I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1 ,   p p .   9 4 5 ~ 9 56   I SS N:  2 5 02 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 2 1 .i 2 . pp 945 - 9 56          945       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Energ y   budg et  a n m ethods   for de t er m i ning  coo rdin a tes f o r a  ra dio m o nitoring   sy ste m   ba sed o n a  s m a ll spa ce craft       Alt a y   Ait m a g a m bet o v 1 ,   Yuri  B utuzo v 2 ,   Va lery   T i k hv in s kiy 3 ,   Aig ul  K ula k a y ev a 4 ,   Z ha dy ra   O ng enba y ev a 5   1, 5 In tern a ti o n a l   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y   Un iv e r sit y ,   A l m a t y ,   Ka z a k h sta n   2 In stit u te  o f   S p a c e   T e c h n iq u e s an d   T e c h n o lo g ies ,   A lm a t y ,   Ka z a k h s tan   3 F S UE  Ra d i o   Re se a rc h   a n d   De v e lo p m e n In stit u te,  M o sc o w ,   Ru ss i a n   F e d e ra ti o n   3 M o sc o w   T e c h n ica Un iv e rsit y   o Co m m u n ica ti o n s an d   In f o rm a ti c s ,   M o sc o w ,   Ru ss ian   F e d e ra ti o n   4 S a tb a y e v   Un iv e rsit y ,   A l m a t y ,   Ka z a k h sta n         Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   1 4 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   A u g   20 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Sep   7 ,   2 0 2 0       T h e   e x isti n g   g ro u n d - b a se d   ra d io   m o n it o rin g   sy ste m s d o   n o a ll o w   p e rf o r m in g   th e   f u n c ti o n a n d   tas k o ra d io   sp e c tru m   m o n it o rin g   in   a   q u a li t y   m a n n e r.   T h e re f o re ,   to   im p ro v e   th e   e f f i c ien c y   o f   th e   ra d io   sp e c tru m   m o n it o rin g   s y ste m f o c o u n tri e w it h   a   larg e   te rrit o ry ,   su c h   a th e   Re p u b l ic  o f   Ka z a k h sta n ,   it   is   p r o p o se d   t o   u se   lo w - o rb it   sm a ll   sp a c e c ra f ts   a ra d io   m o n it o rin g   sta ti o n s.  T h e   a n a l y sis   o f   th e   e n e rg y   b u d g e o f   r a d io   li n e o n   th e   b a sis  o f   e x isti n g   ra d io   e lec tro n ic  m e a n o n   th e   territo r y   o th e   R e p u b l ic  o Ka z a k h sta n ,   c a rried   o u in   th is  w o rk ,   sh o w e d   th e   p o ss ib il it y   o u sin g   lo w - o rb it   sm a ll   sp a c e c ra f ts  f o p e r fo rm in g   th e   f u n c ti o n a n d   tas k o f   r a d io   m o n it o rin g .   T h e   p a p e p ro p o se a n d   d e v e lo p a   m e th o d   f o d e ter m in in g   th e   c o o rd i n a tes   o f   ra d io   e m issio n   so u rc e s b a se d   o n   th e   g o n i o m e tri c   m e th o d   u si n g   sc a n n in g   a n ten n a o n   b o a rd   o f   o n e   sp a c e c ra f t.   T h e   ra n g e o f   t h e   a n ten n a   sc a n n in g   a n g les   a re   su b sta n t iate d ,   a n d   t h e   e stim a te o f   th e   c o o r d in a tes   d e term in a ti o n   e rro rs  a re   m a d e .   A l g o rit h m h a v e   b e e n   d e v e l o p e d   a n d   c o m p u ter  p ro g ra m h a v e   b e e n   c o m p il e d   to   d e ter m in e   th e   c o o rd in a tes   o f   th e   ra d io   e m issio n   so u rc e s,  w h ich   w il m a k e   it   p o ss ib le  t o   u se   th is  m e t h o d   a t h e   in it ial  sta g e o f   d e v e lo p in g   a   ra d io   sp e c tru m   m o n it o ri n g   sy ste m   b a se d   o n   o n e   s m a ll   sp a c e c ra f t.   K ey w o r d s :   Dete r m i n atio n   o f   th co o r d in ates o f   th R E S   L o w - o r b it s m all  s p ac ec r af t   R ad io   e m is s io n   s o u r ce   R ad io   f r eq u en c y   s p ec tr u m   R ad io   m o n ito r i n g   T h is  is  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ku la k a y e v A i g u l   Satb a y ev   Un i v er s it y   Satb a y ev   s tr . ,   2 2 a,   A l m at y ,   Ka za k h s ta n   E m ail: a i g u l_ k . p o ch ta @ m ail. r u       1.   I NT RO D UCT I O N     A p r ese n t,  t h ta s k   o f   i n cr e asin g   t h e f f icien c y   o f   r ad io   m o n i to r in g   s y s te m s   d o es  n o lo s its   r elev an ce .   