Bài giảng Thông tin vệ tinh

Chương 1 TỔNG QUAN KĨ THUẬT THÔNG TIN VỆ TINH 1.Giới thiệu chung Thông tin vô tuyến (radio communication) bằng vệ tinh ra đời nhằm mục đích cải thiện các nhược điểm của mạng vô tuyến mặt đất, nó có dung lượng cao hơn, băng tần rộng hơn, đem lại cho khách hàng nhiều dịch vụ mới và thuận tiện với chi phí thấp hơn. Trong chiến tranh thế giới thứ 2 để tạo ra các loại vũ khí, khí tải ngày càng hiện đại, các nước tham chiến buộc phải thúc đẩy việc nghiên cứu hai kĩ thuật mới là tên lửa và truyền dẫn viba. Hai kĩ thuật này lúc này chỉ là những kĩ thuật riêng rẽ. Về sau người ta mới tìm cách kết hợp hai kĩ thuật này lại với nhau và đã đạt được nhiều thành công đáng kể, từ đó tạo điều kiện cho thông tin vệ tinh ra đời của thông tin vệ tinh. Hiện nay những dịch vụ mà hệ thống thông tin vệ tinh đem lại đã trở nên rất đa dạng và các ưu điểm của nó so với các mạng vô tuyến mặt đất hai các mạng cáp là không thể phủ nhận. Năm 1957, nước Nga phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên của loài người vào quỹ đạo (vệ tinh SPUTNIK). Các năm sau đó là những cuộc thử nghiệm đã diễn ra liên tục như quảng bá lời chúc giáng sinh của tổng thống Eissenhower qua vệ tinh SCORE năm 1985, phóng thành công vệ tinh ECHO năm 1960, truyền tin qua vệ tinh COURIER năm 1960, các vệ tinh dải rộng THELSTAR và RELAY năm 1962 và vệ tinh đĩa tĩnh đầu tiên SYNCOM năm 1963. Đến năm 1965 vệ tinh đĩa tĩnh thương mại đầu tiên (INTELSAT 1) hay còn gọi là Early Bird được đưa lên quỹ đạo, đánh dấu thời điểm chính thức thông tin vệ tinh có thể phục vụ người dùng. Cùng năm đó vệ tinh viễn thông đầu tiên của nước Nga nằm trong hệ MOLNYA cũng đã được phóng. Những hệ thống vệ tinh đầu tiên chỉ có khả năng cung cấp một dung lượng thấp với giá thuê bao tương đối cao, ví dụ vệ tinh INTELSAT 1 chỉ có 480 kênh thoại với giá thuê bao 32500 $ mét kênh một năm. Giá thành quá cao này là do thời điểm bấy giê khả năng tên lửa đẩy còn thấp nên người ta không thể đưa được một vệ tinh quá nặng có dung lượng lớn lên quỹ đạo. Dần dần với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, các tên lửa đẩy lên rất mạnh. Thêm nữa, người ta cũng đạt được những tiến bộ trong việc chế tạo các anten đa búp sóng (Multi beam) phù hợp với hình dáng của vùng phục vụ cùng với các kĩ thuật sử dụng lại tần số và công nghệ bán dẫn đã cho phép các vệ tinh có mức phát tín hiệu mạnh hơn và tiết kiệm dải tần hơn. Sự phát triển này làm cho chóng ta có thể phóng được những vệ tinh nặng với dung lượng lớn và giá thuê bao giảm (ví dụ vệ tinh ITELSAT 6) mang 80.000 kênh thoại với giá thuê bao chỉ có 380 $ mét kênh một năm. Hiện nay người ta đã khai thác đến các thế hệ vệ tinh ITELSAT 7 và 8. *Đặc điểm của thông tin vệ tinh Nói tới một hệ thống thông tin vệ tinh chóng ta phải kể đến ba ưu điểm nổi bật của nó mà các mạng mặt đất không có hoặc không hiệu quả bằng