Questões de Concurso sobre Sistemas de telemetria e telecomando

Um satélite com órbita circular é equipado com um receptor GNSS (Global Navigation Satellite System = Sistema de Navegação Global via Satélite) que fornece telemetrias de vetor de estado PVT (Posição, Velocidade e Tempo) no sistema de coordenadas ECEF (Earth-Centered, Earth-Fixed = Centrado e Fixo na Terra), com amostragem a cada um segundo.

As telemetrias de posição (x, y, z) indicam a posição do satélite em metros.

As telemetrias de velocidade (vx, vy, vz) indicam a velocidade do satélite em metros por segundo.

A telemetria de tempo (t) é um contador contínuo de segundos a partir de uma época de referência, representando o instante de amostragem do conjunto PVT.

A expressão do tempo tE de cruzamento do Equador, calculada em função de telemetrias PVT amostradas imediatamente antes do cruzamento do Equador (x₀, y₀, z₀, vx₀, vy₀, vz₀, t₀) por aproximação linear de 1ª ordem, pode ser dada por:

Sistemas dinâmicos podem apresentar inúmeras realizações em espaço de estado, onde todas apresentam mesma relação entrada-saída. No entanto, algumas realizações contêm propriedades peculiares, tais como a realização balanceada, largamente empregada em algoritmos de redução de modelo como o truncamento balanceado.

Considere que um determinado sistema dinâmico possui uma realização em espaço de estados inicial, e que essa realização é “rotacionada” para uma nova realização através de uma matriz de transformação 𝑃.

Com relação à transformação de similaridade empregada na matriz de estado da realização inicial, analise as afirmativas a seguir.

I. Consiste na mudança das bases da matriz transformada.

II. Preserva autovalores da matriz transformada.

III. A matriz de transformação 𝑃 deve ser unitária.

Está correto o que se afirma em

Telecomandos são as instruções que permitem o controle da espaçonave a partir do Solo. Embora nem todos os telecomandos definidos para a espaçonave sejam utilizados durante operações de rotina, o sistema de Monitoração e Controle deverá ter acesso a todas as ações de controle possíveis a bordo. Isto garante que o sistema de solo tenha capacidade de comandar a execução de qualquer uma das ações disponíveis, incluindo operações de contingência ou de emergência da espaçonave. Em relação aos telecomandos, analise as afirmativas a seguir.

I. O telecomando do tipo direto deve ser executado diretamente numa unidade de distribuição de pulso de comando (CPDUs) sem passar pelo software do Computador de bordo.

II. No caso de uma anomalia percebida pelo controlador de satélite durante um rastreio, um ou mais telecomandos podem ser enviados ao satélite sem estarem previamente definidos no Planejamento de Operação de Solo da passagem sendo controlada (linha do tempo de solo).

III. Manobras orbitais no satélite são feitas em várias etapas usando tanto telecomandos de execução imediata quanto aqueles temporizados a bordo.

Está correto o que se afirma em

O FDIR (Fault Detection, Isolation and Recovery = Detecção, Isolamento e Recuperação de Falha) embarcado de um satélite disparou em um instante de tempo ti quando uma telemetria TM123 alcançou o valor limite superior de +5,0.

Sabendo-se que a TM123 é amostrada a cada um minuto, e que seus valores eram +4,2 em t = 13:53, +4,4 em t = 13:54 e +4,6 em t = 13:55, o horário mais provável para o tempo ti é:

Para que o segmento ilustrado acima possa monitorar níveis de interferência de outros sistemas via satélite nos satélites e estações do sistema atual, seria necessário o uso de antenas omnidirecionais nas instalações do TT&C.

Em sistemas GEO, a TT&C transmite continuamente, sem interrupções, informações de comando ao satélite. Entre essas informações, é enviada uma portadora-piloto a ser usada pelo satélite em comunicação de telemetria.

Em uma TT&C típica, o subsistema de telemetria é encarregado de enviar ao satélite dados referentes a medidas internas na estação terrena que devem ser tratadas pelo satélite em operações de controle e rastreio.

Para aumentar a disponibilidade dos sistemas de telemetria e de telecomando, é recomendável que a TT&C opere com determinados componentes em redundância.

Em condições de operação típica, o segmento mostrado na figura não tem utilidade na fase de lançamento de um satélite do sistema.

Caso a antena parabólica da estação TT&C terrena ilustrada fosse substituída por uma antena corneta quadrada de lado igual a 30% do raio daquela antena, o sistema transmissor poderia enviar sinal com metade da potência atual, para manter os mesmos requisitos de relação sinal/ruído no satélite.

Em uma TT&C, para aumentar a eficácia no controle do satélite, tanto em sistemas GEO quanto em sistemas non- GEO, toda antena que participa de comunicações de telecomando e telemetria deve igualmente participar, e de forma simultânea, de operações de rastreio. Por essa razão, toda antena de estação TT&C deve ser capaz de operar no modo movimento limitado e movimento pleno.

A comunicação na parte denominada “rede de interconexão” deve ser realizada na forma de sinais elétricos analógicos em banda base.

Uma estação TT&C deve incorporar interfaces RF com o satélite, compostas, entre outros componentes, por antenas de comunicação, que, no caso de satélites GEO (geostationary earth orbit), são normalmente do tipo parabólica e podem atingir dimensões superiores a 10 m de diâmetro.

Por questões de segurança, todos os equipamentos e subsistemas de uma TT&C devem ser alimentados por meio de grupos geradores localizados nas instalações da estação, devendo-se dispensar o uso de baterias e de alimentações diretas a partir da rede de distribuição de energia elétrica.

Em cada sistema via satélite, o subsistema de controle terrestre é composto por estação TT&C (tracking, telemetry, and command), cujo principal componente é o centro de controle do satélite (SCC — satellite control center), que deve estar localizado nas mesmas instalações da TT&C e que entre outras funções controla a dinâmica orbital do satélite e subsidia o sistema com dados necessários ao planejamento da missão.

Em condições quaisquer de operação anômala do satélite, o segmento TT&C terrestre deve operar de forma automática, sem intervenção humana, por meio de hardware e software específicos.

Por motivo de segurança e redução de erros, a transmissão no uplink e no downlink no sistema de telemetria e telecomando deve ser realizada no formato CSSB (companding single side band).

As antenas parabólicas do satélite podem participar das operações de telemetria e de telecomando.