T h m ain   p u r p o s o f   r ad io   m o n ito r in g   s y s te m s   i s   p er io d ic  o r   co n tin u o u s   m o n i to r in g   o f   th u s o f   th r ad io   f r eq u e n c y   s p ec tr u m   ( R FS )   [ 1 - 2 ] .   I n   t h R ep u b lic  o f   Kaz ak h s tan ,   th e s f u n ctio n s   ar ca r r ied   o u b y   th r ad io   m o n i to r in g   s er v ice  o n l y   o n   t h b asis   o f   g r o u n d - b as ed   r ad io   m o n ito r i n g   s y s te m s   [ 3 - 4 ] .   Gr o u n d - b ased   s y s te m s   h av n u m b er   o f   d is ad v a n tag e s ,   f o r   ex a m p le,   a   li m ited   r ad io   m o n i to r in g   ar ea ,   an   in s u f f icie n t   n u m b er   o f   r ad io   m o n ito r in g   p o in ts   th r o u g h o u t   th e   co u n tr y   ( th to tal   ar ea   o f   th e   co u n tr y   i s   2 , 7 2 4 . 9   th o u s an d   s q u ar e   k m ) ,   th lab o r io u s n es s   o f   r ad io m o n ito r in g   p r o ce d u r es  in   d i f f icu lt  cl i m a tic  co n d itio n s   a n d   w ith   r u g g ed   to p o g r ap h y .   I s h o u ld   also   b n o ted   t h at  t h er i s   i n s u f f ic ien a u to m atio n   o f   r ad io   m o n ito r in g   p r o ce s s e s .   P er f o r m i n g   r ad io   m o n ito r in g   f u n ctio n s   w it h   t h u s o f   g r o u n d - b ased   r ad io   m o n ito r in g   e q u ip m e n i n   lar g e   ar ea s   w it h   r u g g ed   to p o g r ap h y   co m p licate s   th r ad io   m o n ito r in g   p r o ce d u r e.   I n   th is   r eg ar d ,   r ad io   m o n i to r in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   9 45   -   9 56   946   b ased   o n   s atellite  s y s te m s   is   th m o s p r o m i s in g   f o r   co u n t r ies  w it h   lar g ter r ito r ies.  Su ch   s y s te m s   h a v n u m b er   o f   ad v a n tag e s h ig h   e f f icie n c y ,   g lo b al  v is ib ilit y ,   a n d   f u ll c o v er ag o f   ter r ito r y .   Me th o d s   b ased   o n   th r ec eiv e d   s ig n a s tr en g t h   ( R S S),   th c ar r ier   p h ase  o f   ar r iv al  ( P OA ) ,   th ti m e   d if f er e n ce   o f   ar r iv al  ( T DOA ) ,   an d   th an g le  o f   ar r iv al  ( Ao A )   ( o r   DOA   -   d ir ec tio n   o f   ar r iv al) ,   f r eq u en c y   d if f er e n ce   o f   ar r iv al  ( FDO A ) ,   Do p p ler   d if f er en ce   ( DD) ,   an d   co m b i n ed   m et h o d s   co n s is tin g   o f   t w o   o r   m o r o f   th ab o v m et h o d s   ar k n o wn   to   d eter m i n t h lo ca tio n   o f   r ad io   e m i s s io n   s o u r ce s   ( R E S)  [ 5 - 7 ] .   T o   d ate,   T DOA   an d   FDO A   m et h o d s   ar m o s w id el y   u s ed   in   s ate llit e   s y s te m s   [ 8 - 1 1 ] .   Ho w ev er ,   s u c h   m e th o d s   r eq u ir e   s ev er al  s atell ites ,   w h ic h   is   e co n o m icall y   in e f f icie n t.  T h er ef o r e,   th i m p le m e n tat io n   o f   r ad io   m o n ito r in g   f u n ctio n s   b ased   o n   s i n g le  L E s atellite  i s   an   u r g e n t p r o b le m .   T o   im p le m e n r ad io   m o n ito r in g   s y s te m s   b ased   o n   s m all  s p ac ec r af t,  it  is   n ec ess ar y   to   co n d u ct  a   n u m b er   o f   s t u d ies  r elate d   to   th ev al u atio n   an d   a n al y s is   o f   s i g n al s   r ec eiv ed   b y   a n   o n - b o ar d   m ea s u r i n g   r ec eiv er ,   s u b s tan tiatio n   o f   m eth o d s   f o r   d eter m i n in g   t h l o ca tio n   o f   g r o u n d - b ased   r ad i o   e m is s io n   s o u r ce s   ( R E S),   th ch o ice  o f   s tr u c tu r e s   an d   o r b its   o f   s p ac s p ac ec r af t,  etc.   T h is   p ap er   d is cu s s e s   t h e   is s u es o f   a s s es s i n g   th en er g y   b u d g e o f   th r ad io   lin es  " Gr o u n d   R E   On - b o ar d   m ea s u r in g   r ec eiv er " ,   an d   also   alg o r ith m s   f o r   d eter m in i n g   t h co o r d in ates   o f   R E f o r   th g o n io m etr ic  m et h o d   b ased   o n   t h u s e   o f   o n lo w - o r b it  s m a ll   s p ac ec r af t   ( SS C ) .       2.   RE S E ARCH   M E T H O   2 . 1 .   