة. يتم تقديم النص والجدول التاليين من المستندات المصدر للسياق أدناه. دفع إشعارًا خاصًا للوصلة الصاعدة لخدمة GSMC الموجودة على النطاق L-band.

يكشف البحث في سجلات الاتحاد الدولي للاتصالات الخاصة بشركة COMPASS-MEO الصينية عن وجود حشوتين حاليتين تحت هذا الاسم يبدو أنهما مرتبطان بالإصدارين الثاني والثالث من سلسلة BeiDou كما يمكن ملاحظته من خلال التعبئة أدناه والتي تتعلق بالمعلومات التي تم الحصول عليها من BeiDou-3 سلسلة من المركبات الفضائية MEO.

انتبه بشكل خاص لاستقبال الإشارات من 1610.5-1627 ميجاهرتز ، وهذا يرتبط بالانبعاثات الصادرة عن جيلين. أي أن مستخدمي JILIN أو ربما غيرهم من مستخدمي نظام BeiDou GSMC ينبعثون من هذه الترددات وتسمعهم مركبة BeiDou الفضائية هنا.

يوفر الرسم البياني التالي مزيدًا من المعلومات حول تطور انبعاثات بيدو على مدى ثلاثة أجيال من المركبات الفضائية المستخدمة. كما يمكن للقارئ أن يرى النظام قد تطور وبدأ الآن في استخدام نظام GNSS عالمي قادر على الاتصال العالمي الحقيقي بالرسائل القصيرة.

استنادًا إلى المعلومات مفتوحة المصدر ، تمتلك الصين خدمة اتصالات عالمية كاملة للرسائل القصيرة مع روابط داخلية عبر الأقمار الصناعية يمكن أن تسمح بالقياس عن بُعد وتتبع الأصول والتحكم فيها. يتم توفير الموقع الذي يمكن الاتصال بالأصول به في المقتطف أدناه.

فيما يلي ملخص لمواصفات نظام الرسائل القصيرة العالمي:

• خدمة لأي جسم موجود على سطح الأرض أو حتى 1000 كم فوقها.
• الروابط الصاعدة على النطاق L والوصلات الهابطة على النطاق S.
• يبلغ طول الرسائل المدنية 70 بايت.
• النظام لديه معدل نجاح> 95٪ في معالجة الرسائل.
• 300000 رسالة في الساعة لأعلى و 200000 في الساعة للأسفل.
• عادة ما تكون أوقات الاستجابة أفضل من دقيقة واحدة.
• تستخدم محطة الإرسال طاقة أقل من 10 واط.
• يستخدم النظام روابط بين الأقمار الصناعية.

القياس عن بعد والتتبع والتحكم بين الأقمار الصناعية (TT&C)

على مدى السنوات القليلة الماضية ، كان المزيد من مشغلي الأقمار الصناعية الغربية يستخدمون Globalstar لزيادة أو توفير TT&C. يمكنك دمج جهاز إرسال Globalstar (STX3) في الأصول الصغيرة لتتبع لحظاته حول الأرض أو حتى المدار الأرضي المنخفض (LEO) وجعله يرسل بيانات أساسية عن بُعد وموضعًا وبيانات أخرى على أساس دوري ، لكن اللوائح تتطلب أن يكون المشغل قادرًا لوقف إرسال جهاز الإرسال إذا كان على القمر الصناعي. وهكذا ستدمج البعثات اتصالات ثنائية الاتجاه باستخدام نظام STX4 الذي يسمح بنقل واستقبال البيانات الخاصة بأحد الأصول على الأرض أو في المدار الأرضي المنخفض. كان نظام Globalstar قيد الاستخدام في مجموعة متنوعة من المهام على مدار العقد الماضي وكان يستخدم بشكل متزايد لأنه يقلل من البنية التحتية الأرضية التي يحتاجها القمر الصناعي الصغير عادةً لتوفير الاتصالات بأحد الأصول.

يمكن للمواطنين الصينيين شراء خدمة الرسائل القصيرة BeiDou والاشتراك فيها وشراء الأجهزة لدمج تطبيقاتهم مع النظام. يشبه الجهاز إلى حد كبير الأنظمة المباعة لنظام Globalstar.

