उपग्रह की ऊँचाई कोई सार्वभौमिक अधिकतम संचार दूरी नहीं बताती। भूस्थैतिक उपग्रह भूमध्य रेखा से लगभग 35,786 km ऊपर होता है, पर स्टेशन से तिरछा रास्ता प्रायः अधिक लंबा है। प्राप्ति लिंक बजट पर और देरी पूरे मार्ग पर निर्भर है।
ऊँचाई, कक्षीय त्रिज्या और स्टेशन की दूरी
ऊँचाई सतह से और कक्षीय त्रिज्या पृथ्वी के केंद्र से मापी जाती है। GEO के लिए त्रिज्या लगभग 42,164 km है। स्टेशन से वास्तविक दूरी दोनों की स्थिति से निकलती है।
गोल पृथ्वी के मॉडल में r = √[(R+h)² + R² − 2R(R+h)cos ψ], जहाँ R पृथ्वी की त्रिज्या, h ऊँचाई और ψ स्टेशन तथा उपग्रह के नीचे वाले बिंदु के बीच केंद्रीय कोण है। ψ = 0 होने पर r = h है।
क्षितिज और न्यूनतम उन्नयन उपयोगी ज्यामिति सीमित करते हैं। शक्ति बढ़ाने से पृथ्वी के पीछे छिपा उपग्रह सीधे दिखाई नहीं देने लगता।
भूस्थैतिक उपग्रह स्थिर क्यों लगता है
उसकी कक्षा गोलाकार और भूमध्यरेखीय होती है। वह पृथ्वी के घूमने की दिशा में लगभग एक नाक्षत्र दिन, यानी 23 घंटे 56 मिनट में चक्कर लगाता है। लगभग 3.07 km/s से चलता है; अंतरिक्ष में रुका नहीं है।
भूतुल्यकालिक कक्षा का काल समान हो सकता है, लेकिन झुकाव या उत्केंद्रता के कारण वह एक ही स्थान के ऊपर स्थिर न रहे। इससे ट्रैकिंग की जरूरत बदलती है।
अन्य कक्षाएँ और कवरेज
| क्षेत्र | सामान्य संदर्भ | शर्त |
|---|---|---|
| LEO | आम तौर पर 2,000 km से नीचे। | पास और ज्यामिति बदलते हैं। |
| MEO | सामान्य वर्गीकरण में LEO और GEO के बीच। | कक्षा पर निर्भर। |
| GEO | लगभग 35,786 km। | दिशा लगभग स्थिर। |
500–1,200 km कुछ समूहों की ऊँचाई है, सभी LEO की नहीं। सतत सेवा के लिए कई उपग्रह और हैंडओवर लग सकते हैं। संचालन में उपग्रहों की संख्या वर्तमान सूची से लें।
प्रसार समय की गणना
एक खंड का t = r/c है। पृथ्वी से सीधे ऊपर GEO तक लगभग 119 ms लगता है। पृथ्वी–उपग्रह–पृथ्वी में दो खंड होने से लगभग 239 ms और चार खंड की आने-जाने की यात्रा में लगभग 477 ms मिलते हैं।
ये आदर्श ज्यामितीय मान हैं। तिरछे रास्ते, प्रोसेसिंग, चैनल तक पहुँच और जमीन का नेटवर्क अतिरिक्त समय देते हैं। 270 ms हर 36,000 km के एकल खंड की देरी नहीं है।
सीधे ऊपर 600 km पर एक खंड लगभग 2.0 ms है। इससे पूरी इंटरनेट सेवा का पिंग 2 ms सिद्ध नहीं होता।
शक्ति, एंटीना और लिंक बजट
मुक्त स्थान में LFS = 20 log10(4πr/λ)। 12 GHz और 36,000 km पर लगभग 205.2 dB मिलते हैं। आवृत्ति तथा गेन स्थिर रखकर दूरी दुगुनी करने पर लगभग 6 dB हानि जुड़ती है।
पूरा बजट पोलराइजेशन, केबल, वायुमंडल, शोर और मार्जिन जोड़ता है। Ka अपने आप अधिक दूरी या गति नहीं देता। भौतिक अपर्चर स्थिर रखने पर आवृत्ति के साथ गेन भी बदलता है।
अन्य सभी कारक स्थिर हों तो शक्ति दुगुनी करने से लगभग 3 dB मिलते हैं और आदर्श दूरी लगभग √2 गुना हो सकती है। यह हर सेवा के लिए निश्चित प्रतिशत नहीं है।
टर्मिनल और उपयोग की जरूरत
सैटेलाइट फोन और इंटरनेट टर्मिनल के बैंड, एंटीना और संसाधन अलग हो सकते हैं। केवल ऊँचाई के बजाय संगतता, दृष्टि और सेवा देखें।
वीडियो कॉल में देरी, उसका बदलाव, पैकेट हानि और लोड के साथ स्थिरता मापें। LEO, GEO से प्रसार भाग घटा सकता है, पर हर जमीन या ऑप्टिकल रास्ते से कम कुल देरी सुनिश्चित नहीं करता।
GEO अंतरिक्ष संचार की सीमा नहीं
और दूर के मिशन उपयुक्त स्टेशन, एंटीना और डेटा दर इस्तेमाल करते हैं। अकेली शक्ति या उपग्रह का नाम अधिकतम दूरी नहीं बताता।
सबसे लंबी परिचालन दूरी, दृश्यता, दोनों सिरों के पैरामीटर और सेवा तय करें। संदर्भ: ESA के कक्षा प्रकार और Friis संबंध।