T he  ener g y   bu dg et   o f   a   ra di o   lin a nd   t he  m et ho d f o det er m i nin g   RE S c o o rdina t es   W h en   cr ea tin g   r ad io   m o n ito r in g   s y s te m   w it h   th u s o f   s m al s p ac ec r af t,  it  is   n ec es s ar y   to   ass e s s   th s ig n al   lev e ls   a t h i n p u t   o f   t h o n - b o ar d   m ea s u r i n g   r ec eiv er   ca u s ed   b y   v ar io u s   g r o u n d - b ased   r ad iatio n   e m is s io n   s o u r ce s .   S u ch   an   as s ess m en t   ca n   b ca r r ied   o u t b as ed   o n   th e   m eth o d o lo g y   f o r   ca l cu lati n g   t h e n er g y   b u d g et  o f   v ar io u s   r ad io   co m m u n icatio n   c h an n el s   in   a cc o r d an ce   w it h   t h r ec o m m en d atio n s   o f   t h e   I n ter n atio n al  T elec o m m u n icat io n   Un io n   [ 1 2 - 1 7 ] .   A n   an al y s i s   w a s   m ad in   n u m b er   o f   w o r k s   o n   ca lcu lati n g   th en er g y   b u d g et  o f   r ad io   ch an n el s   to   i m p r o v th e f f ici en c y   o f   co m m u n icatio n   s y s te m s   b ased   o n   s m all   telec o m m u n icatio n   s atell ite s   [ 1 8 - 2 1 ] .   I n   th i s   w o r k ,   th p ar a m eter s   o f   th r ea g r o u n d - b ased   r ad io   elec tr o n ic  eq u ip m en o p er atin g   i n   t h e   ter r ito r y   o f   t h R ep u b lic  o f   K az ak h s ta n   w it h i n   t h f r eq u e n c y   r an g f r o m   9 4   MH z   to   1 4   GHz   ar s elec ted   f o r   th an al y s i s   o f   th en er g y   b u d g et  o f   th r ad io   lin o f   th e   r ad io   m o n ito r in g   s y s te m   b ased   o n   SS C .   T h r esu lt s   o f   th ca lc u latio n s   f o r   n u m b er   o f   g r o u n d - b ased   R E S s   ar s h o w n   i n   T ab le  1 .     W h en   s o l v i n g   t h p r o b le m   o f   d eter m in i n g   th lo ca tio n   o f   R E S,  it  is   n ec es s ar y   to   c h o o s m eth o d   f o r   d eter m in in g   it s   co o r d in ate s .   I n   [ 2 2 - 2 5 ] ,   m et h o d s   f o r   d eter m in i n g   t h co o r d in ates  o f   r ad io   em is s io n   s o u r ce s   u s in g   a   lo w - o r b it  co n s tellatio n   o f   s atel lites   ar co n s id er ed   an d   p r o p o s ed .   Ho w e v e r ,   it  is   ad v is ab le   to   co n s id er   th u s o f   o n SS C   at  th f ir s s ta g o f   cr ea tin g   r ad io   m o n it o r in g   s y s te m th i s   w il s i m p l if y   a n d   r ed u ce   th co s o f   t h r ad io   m o n ito r in g   s y s te m .   T o   d eter m i n th co o r d in ate s   ( latitu d a n d   lo n g itu d e)   o f   t h e   R E b ased   o n   o n SS C ,   w h i ch   i s   i n   cir c u lar   p o lar   o r b it  ( w i th   in cl in at io n   o f   i   =   9 0 0 ) ,   it  is   p r o p o s ed   to   co n s id er   th m eth o d ,   th p r in c ip le  o f   w h ic h   is   e x p lain ed   i n   F ig u r e   1.       O r b i t a l   p l a n e   o f   S S C B     S S C   c u r r e n t   p o s i t i o n S S C   g r o u n d   t r a c k D     R E S   l o c a t i o n                             D С A B O Y X Z θ   γ   α   β   η   μ   k ϕ   S S S C     s m a l l   s p a c e c r a f t   G r e e n w i c h   m e r i d i a n E q u a t o r     Fig u r e   1 .   Dete r m in a tio n   o f   t h e   R E S c o o r d in ates o n   th b as is   o f   o n SS C   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       E n erg B u d g et  a n d   Meth o d s   f o r   Dete r min in g   C o o r d in a tes fo r   a   R a d io m o n ito r in g … ( A lta A itma g a mb eto v )   947   T h f ig u r u s es  t h f o llo w i n g   d esig n atio n s -   th ce n tr o f   E ar th   m as s -   th R E lo c atio n B   -   SS C   p o s itio n .   T h d eter m i n at io n   o f   th R E lo ca tio n   la tit u d w as  ca r r ied   o u b ased   o n   th an al y s is   o f   t h e   p ar am eter s   o f   th A OB   tr ian g le  b u ilt  i n   an   ellip s ( s ec tio n   o f   th s p h er o id   b y   th Z O p lan e) .   