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Low Earth Orbit Numerical Analysis & Research Tools

Ce module permet la configuration de constellations de satellites, de stations terriennes, et de zones d'utilisateurs mobiles. Il simule les ephemerides des satellites, genere des donnees de visibilite entre les satellites de la constellation et les utilisateurs ou des stations. Il permet de calculer des statistiques sur les visibilites et de les exhiber sous forme de rapports statistiques, de courbes, d'images et de cartes en niveaux de couleur.

Le configurateur offre une interface permettant de configurer des constellations de satellites, des stations terriennes et des zones d'utilisateurs mobiles.

Configurer une constellation consiste a donner l'ensemble des six elements orbitaux des satellites a une date de reference. Ceci peut etre effectue satellite par satellite, ou bien en utilisant le generateur de constellation. Celui-ci permet d'entrer les parametres pour des constellations a orbites inclinees du type Walker ou des constellatons polaires optimisees du type de Beste. Les elements orbitaux de chaque satellite sont alors generes automatiquement. tous les types d'orbites peuvent etre configures: LEO, MEO, HEO et bien sur GEO.

La configuration des stations terriennes consiste a definir son nom, sa position geographique et son angle d'elevation minimum au dessous duquel les liaisons radio ne seront plus possibles.

La configuration des zones d'utilisateurs mobiles consiste a definir pour chaque utilisateur sa position geographique et son angle d'elevation minimum. Un generateur de maillage d'utilisateurs est fourni pour generer automatiquement de larges zones avec un grand nombre d'utilisateurs.

Le simulateur de CAT offre une interface conviviale pour initialiser les parametres de simulation et pour lancer les simulations qui sont executees totalement independemment de l'interface. Les principales simulations que l'on peut executer sont les suivantes:

• Simulations Orbitales

Apres avoir selectionne un fichier constellation, on calcule l'evolution de la position des satellites dans lke temps (les ephemerides).

• Simulations de Visibilite

Les simulations de visibilite sont faites a pertir de la selection d'un fichier ephemeride, d'un fichier station, et d'un fichier zone de service utilisateurs. On calcule alors les donnees de visibilite entre les stations ou les utilisateurs et les satellites. On peut aussi calculer la visibilite mutuelle entre une station et des utilisateurs, ce qui signifie que le satellite doit etre en visibilite simultanee de la station et des utilisateurs.

• Simulations d'Angles d'Elevation

Les angles d'elevation avec lesquels un satellite est vu par une station ou un utilisateur de la zone de service sont calcules a chaque pas de simulation. Ils sont ensuite utilises par l'analyseur de CAT ou par FAT pour calculer lesa marges de fading necessaires.

L'analyseur offre des outils puissants pour traiter les donnees de simulation de CAT de facon statistique et pour les exhiber sous forme graphique.

• Analyse des donnees de simulation de visibilite

La premiere etape pour analyser des donnees de simulation de visibilite est de generer un rapport statistique. Pour chaque station ou utilisateur mobile, on calcule une quinzaine de parametres statistiques qui sont stockes dans des fichiers. Des parametres statistiqes typiques sont le temps moyen de visibilite d'au moins 1 satellite, le temps minimum, maximum, moyen de non-visibilite , etc...

Ce rapport statistique peut etre edite sous format texte pour une station ou un utilisateur selectionne. Apres avoir choisi un parametre statistique, on peut tracer des cartes en niveaux de couleurs pour decrire l'evolution geographique de ce parametre, ou tracer des courbes d'evolution du parametre en fonction de la longitude ou de la latitude.

On peut aussi tracer des courbes de visibilite, exposant l'evolution temporelle du nombre de satellites en visibilite pour une station ou un utilisateur de la zone de service.

• Analyse des donnees de simulation d'elevations

Les simulations d'elevation fournissent les angles d'elevations avec lesquels les satellites de la constellation sont vus par chaque utilisateur ou station en fonction du temps. L'analyseur permet de generer un rapport statistique sur ces elevations. Il peut etre edite sous forme textuelle pour un utilisateur ou une station selectionnes. Pour une zone de service, un parametre statistique donne peut etre represente sur une carte en niveaux de couleur ou une courbe en fonction de la longitude ou de la latitude.

On peut aussi calculer des distributions d'elevation pour les stations terriennes. On peut aussi tracer la courbe montrant l'elevation du meilleur satellite en visibilite en fonction du temps pour une station ou un utilisateur donnes.

Les distributions d'elevation peuvent ensuite etre utilisees comme parametres d'entree par FAT afin de calculer les marges de fading ou des disponibilites de liaison.

Des utilitaires de visualisation des donnees supplementaires sont aussi fournis par LEONART :

• Trace des satellites au sol sur une carte.
• Empreintes des satellites sur une carte.
• Cercles de visibilite des stations sur une carte.