على عكس Globalstar ، يسمح BeiDou للأقمار الصناعية بعيدًا عن رؤية المحطات الأرضية في الصين بالتواصل عبر روابط بين الأقمار الصناعية. هذا يعني أنه يمكن الاتصال بالقمر الصناعي عبر الأقمار الصناعية الأخرى وترحيل بياناته عبر الأقمار الصناعية الأخرى إلى محطات أرضية خارج نطاقه. ميزة مفيدة إذا كنت تخطط لنظام اتصالات عالمي للرسائل القصيرة.

حالة لـ JILIN والأصول “العائمة” الأخرى باستخدام BeiDou

إشارات JILIN التي تم تلقيها بشكل غير متوقع العام الماضي على النطاق L هي BPSK مع حوالي 4Msps ، تظهر الإشارات مشفرة حيث لم يتم ملاحظة قمم الارتباط المتبادل أثناء التحليل. يرتبط هذا بالمعلومات المنشورة حول نوع الإشارة كما هو مذكور أدناه.

بالنظر إلى فهمنا لنظام BeiDou GSMC ، يبدو من المعقول تمامًا أن تستخدم JILIN نظام BeiDou GSMC للتواصل مع أقمارها الصناعية على أساس عالمي. يوفر هذا أيضًا أول تأكيد على أن نظام BeiDou GSMC يعمل ويستخدم لأصول خارج نطاق الرؤية الإقليمية للصين وللأجسام الموجودة في مدار حول الأرض.

تظهر الأبحاث الإضافية أيضًا أن نظام بيدو يستخدم لغرض مماثل عالميًا للسفن في البحر. لذلك ، ليس من المبالغة اعتبار أن TT&C لمنطاد يمكن إنجازه باستخدام أنظمة BeiDou GSMC و RSMC.

يجب أن يكون القراء على دراية بأن الصين لا تشغل أي أقمار صناعية جيو فوق أمريكا الشمالية وحتى وقت قريب كانت قد بدأت للتو في تشغيل قمرين صناعيين (شيان 10 وشيان -10 02) في مدار من فئة مولنيا له أوج تسكع فوق أمريكا الشمالية. الغرض من هاتين البعثتين غير معروف حاليًا في المجال العام ولم يتم الكشف عن أي انبعاثات ناتجة عنهما على حد علم المؤلف. هذا يعني أنهم قد يكونون في مهام استخبارات إشارات بدلاً من أصول الاتصالات مثل نظام Meridian الروسي أو منصات SDS الأمريكية في HEO. وهذا يؤكد مدى أهمية نظام مثل BeiDou GSMC لأي مهمة منطاد ذات امتداد عالمي حيث أن الصين لديها خيارات اتصالات عالمية محدودة وموثوقة.

لذلك ، أفترض أنه من المعقول تقييم أن المناطيد الصينية ذات مهمة عالمية ستدمج نظام BeiDou GSMC لأغراض TT&C حيث لا يوجد نظام محلي نظامي آخر معروف بأنه متاح للصينيين. ومع ذلك ، نظرًا لعرض النطاق الترددي المحدود لـ GSMC وكمية البيانات التي يمكن إرسالها ، فقد تحتاج بيانات المهمة إلى مسار آخر. استنادًا إلى عدم وجود أقمار صناعية مرحل معروفة فوق أمريكا الشمالية ، أود أن أقدر أن البيانات كبيرة الحجم مخزنة على مثل هذه الحمولة للوصلة الهابطة لاحقًا إما إلى أصول GEO الصينية فوق مناطق العالم التي تغطيها أو المحطات الأرضية / البحرية المتنقلة التي يمكنها اعتراض الحمولة وإجراء عملية تنزيل وإعادة توجيه محلي لبيانات الطائرات بمجرد انتقالها إلى منطقة يمكن الوصول إليها من خلال هذه الأصول. من المحتمل أن تكون هذه الأصول ضمن المنطقة المستهدفة أيضًا.

يجب على المراقبين الذين يبحثون عن كائنات بالون محتملة باستخدام نظام بيدو مراقبة النطاق 1610.5-1627 ميجا هرتز للانبعاثات وتوصيفها من خلال البحث عن غياب دوبلر والمدة المتبقية للإشارة. ضع في اعتبارك أن Globalstar تستخدم هذا النطاق عند إجراء تقييمات لما تراقبه.