Po in A   is   lo ca te d   o n   th s u r f ac o f   t h SS C   tr ac k   at  th p o in o f   its   i n ter s ec tio n   w it h   th p ar allel  o n   w h ic h   t h R E i s   lo ca ted   ( th at  is ,   at  th s a m l atitu d e) s id O A   R ( E ar th   r ad iu s )   d ep en d in g   o n   la tit u d φ;  s id OB   R o   ( r ad iu s   o f   t h o r b it o f   t h s m al l sp ac ec r af t ) ; φ   is   th e   R E S   lati tu d ( th e   an g le  b et w ee n   t h O A   d ir ec tio n   a n d   th e   eq u ato r ial  p lan e) α   i s   t h lati tu d o f   th e   s p ac ec r af t   ( th a n g le  b et w ee n   t h OB   d ir ec tio n   an d   t h eq u ato r ia l   p lan e) .   An g les  i n   tr ia n g le  AOB   ar th f o llo w in g ( γ )   -   la titu d d i f f er en ce th a n g le  is   o p p o s ite  t o   A B   s id e;   β  is   t h a n g le   at  w h ic h   p o in is   v i s ib le  f r o m   th e   s m all   s p ac ec r af r elati v to   th e   d ir ec tio n   OB it   is   o p p o s ite  to   th s id O A;  k   is   t h 3 r d   an g le   in   tr ian g le,   o p p o s ite  to   OB   s id e.   W ith   t h k n o w n   3   p ar am eter s   o f   t h e   tr ia n g le,   it  is   ea s y   to   f i n d   it s   o th er   p ar a m eter s .   I n   t h is   c ase,   th OB   s id an d   t h a n g le   β  ar k n o w n   ( d eter m i n ed   d u r i n g   s ca n n in g ) ,   th r e m ain i n g   p ar a m eter s   d ep en d   o n   th e   φ  t h at  n ee d s   to   b d eter m i n ed .   T h er ef o r e,   w w i ll n ee d   to   ap p l y   th i ter atio n   m eth o d .   In   p ap er s   [ 2 6 - 2 7 ] ,   a   m et h o d   f o r   d eter m i n i n g   th R E co o r d in ates  u s in g   o n s m all  s p ac ec r af w as   co n s id er ed   to   d eter m i n t h R E lo ca tio n .   Ho w e v er ,   th e   d is tan ce   O ( E ar th ' s   r ad iu s )   w a s   tak e n   as   co n s ta n t   p ar am eter   in   th i s   m et h o d ,   w h i ch   lead s   to   er r o r s   in   d ete r m in i n g   th e   R E co o r d in ates.   Si n ce   th E ar t h ' s   s u r f ac e   d if f er s   f r o m   s p h er ical   an d   h as   th e   s h ap o f   g eo id ,   th e   s u r f ac e   o f   w h ich   is   d if f ic u lt   to   e x p r ess   m at h e m a ticall y ,   th e n   w h e n   s o lv in g   n u m b er   o f   p r ac tical  p r o b lem s ,   th s u r f ac o f   s p h er o id   ( ellip s o id   o f   r ev o lu tio n ) ,   w h ic h   is   clo s i n   s h ap to   g eo id ,   is   tak en   i n s tea d   o f   th s u r f ac o f   t h g eo id .   T h r ad io   m o n i to r in g   ar ea   ( R MA )   at  th ter r ito r y   o f   t h R e p u b lic  o f   Kaz a k h s ta n   is   w it h i n   t h r an g o f   th e   n o r th er n   lat itu d v al u f r o m   φ  =   4 0 0   to   φ  5 6 0   ( av e r ag R M A   is   φ  4 8 0 ) .   I is   at  th m id d le  latit u d e   w h er w h av c h o s e n   t h o r b ital  altit u d o f   t h s p ac ec r af t   h   ( in   o u r   ca s e,   h   =   6 5 0   0 0 0   m ) .   T o   d eter m in th e   r ad iu s   o f   th cir c u lar   o r b it  R o ,   it  is   r eq u ir ed   to   c o m p u te  th e   r ad iu s   o f   th ellip s o id   ( th li n ea r   d is tan ce   f r o m   th E ar th 's ce n tr o f   m as s   to   th s u r f ac e) ,   d ep en d in g   o n   latit u d e:                                                                                                    ( 1 )     w h er a= 6 3 7 8 1 3 6   m   is   t h eq u ato r ial  r ad iu s   o f   t h E ar th ; b =6 3 5 6 7 5 1   m   is   th p o lar   r ad iu s   o f   th E ar t h   [ 2 8 ] .     Nex t,  w d ef i n n u m b er   o f   p ar a m eter s   o f   t h s p ac ec r af t o r b it:   a)   T h r ad iu s   o f   th cir cu lar   o r b it o f   th s m all  s p ac ec r af t:                                               ( 2 )     b)   L i n ea r   v elo cit y   o f   t h s m all  s p ac ec r af t.          (           )                          ( 3 )     w h er e   5 . 9 8 ×1 0 24   k g   is   E a r th ' s   m as s ,   an d   6 . 6 7 4 3 ×1 0 - 11  m 3 ×k g - 1 ×s - 2   is   g r av itat io n al  co n s ta n t [ 2 9 ] .     c)     T im o f   o n S SC   r e v o lu tio n .                                                                ( 4 )     d)     T h tim w h e n   th SS C   i s   o v er   th ter r ito r y   o f   th R ep u b lic   o f   Kaz ak h s ta n :                                                         ( 5 )     Nex t,  it is   n ec es s ar y   to   ca lcu la te  th en er g y   b u d g et  a n d   an al y s th r es u lts .       