nó: Khả năng quảng bá rộng lớn. Có giải thông rộng. Nhanh chóng và dễ dàng đặt lại cấu hình khi cần thiết (ví dụ khi bổ sung trạm mới hoặc thay đổi thông số trạm cũ…) Ta đã biết đối với mạng thông tin vô tuyến mặt đất hai trạm muốn thông tin cho nhau thì các anten phải nhìn thấy nhau. Đó gọi là thông tin vô tuyến có tầm nhìn thẳng (Line Of Sight – LOS). Tuy nhiên do trái đất có hình dạng cầu cho nên khoảng cách giữa hai trạm sẽ bị hạn chế để đảm bảo cho các anten trông thấy nhau. Đối với khả năng quảng bá còng nh­ vậy, các khu vực trên mặt đất không còn nhìn thấy anten của đài phát sẽ không thể thu được tín hiệu. Trong trường hợp bắt buộc phải truyền tin đi xa người ta, có thể dùng phương pháp nâng cao cột anten, truyền sóng phản xạ tầng điện ly hoặc xây dựng các trạm chuyển tiếp. Trên thực tế người ta thấy rằng cả ba phương pháp đều có nhiều nhược điểm. Việc nâng độ cao của cột anten gặp rất nhiều khó khăn về kinh phí và kĩ thuật mà hiệu quả không được là bao nhiêu (ví dụ nếu cột anten cao1km thì cũng không thể quảng bá quá 200km trên mặt đất). Nếu truyền sóng phản xạ tầng điện ly thì cần có công suất phát rất lớn và bị ảnh hưởng rất mạnh của môi trường truyền dẫn nên chất lượng tuyến không cao. Còn các trạm chuyển tiếp giữa hai trạm đầu cuối sẽ được cải thiện được chất lượng tuyến, nâng cao độ tin cậy, nhưng chi phí lắp đặt các trạm trung chuyển và rất không thích hợp khi có nhu cầu mở thêm tuyến mới. Tóm lại, để có thể truyền tin đi xa người ta mong muốn xây dựng được các trạm anten rất cao nhưng lại phải phát ổn định và vững chắc, sự ra đời của vệ tinh chính là để thoả mãn nhu cầu đó. Với vệ tinh người ta người ta có thể truyền sóng đi rất xa và dễ dàng thông tin trên toàn cầu hơn bất cứ một hệ thống mạng nào khác. Thông qua vệ tinh INTEL SAT, lần đầu tiên trên hai trạm đối diện trên hai bờ đại dương đã thông tin được cho nhau. Do có khả năng rộng lớn cho nên vệ tinh rất phù hợp cho các phương thức truyền tin đa điểm đến đa điểm (cho dịch vụ quảng bá) hay đa điểm đến một điểm HUB (cho dịch vụ thu thập số liệu). Bên cạnh khả năng phủ sóng lớn, băng tần rộng của các hệ thống vệ tinh rất thích hợp với các dịch vụ quảng bá như truyền hình số có độ phân dải cao (High Difinition TV), phát thanh sè hay các dịch vụ ISDN thông qua mạng mặt đất, hoặc trực tiếp đến thuê bao (Direct to Home – DTH) thông qua mạng VSAT. Cuối cùng do sử dụng phương tiện truyền dẫn qua giao diện vô tuyến cho nên các hệ thống thông tin vệ tinh là rất lý tưởng cho khả năng cấu hình lại nếu cần. Các công việc triển khai trạm mới, loại bỏ trạm cũ hay thay đổi tuyến đều có thể thực hiện dễ dàng, nhanh chóng với chi phí thực hiện tối thiểu. Tuy nhiên hệ thống thông tin vệ tinh cũng có nhược điểm đó là: Không cố định . Khoảng cách truyền dẫn xa nên xuy hao lớn, ảnh hưởng của tạp âm lớn . Giá thành lắp đặt hệ thống rất cao, chi phí cho trạm mặt đất