2 . 2 .   Ca lcula t io n a nd   a na ly s is   o f   t he  ener g y   bu dg et   w hen o pera t ing   f ro m   g ro un d - ba s ed  R E S   Fo r   th ca lcu latio n   a n d   an al y s is   o f   th en er g y   b u d g et,   th f o llo w i n g   w er ch o s e n   as  an   e x a m p le  o f   th R E S:  m o b ile  co m m u n icati o n   s tatio n s   o f   v ar io u s   s tan d ar d s   GSM - 9 0 0   MH z,   UM T S - 1 8 0 0   MH z,   L T E - 2 1 0 0   MH z;  s tatio n   o f   ter r estrial  d ig ital  v id eo   b r o ad ca s tin g   o f   t h s tan d ar d   DVB - T 2   ( T V )   ( 4 7 4   MH z)   w i th   2 1   telev i s io n   c h a n n el s ter r es tr ial   s o u n d   b r o ad ca s tin g   ( FM)   9 4   MH z;  s atel lite  ea r t h   s tatio n s   o p er atin g   i n   th - GHz   an d   K u - 1 4   GHz   b an d s .   T h an al y s is   o f   t h s i g n al  le v els  at  t h r ad io   m o n ito r in g   s y s te m   r ec eiv er   i n p u t   g iv e n   i n   T ab le  1 .   s h o w ed   th at   f o r   m o s o f   t h co n s id er ed   g r o und - b a s ed   R E S s ,   th e   SN R   r a tio   is   m o r t h a n   1 0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   9 45   -   9 56   948   d B ,   w h ich   i s   ac ce p tab le  f o r   r a d io   m o n i to r in g .   Ho w e v er ,   it  is   n ec ess ar y   to   u s s p ec ial  m et h o d s   f o r   p r o ce s s in g   w ea k   s i g n als,  o n - b o ar d   r ec eiv er s   w it h   i n cr ea s ed   s e n s iti v it y   an d   h i g h   g ai n   a n ten n as   ( Activ P h ased   A r r a y   An te n n a,   A P AA )   f o r   th e f f ici en t o p er atio n   o f   r ad io   m o n it o r in g   s y s te m   b ased   o n   o n s m all  s p ac ec r af t.       T ab le  1 .   T h r esu lts   o f   t h en e r g y   ca lc u latio n   in   t h u p w ar d   d ir ec tio n   f r o m   t h g r o u n d - b as ed   R E S o f   th VHF - E HF r an g es ( o r b ital a ltit u d h   6 5 0   0 0 0   m ) .   R a d i o   so u r c e   t y p e   F r e q u e n c y   [ M H z ]   T r a n smit   p o w e r   [ W ]   A n t e n n a   g a i n   [ d B i ]   R e c e i v e r   f e e d   l o ss  [ d B ]   Ef f e c t i v e   I so t r o p i c   R a d i a t e d   P o w e r   ( E I R P )   [ d B W ]   T o t a l   L i n k   l o ss  [ d B ]   R e c e i v i n g   sy st e G / T   [ d B i / K ]   S y st e n o i se   p o w e r   [ d B m ]   R e c e i v e r   i n p u t   p o w e r   [ d B m ]   S i g n a l - to - n o i se   r a t i o   ( S N R )   [ d B ]   G S M   9 0 0   15   1   1 , 2   1 1 . 5 6   1 4 9 . 8   - 2 9 . 5   - 1 2 5   - 1 0 8 . 2 4   1 6 . 7 6   U M T S   1 8 0 0   15   1   1   1 1 . 7 6   1 5 5 . 8   - 2 9 . 5   - 1 2 5   - 1 1 4 . 0 3   1 0 . 9 7   LTE   2 1 0 0   15   1   0 . 9   1 1 . 8 6   1 5 7 . 6   - 2 9 . 5   - 1 2 5   - 1 1 5 . 7 4   9 . 2 6   TV   4 7 4   5 0 0   1 . 5   1 . 3   1 7 . 1 9   1 4 4 . 2   - 2 9 . 5   - 1 2 5   - 9 7 . 0 1   2 7 . 9 9   FM   94   25   2   1 . 1   1 4 . 8 8   1 3 0 . 2   - 2 9 . 5   - 1 2 5   - 8 5 . 3 2   3 9 . 6 8   X   [ G H z ]   7   25   35   0   4 8 . 9 7   1 6 9 . 1   - 2 9 . 5   - 1 2 5   - 9 3 . 1 3   3 1 . 8 7   K u   [ G H z ]   14   27   38   0   5 2 . 3 1   1 7 5 . 6   - 2 9 . 5   - 1 2 5   - 9 3 . 2 9   3 1 . 7 1       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .   Ana ly s is   o f   t he  m et ho d f o det er m i nin g   t he  RE S c o o rdin a t es    T o   d eter m in t h R E co o r d i n ates,  s tr u c tu r al  d iag r a m   f o r   th o n - b o ar d   eq u ip m e n o f   th s p ac e   s eg m e n o f   t h r ad io   m o n ito r in g   s y s te m   b a s ed   o n   o n lo w - o r b it  s m a ll  s p ac ec r af i s   p r o p o s ed   ( Fig u r e   2 ) .   T o   i m p le m en th i s   s y s te m ,   i is   n e ce s s ar y   to   h av t w o   an te n n a s   o f   th ac t iv p h ased   ar r a y   ( A P AA )   t y p o n   b o ar d   th s m a ll sp ac ec r a f t.  T h A P AA  m u s h av e   ce r tai n   a n g le   o f   s ca n n i n g   o f   th e   ea r th 's  s u r f ac in   o r d er   to   d etec t   R E S.  T h d etec ted   s i g n al s   f r o m   th e   R E en ter   th r ec ei v er   an d   ar f u r th er   p r o ce s s ed   ac co r d in g   t o   ce r tain   alg o r ith m s .           Fig u r e   2 .   Stru ct u r al  d iag r a m   o f   th s p ac s eg m e n t o f   t h o n - b o ar d   e q u ip m en t       3 . 2 .   P ro po s ed  a lg o rit h m   f o det er m ini ng   t he  la t it ud o f   t he  RE S lo ca t io   An te n n a s   o n   t h s m al l sp ac ec r af s h o u ld   b h ig h l y - d ir ec t io n al.   T h b ea m   o f   o n e   o f   th e m   s ca n s   in   th e   m er id ian   d ir ec tio n   ( in   t h d ir ec tio n   o f   m o v e m e n o f   t h s m a ll  s p ac ec r af t)   an d   s er v es  to   d eter m in t h latit u d e   o f   th R E lo ca tio n   at  t h m o m en o f   s ig n al  r ec o r d in g   u s i n g   t h eq u i s ig n al  s ec to r   m et h o d   [ 3 0 ] .   T h b ea m   o f   th s ec o n d   an ten n s ca n s   i n   th d ir ec tio n   o r th o g o n al  to   th m o v e m e n o f   t h s p ac ec r af a n d   s er v e s   to   d eter m in t h lo n g it u d o f   th e   R E S lo ca tio n .   As  s ee n   f r o m   Fi g u r e   1 ,   if   th OB   s id an d   th an g le  β  ar k n o w n   ( d eter m i n ed   b y   s ca n n i n g ) ,   th r e m ain in g   p ar a m eter s   d ep en d   o n   φ  to   b e   d eter m i n ed .   Sin ce   o n l y   t w o   p ar a m eter s   o f   t h tr ian g le  ar k n o w n ,   it   w il b n ec es s ar y   to   ap p l y   t h iter atio n   m et h o d .   I i s   al s o   n ec es s ar y   to   o b tain   a n   a n s w e r   to   th e   q u est i o n   o f   w h at  r an g o f   R E lo ca tio n   p o in latit u d es  is   “v i s ib le”  f r o m   t h o r b it  o f   th s m all  s p ac ec r af t.  T o   d o   th is ,   w e   n ee d   to   s o lv th s y s te m   o f   eq u atio n s :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       E n erg B u d g et  a n d   Meth o d s   f o r   Dete r min in g   C o o r d in a tes fo r   a   R a d io m o n ito r in g … ( A lta A itma g a mb eto v )   949   T h ca n o n ical  eq u atio n   o f   elli p s e:                             ( 6 )     T h eq u atio n   o f   th ta n g en t to   th ellip s f r o m   t h p o in w h e r th SS C   is   lo ca ted   [ 3 1 ]                                     ( 7 )     I is   co n v e n ie n to   s elec t   th e   S SC   co o r d in ates   at  t h e   eq u ato r   ( Y b =7 0 1 6 2 9 9   m Z b =0 ) .   F ir s t,   f o r   Z b =0 ,   w f i n d                 ,   an d   th en   w f i n d   Z k :           [ (               )       ]         ( 8 )     C o o r d in ates o f   t h p o in t o f   co n tact  Z k =2 6 4 8 8 3 6   m ; Y k =5 7 9 8 0 1 6   m .   T h latitu d o f   t h p o in o f   c o n tact  is                 (         )              .   T h u s ,   th R E Ss   v i s ib le  f r o m   t h s m al s p ac ec r af lo ca ted   at   th eq u at o r   ar w it h i n   t h la tit u d r an g f r o m   0 0   to   2 4 . 5 5 0 ,   th at   is ,   o u ts id th e   ter r ito r y   o f   Kaz a k h s tan .   W h en   th s p ac ec r a f m o v to   la tit u d o f   α   4 0 0 ,   ap p r o x i m atel y   th s a m r a n g o f   v is ib le  lat itu d es o f   th R E S lo ca tio n s   w il l r e m ai n   ( f r o m   4 0 0   to   6 4 . 5 5 0 ).   It   is   also   i m p o r tan to   an s w er   t h q u esti o n   o f   w h ich   s ec tio n   o f   th φ( β)  d ep en d en ce   w ill  r ed u ce   th φ   d eter m in i n g   er r o r   d u to   t h i n ac cu r ac y   o f   t h β   esti m ate.   T h a n s w er   ca n   b o b tain ed   b y   s o lv i n g   t h i n v er s e   p r o b lem   ( w d eter m i n β  f r o m   k n o w n   φ) .   W ca n   p er f o r m   th ca lc u latio n   u s in g   t h f o ll o w i n g   f o r m u la  ( t h e   ca lcu latio n   r esu l ts   ar s h o w n   i n   T ab le  2 . ) :                         *                               +   ( 9 )     T ab le   2 .   s h o w s   th a p r ef er en ce   s h o u ld   b g iv e n   to   th in itial  s ec tio n   o f   t h β(φ)   d ep en d en ce .   Si m i lar l y ,   o n ca n   d eter m i n th d ep en d en ce s   o f   β  o n   φ  at  α   4 4 0 ,   4 8 0 ,   an d   5 2 0 .   