cũng tương đối tốn kém Tuổi thọ thấp hơn các hệ thống mặt đất, khó bảo dưỡng, sửa chữa và nâng cấp. Người ta muốn vệ tinh có vai trò nh­ mét cột anten cố định nhưng trong thực tế vệ tinh luôn chuyển động tương đối với mặt đất, dù là vệ tinh địa tinh đi nữa thì vẫn có một sự dao động nhỏ. Điều này bắt buộc trong hệ thống phải có các trạm điều khiển nằm giữ vệ tinh ở một vị trí tối ưu cho thông tin. Tuy nhiên kể cả khi có các trạm điều khiển thì vệ tinh vẫn không hoàn toàn cố định nên các trạm mặt đất nói chung cần các hệ thống bám phức tạp và điều này làm giá thành của trạm tăng vọt. Thêm nữa, do các vệ tinh bay trên các quỹ đạo cách rất xa mặt đất cho nên việc truyền sóng giữa các trạm gặp phải suy hao rất lớn, bị ảnh hưởng của thời tiết, đi qua nhiều dạng môi trường khác nhau. Để vẫn đảm bảo được chất lượng của tuyến người ta phải sử dụng nhiều kĩ thuật bù và chống lỗi phức tạp. Nh­ ta đã nói ở trước, chi phí để phóng vệ tinh là rất cao nên nói chung các vệ tinh chỉ có khả năng hạn chế. Bù lại các trạm mặt đất phải có khả năng làm việc tương đối mạnh nên các thiết bị phần lớn là đắt tiền, nhất là chi phí cho mét anten lớn (ví dụ một trạm mặt đất trang bị anten khoảng 30m giá thành khoảng 10 triệu $). Các vệ tinh bay trong không gian cách xa mặt đất, năng lượng chủ yếu dùng cho các động cơ phản lực điều khiển là các loại nhiên liệu lỏng hoặc rắn được vệ tinh mạng theo trong boong. Lương nhiên liệu dự trữ này không thể quá lớn vì khả năng của các tên lửa đẩy có giới hạn, đồng thời nó sẽ làm cho kích thước vệ tinh tăng lên đáng kể do phải tăng thể tích của thùng chứa. Nếu như vệ tinh dùng hết loại nhiên liệu này thì chúng ta không điều khiển vệ tinh được nữa tức là không còn duy trì được sự ổn định của tuyến, khi đó coi như vệ tinh đã hỉng và như thế nói chung tuổi thọ của vệ tinh thường thấp hơn các thiết bị thông tin mặt đất khác. Để làm cho vệ tinh hoạt động trở lại người ta cần thu hồi vệ tinh để sửa chữa tiếp thêm nhiên liệu, sau đó lại phóng lên quỹ đạo. Việc khôi phục các vệ tinh đã hết tuổi thọ này hết sức tốn kém và phức tạp nên trong thực tế người ta thường dùng phương pháp thay thế bằng một vệ tinh hoàn toàn mới và vứt bỏ vệ tinh cũ đi. Một hệ thốnh vệ tinh có thể cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ khác nhau và ngày càng được phát triển đa dạng hơn. Tuy nhiên nhìn chung thông tin vệ tinh đem lại ba líp dịch vụ như sau: Trung chuyển các kênh thoại và các chương trình truyền hình. Đây là sự đáp ứng cho các dịch vụ cơ bản nhất đối với người sử dụng. Nó thu thập các luồng số liệu và phân phối đến các mạng mặt đất với một tỉ lệ hợp lí. Ví dụ cho líp dịch vụ này là các hệ thống INTELAT và EUTELSAT. Các trạm mặt đất của chúng thường được trang bị anten đường kính từ 15-30m. b. Cung cấp khả năng đa dịch vụ, thoại, số liệu cho những nhóm người sử dụng phân tách nhau về mặt địa lí. Các nhóm sẽ chia sẻ một trạm mặt đất và truy nhập đến nó thông qua mạng. Ví dụ cho líp dịch vụ này là các hệ thống vệ tinh TELECM 1, SBS, EUTELSAT 1, TELE – X, và INTELSAT (cho mạng IBS). Các trạm mặt đất ở đây được trạng bị anten đường kính từ 3 – 10m. Kết nối các thiết bị đầu cuối có góc mở rất nhỏ (VSAT) nhằm để truyền dẫn các luồng số liệu dung lượng thấp và quảng bá các chương trình truyền hình, truyền thanh số. Thông thường người ta dùng sẽ kết nối trực tiếp với trạm mặt đất có trang bị anten đường kính từ 0,6 – 1,2m. Các thuê bao di động cũng nằm trong líp dịch vụ này. Tiêu biểu cho các dịch vụ này là các hệ thống EQUATORIAN, ITELNET hoặc INTELSAT… Các dịc vụ của VSAT hiện đã rất phong phú mà ta có thể kể đến nh­ cấp và tự động quản lí thẻ tín dụng, thu thập và phân tích số liệu, cung cấp dịc vụ thoại, mật độ thưa, truyền hình hội nghị… *Sự phát triển của kĩ thuật thông tin vệ tinh Thế hệ vệ tinh thương mại đầu tiên là INTELSAT 1 ra đời vào năm 1965, đến đầu những năm 70 các hệ thống vệ tinh đã có thể cung cấp các dịch vụ thoại và truyền hình giữa hai lục địa. Mới đầu vệ tinh chỉ đáp ứng được cho các tuyến có dung lượng thấp sau đó nhu cầu gia tăng tốc độ cũng như số lượng thông tin qua vệ tinh đã thúc đẩy nhanh chóng việc hình thành các hệ thống vệ tinh đa búp sóng và kĩ thuật dùng lại tần số cho sóng mang. Kĩ thuật đầu tiên được ưa dùng cho hệ thống thông tin vệ tinh là analog sử dụng công nghệ FDM/FM/FDMA. Sau đó để đáp ứng được nhu cầu gia tăng thông tin, người ta đã tiến đến các phương thức truyền dẫn tiên tiến hơn là PSK/TDMA và PSK/CDMA. Các phương thức về sau dùa trên việc truyền dẫn số qua vệ tinh để khai thác triệt để mọi ưu điẻm do kĩ thuật số đem lại. Trong tương lai khi dung lượng của tuyến vệ tinh còng nh­ sè lượng vệ tinh trên toàn cầu tăng lên cực lớn thì việc sử dụng quá nhiều sóng mang sẽ làm cho mức can nhiễu giữa các hệ thống thô tin với nhau vượt quá mức cho phép. Để giải quyết vấn đề này, những nhà chế tạo bắt buộc phải nghĩ đến việc áp dụng các công nghệ sau. Xử lý tại chỗ (onboard processing): Giải điều chế tín hiệu ngay trên vệ tinh để xử lý, sau đó điều chế lại rồi truyền các tín hiệu đã xử lí này xuống các trạm mặt đất thu. Đây là trường hợp của các vệ tinh tái sinh (regenerative satellite).Chuyển mạch trên vệ tinh hay còn gọi là đa truy nhập phân chia theo thời gian bằng chuyển mạch vệ tinh . - Sử dụng các tuyến thông tin toàn cầu (intersatellate Network). - Sử dụng các bước sóng qoét hoặc nhẩy bước (Scanning á hopping beam)cho các Sö dông c¸c b­íc sãng qoÐt hoÆc nhÈy b­íc (Scanning á hopping beam)cho c¸c cell trên mặt đất . - Sử dụng băng tần cao hơn (30/20Ghz và 50/40Ghz ) mặc dù các dải tần này không nằm trong dải sóng radio (300MHZ đến 10GHZ) nên sóng mang phải chịu tác động lớn của môi trường truyền sóng và mưa - Quảng bá trực tiếp từ vệ tinh tới người sử dụng (direct to home).Khi đó