L et  u s   co n s id er   o n o f   th e   o p tio n s   f o r   s o lv i n g   th d ir ec p r o b lem   o f   d eter m i n i n g   t h e   latitu d o f   t h r ad io   s o u r ce   lo ca tio n   f r o m   t h s p ac ec r af t.  T h p r o ce d u r f o r   d eter m in i n g   th la tit u d e   o f   th e   R E lo ca tio n   b eg i n s   w h e n   t h s p ac ec r af is   at  a   latitu d o f   α   4 0 0   ( h ig h   p o s itio n i n g   ac cu r ac y   ca n   b p r o v id ed   u s in g   GP S/G L ON AS m o n i to r in g ) .   T h e   n ar r o w   d ir ec ted   b ea m   o f   th a n ten n s tar ts   s ca n n in g   in   t h m er id ian   d ir ec tio n   to   th n o r th ,   s tar ti n g   f r o m   t h e   s u b - s atell ite  p o in ( β  0 0 )   to   β  3 3 . 7 8 0 4 0 .   T h is   co r r esp o n d s   to   c h an g i n   ( γ )   f r o m   0   to   4   d eg r ee s .   A s o m e   p o in t,  w h e n   β  β 1 ,   t h R E s i g n al   is   r ec o r d ed ,   th en   d is ap p e ar s .   W h en   th e   b ea m   m o v es  b a ck   to   t h s o u t h ,   t h s ig n al  at   β 2   is   r ec o r d ed   ag ai n .   As  r es u lt  o f   u s i n g   t h r ad io   s ig n al  zo n m et h o d ,   w o b tain ,   f o r   e x a m p le ,                                  .   W co m p ar th i s   v al u w it h   th av er a g β  o f   T ab le  2 .   ( 1 8 . 8 3 3 2 0 an d   s ee ,   it  is   les s .   W e   co m p ar w it h   th n e x v al u ( 9 . 7 2 7 9 8 0 )   an d   f in all y   f i n d   th at   1 2 . 0 8 3 2 0   i s   g r ea ter   th an   9 . 7 2 8 0 .   T h is   m ea n s   th a t   th R E S lo ca tio n   is   at  t h latit u d b et w ee n   4 1 0   an d   4 2 0 .       T ab le  2 .   Dep en d en ce   o f   β o n   th latit u d o f   th R E S lo ca tio n   φ  at  α   4 0 0 .   φ   [ 0 ]       [ 0 ]   R e ( φ )   [ m ]   A B (   )   [ m ]   β(   )   [ 0 ]   40   0   6 3 6 9 2 7 4   6 4 7 0 2 4 . 9   0   41   1   6 3 6 8 9 0 5   6 5 7 8 2 2 . 6   9 . 7 2 7 9 8   42   2   6 3 6 8 5 3 5   6 8 8 5 0 4 . 6   1 8 . 8 3 3 2   43   3   6 3 6 8 1 6 3   7 3 6 5 7 8 . 7   2 6 . 9 0 2 6   44   4   6 3 6 7 7 9 0   7 9 8 8 9 4 . 6   3 3 . 7 8 0 4       W d iv id t h is   in ter v al   in   h al f   a n d   ca lc u late  β  at   φ  =   4 1 . 5 0 it  i s   m o r a g ain .   W d iv id e   th lo w er   in ter v a ( af ter   th d ec i m al  p o i n t)   i n   h alf   an d   ca lc u late   β  at   φ  4 1 . 2 5 0 .   W g et  v al u e q u al  to   ( o r   clo s to )   th m ea s u r ed   v alu e.   T h is   m ea n s   t h lo ca tio n   o f   R E i s   at  la titu d o f   4 1 . 2 5 0 .   I f   th er is   n o   m atc h   an d   h i g h er   ac cu r ac y   i s   r eq u ir ed ,   t h en ,   d ep en d in g   o n   t h co m p ar is o n   ( m o r o r   less ) ,   w d i v id t h lo w er   o r   u p p er   in ter v a ls   a f ter   th d ec i m al  p o in t in   h al f ,   ca lcu late  β,  an d   m a k co m p ar is o n ,   an d   s o   o n .   L et  u s   co n s id er   th p o s s ib le  er r o r s   in   d eter m i n i n g   t h latit u d o f   th R E ac co r d in g   to   th ab o v e   alg o r ith m .   T h er r o r           d u to   th in ac c u r ate  s etti n g   o f   th a n ten n d ir ec tio n   to   th ce n tr e   o f   m ass   o f   t h E ar th   ( p o in t O )           ( o th er   h ar d w a r er r o r s   ca n   also   b in clu d ed   h er e)   ca n   b d eter m in ed   b y   t h f o r m u la:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   9 45   -   9 56   950           (       )           ( 1 0 )     T ab le  3   s h o w s   t h a v er ag e   v al u es  o f   th d ep en d e n ce                 w i th   th i n it ial  d ata            ;                         ( d ata  f r o m   T ab le  2 ).       T ab le  3 .   Dep en d en cy                .   Δφ o   [ 0 ]   0 . 1 0 2 8   0 . 0 9 2 5 2   0 . 0 8 2 2 4   0 . 0 7 1 9 6   0 . 0 6 1 6 8   0 . 0 5 1 4   0 . 0 4 1 1 2   0 . 0 3 0 8 4   0 . 0 2 0 5 6   0 . 0 1 0 2 8   Δβo   [ 0 ]   1   0 . 9   0 . 8   0 . 7   0 . 6   0 . 5   0 . 4   0 . 3   0 . 2   0 . 