thiết bị đầu cuối của người sử dụng sẽ được kết nối thẳng trạm mặt đất mà không phải thông qua mạng . Hiện nay ở các nước châu Âu,Mỹ và Nhật đang có nhiều chương trình phát triển thông tin vệ tinh nhằm tăng cường khả năng của vệ tinh như dung lượng, công suất ,tuổi thọ và phương thức truyền dẫn. Điều này cho phép kích cỡ và giá thành của trạm mặt đất ngày càng giảm đi và trở nên gần gũi hơn với người sử dụng. Trong một số trường hợp chúng chỉ đơn giản là các trạm nhận mà đơn giản nhất là trạm thu truyền hình trực tiếp từ vệ tinh (TVRO).Đây là một sự tiến bộ rất có ý nghĩa cho cơ hội phát triển của vệ tinh trong tương lai. Hình 1 thể cấu trúc tổng quát của một hệ thống thông tin vệ tinh trong thực tế. Nó có thể chia thành hai phần chính là phần không gian (space segment) và phần mặt đất(Ground segment) TuyÕn lªn ThiÕt bÞ thu ThiÕt bÞ ph¸t PhÇn kh«ng gian TuyÕn xuèng Tr¹m ®iÒu khiÓn PhÇn mÆt ®Êt H×nh 1: CÊu tróc hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh 2.phần không gian 2.1 Cấu trúc Phần không gian là khái niệm để chỉ một phần cửa hệ thống bao gồm vệ tinh và tất cả các thiết bị trợ giúp cho hoạt động của nó như các trạm điều khiển và trung tâm giám sát vệ tinh .Taị các trung tâm này các hoạt động như bám sát,đo lường từ xa và điều khiển (Tracking telemetry and command- TT& C) sẽ được thực hiện nhằm mục đích giữ cho vệ tinh cố định ,đồng thời kiểm tra được các thông số hoạt động của vệ tinh như nhiệt độ anten nguồn điện acquy, nhiên liệu… Tuyến mà sóng radio được phát từ các trạm mặt đất đến anten thu của vệ tinh được gọi là tuyến lên (uplink). Ngược lại tuyến mà vệ tinh phát cho các trạm mặt đất sẽ được gọi là tuyến xuống (downling ). Để đánh giá chất lượng của tuyến người ta hay dùng đại lượng C/N là tỷ số giữa công suất sóng mang và công suất tạp âm ảnh hưởng đến sóng mang. Tỷ số này được quyết định trên toàn tuyến bởi chất lượng của cả tuyến lên và tuyến xuống , tương ứng với điều kiện truyền dẫn riêng ở mỗi tuyến (như môi trường trung gian, kiểu điều chế , kiểu mã hoá tính chất của thiết bị thu …) . Vệ tinh bao gồm một phần tải trọng (payload)và một phần nền (platform).Phần tải trọng gồm anten và các thiết bị điện tử phục vụ cho truyền dẫn . Phần nền bao gồm các thiết bị bảo đảm cho hoạt động của phần tải trọng như giá đỡ, cung cấp nguồn điện, điều khiển nhiệt độ, điều khiển hướng và quỹ đạo, các thiết bị đẩy phản lực, thùng chứa nhiên liệu và các thiết bị TT& C. Trong quá trình hoạt động vệ tinh sẽ nhẹ dần do phải tiêu tốn nhiên liệu cho việc điều khiển . Để cho vệ tinh không bị mất trọng tâm thì quá trình giảm trọng lượng phải luôn phân bố đều trên toàn bộ thể tích của nó. Do đó bao giê cũng thiết kế sao cho các thùng chứa nhiên liệu đối sứng với nhau qua trọng tâm của vệ tinh. Thực tế những thùng chứa nhiên liệu nằm trong phần nền(platform) chiếm phần lớn khối lượng và thể tích của vệ tinh. Trong các hệ thống hiện nay , các vệ tinh chỉ giữ vai trò như một nót trung chuyển (repeater) hoặc một nót tiếp xúc (relay) .Vì vậy vệ tinh phải có chức năng khuyếch đại sóng mang từ tuyến lên sau đó truyền lại ở tuyến xuống. Thông thường đối với vệ tinh công xuất tại đầu vào máy thu nằm trong khoảng từ 10pw đến 1nw, tương ứng với công xuất sóng mang tại đầu racủa bộ khuyếch đại phát nằm trong khoảng 10 đến 100W. Do đó hệ số khuyếch đại công xuất của vệ tinh sẽ vào khoảng 100 đến 130dB. Ngoài ra vệ tinh còn có chức năng điều chỉnh tần số sóng mang ở tuyến lên cao hơn tuyến xuống thông qua các bộ đổi tần. Trên vệ tinh, yêu cầu ngăn cách tín hiệu ở đầu ra máy phát và đầu vào máy thu phải đạt được150dB. Hiện nay và trong tương lai gần các vệ sinh ví dụ như hệ thống ATC và ITALSAT sẽ có các chức năng như giải điều chế, xử lý tín hiệu băng gốc và tái điều chế. Như vậy ta thấy rằng việc biến đổi tần số của tuyến xuống so với tuyến lên vẫn được các vệ tinh thế hệ cũ thực hiện bằng các bộ đổi tần (frequency concerter ) có thể được thay bằng cách điều chế một sóng mang mới ở tuyến xuống đối với hệ thống vệ tinh tái sinh. Độ tin cậy của phần không gian là một yếu tố quan trọng để đánh giá khả năng hoạt động của cả hệ thống. Độ tin cậy của vệ tinh phụ thuộc vào tất cả các thiết bị của nó. Khi một vệ tinh bị háng thì không chỉ có nghĩa là các thiết bị của nó bị háng mà có thể là do vệ tinh đã hết tuổi thọ. Một hệ thống có độ tin cậy cao khi nó có các hệ thống dự phòng tốt. Trong các hệ thống cao cấp, cứ một vệ tinh hoạt động thì có một vệ tinh dự phòng sẵn xàng trên quỹ đạo và một vệ tinh dự phòng ở dưới mặt đất (trong kho ). 2.2, Các dạng quỹ đạo của vệ tinh. Quỹ đạo là đường bay của vệ tinh khi nó ở trạng thái cân bằng giữa hai lực trục đối. Đó là lực hấp dẫncủa trái đất đối với vệ tinh có hướng thẳng tới tâm của trái đất và lực ly tâm trục đối với lực hấp dẫn được hình thành do độ cong của hành trình vệ tinh. Hai lực này có cùng một giá trị tại vệ tinh chúng kết hợp với nhau để giữ cho vệ tinh bay trong một mặt phẳng theo một dạng đường cong nào đó có thể là đường tròn hoặc elip. Có 3 dạng quỹ đạo thường gặp đó là quỹ đạo elip, quỹ đạo tròn nghiêng và quỹ đạo tròn ngang ( quỹ đạo xích đạo ). Tr¸i §Êt Kho¶ng c¸ch r K l­îng M VÖ tinh khèi l­îng m V Lùc hót §é lín = GMm/e2 Lùc li t©m §é lín = mv2/r H×nh 2: C¸c ngo¹i lùc t¸c ®éng lªn vÖ tinh a, Quỹ đạo elip: Quỹ đạo elip nghiêng một góc 640 so với mặt phẳng xích đạo của trái đất. Loại quỹ đạo này có độ ổn định cao, đường bay của vệ tinh nằm trong một mặt phẳng có dạng hình elip với bán trục lớn bằng khoảng cách từ trái đất đến vệ tinh khi nó ở điểm cực viễn ( apogee ) và bán trục nhỏ khi nó ở điểm cực cận ( periee ). Vận tốc của vệ tinh sẽ giảm đi khi khoảng cách giữa nó và trái đất tăng lên và ngược lại. Quỹ đạo này là trường hợp cân bằng đặc biệt của vệ tinh do lực hót không đều của trái đất. Nhờ quỹ đạo nghiêng của mình mà vệ tinh có thể phủ sóng được các vùng vĩ đạo cao của trái đất khi nó đến gần điểm cực viễn. Dạng quỹ đạo này được dùng cho một số hệ thống vệ tinh như MOLNYA chu kỳ 12h ( khoảng cách tới viễn điểm 39957 Km và cận điểm là 548 Km ) và một số vệ tinh có chu kỳ 24h. Dạng quỹ đạo này đặc biệt thích hợp cho các hệ thống Mobile dùng thông tin vệ tinh ở các nơi mà hiệu ứng che lấp do chướng ngại vật và fading chở nên đáng kể khi góc ngẩng của anten nhỏ hơn 300 . Các quỹ đạo elip nghiêng cho phép tạo ra những tuyến vệ tinh ở vĩ độ trung bình và vĩ độ cao với góc ngẩng anten của trạm mặt đất gần bằng 900 nên suy hao môi trường đối với tuyến này rất thấp. Đây là ưu điểm nổi bật mà kiểu quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh không có ( hệ thống ELLIPSAT bao gồm 24 vệ tinh trên hai mặt phẳng quỹ đạo khác nhau cùng nghiêng 640 dùng phủ sóng liên tục toàn nước Mỹ cũng thuộc kiểu quỹ đạo này ). b, Quỹ đạo tròn nghiêng: Trong trường hợp này vệ tinh có quỹ đạo tròn và có độ cao không đổi so với mực nước biển. Với kiểu quỹ đạo này vệ tinh bay trong một mặt phẳng có góc nghiêng gần 900 theo một đường tròn quanh trái đất. Độ cao khoảng vài trăm Km tức là có chu kỳ khoảng 1 giê rưỡi. Các vệ tinh có thể bay qua mọi vùng của trái đất nên kiểu quỹ đạo này thường được sử dụng cho các vệ tinh do thám và quan sát ( Observation satellite ) ví dụ vệ tinh SPOT có độ cao 830 Km quỹ đạo nghiêng là 98,70 chu kỳ 101 phót. Hiện nay có rất nhiều hệ thống vệ tinh toàn cầu sử dụng những chùm vệ tinh bay theo kiểu quỹ đạo này ở độ cao thấp khoảng 1000 Km IRIDIUM, GLOBAL STAR, ODYSSEY, ARIES, LEOSAT… c,Quỹ đạo tròn ngang ( quỹ đạo xích đạo ): Đây là kiểu quỹ đạo phổ biến cho các vệ tinh địa tĩnh. Trong trường hợp này vệ tinh bay trên mặt phẳng xích đạo có độ nghiêng bằng 00 theo một đường tròn vĩ độ 0 xung quanh trái đất, tốc độ của vệ tinh đúng bằng chu kỳ của trái đất quay quanh trục của nó. Do đó trong trường hợp này vệ tinh xuất hiện như một điểm cố định trên bầu trời khi quan sát từ một điểm trên mặt đất. Các vệ tinh địa tĩnh luôn đảm bảo được sự chuyển tiếp thông tin liien tục trong thời gian thực giữa trạm mặt đất nằm trong vùng phủ sóng của nó. Như vậy trong trường hợp này chỉ cần 3 vệ tinh có kinh độ khác nhau 1200 là ta có thể thiết lập được một hệ thống thông tin toàn cầu. Nhược điểm của dạng quỹ đạo này là các vệ tinh không thể phủ sóng được các khu vực có vĩ độ cao là ở hai vùng cực của trái đất. *Vệ tinh ở mục a, b còn có tên gọi chung là vệ tinh không địa tĩnh, việc lùa chọn quỹ đạo này còn phụ thuộc vào các ứng dụng cụ thể, độ can nhiễu mà hệ thống có thể chấp nhận được và khả năng tầm phóng xa của vệ tinh. *Để vệ tinh có thể giữ nguyên vị trí của mình trên quỹ đạo, người ta thường dùng một trong hai kỹ thuật ổn định là ổn định quay hoặc ổn định 3 trục. Đối với ổn định qu