1       T h is   er r o r   ca n   b r ec alcu lated   in to   lin ea r   d i m en s io n s   u s i n g   t h ex p r ess io n   [ 3 2 ]   as sh o w n   i n   T ab le  4 :                                                                                                                                      ( 1 1 )       T ab le  4 .   Dep en d en cy                 ,   ( Δ φ o   is   ex p r ess ed   i n   m ) .   Δl o   [ m]   1 1 4 2 7 . 4   1 0 2 8 4 7   9 1 4 1 . 9 6   7 9 9 9 . 2 2   6 8 5 6 . 4 7   5 7 1 3 . 7 3   4 5 7 0 . 9 8   3 4 2 8 . 2 4   2 2 5 5 . 5 0   1 1 4 2 . 7 5   5 7 1 . 3 7 4   Δ βo   [ 0 ]   1   0 . 9   0 . 8   0 . 7   0 . 6   0 . 5   0 . 4   0 . 3   0 . 2   0 . 1   0 . 0 5       I n   th s ec o n d   v ar ia n o f   f i n d in g   th latit u d o f   t h R E ( φ) ,   β  an d   α   ( latit u d o f   t h e   SS C )   ar e   d eter m in ed   s i m u lta n eo u s l y   at   th m o m e n o f   r ec o r d in g   t h e   R E s ig n al.   T h s ca n n i n g   r a n g i s   s m a ller ,   b u s u c h   th at  it  w a s   p o s s ib le  to   u s an   eq u is i g n a s ec to r   ( d ep en d in g   o n   th w id t h   o f   th an ten n p atter n ) .   I ca n   b e   ass u m ed   t h at  t h n u m b er   o f   i t er atio n s   to   o b tain   t h clo s e s t r esu lt   w ill b le s s   t h a n   i n   th e   f i r s t o p tio n .   I ter atio n s   s tar t f r o m   t h v a lu e   φ  α .   L et  u s   tak t h s ca n n in g   r an g f r o m   t h s u b - s ate llit p o in ( β  0 0 )   to   β  1 8 . 8 3 3 2 0 ,   w h ic h   co r r esp o n d s   to   a   ch an g ( γ )   f r o m   0   to   2   d eg r ee s .   E x a m p le:  at  th m o m en o f   s ig n al  r ec o r d in g ,   α   4 0 . 8 0   an d   β  7 . 8 1 0 7 0   ar d eter m i n ed .   I ter atio n   1 w d iv id th s ca n n in g   ar ea   in   φ  f r o m   4 0 . 8 0   to   4 2 . 8 0   in   h alf   an d   d eter m in β  at   φ  4 1 . 8 0   an d   γ   =   1 0 .   R esu lt  β =  9 . 7 2 3 7 . 8 1 0 7 0 .   I ter atio n   2 w d i v id th v al u af ter   th d ec i m al  p o in a n d   ch o o s th lo w er   v alu φ  4 1 . 4 0   w h ile  γ   0 . 6 0   an d   β =  5 . 8 7 7 0   7 . 8 1 0 7 0 .   I ter atio n   3 w d iv id th e   v al u af ter   t h d ec i m al  p o in t   an d   s elec t th e   u p p er   v al u φ   4 1 . 6 0   w h ile   γ   0 . 8 0   an d   β =  7 . 8 1 0 7 0   is   eq u al  to   th m e asu r ed   v al u e.   A n s w er : φ   4 1 . 6 0 .   Fo r   th e x a m p le   ab o v e,   Δ φ β  0 . 1 0 2 4 0 ,   th at  is ,   p r ac ticall y   d id   n o c h a n g e   r elati v to   0 . 1 0 2 8 0   ( at   th in itial  s ec t io n   o f   t h ch ar a cter is tic) ,   th er ef o r e,   th er r o r s   co r r esp o n d   to   th v alu es  i n   T ab les  3 .   an d   4 .   A t   th s a m ti m e,   in   t h f ir s v er s io n ,   th R E ca n   b lo ca ted   o n   th f in al  p ar o f   th ch ar ac ter is tic,   w h er e     Δ φ/Δ β  0 . 1 4 5 4 0   ( th er r o r s   w ill  b g r ea ter ) .   C o n clu s io n th s ec o n d   o p tio n   f o r   s o lv in g   t h p r o b lem   o f   d eter m in i n g   t h R E latit u d i s   b etter   d u to   s m aller   er r o r s   a n d   s m aller   n u m b er   o f   iter ati o n s .   I n   co n clu s io n ,   u s i n g   th e   last   e x a m p le,   w w il ev a lu ate  th e f f ec o f   th ter r ain   alt it u d ab o v s ea   l ev el  o n   t h er r o r   in   d eter m in i n g   th R E S lo ca tio n   latitu d ( let  h   1 0 0 0   m ) .   T h en   R ( 4 1 . 6 0 )   1 0 0 0   6 3 6 9 6 8 3   m n e w   v al u A B   6 5 3 3 1 8 . 4 2 7   m ,   n e w   v alu e   β  7 . 8 2 3 8 0 ch an g e   Δ β  0 . 0 1 3 0 ,   an d   er r o r   Δ φ  0 . 1 0 2 4 0   ×  0 . 0 1 3 0   0 . 0 0 1 0 .   I n   lin ea r   d i m en s io n s ,   it  is   ap p r o x i m atel y   eq u al  to   1 1 1   m .   T h alg o r ith m   f o r   d eter m i n i n g   th R E latit u d is   s h o w n   i n   Fi g u r e   3 . ,   an d   th s o f t w ar ap p licatio n   w i n d o w   is   s h o w n   i n   Fi g u r e   4.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       E n erg B u d g et  a n d   Meth o d s   f o r   Dete r min in g   C o o r d in a tes fo r   a   R a d io m o n ito r in g … ( A lta A itma g a mb eto v )   951       Fig u r e   3.   R E S latit u d d eter m i n atio n   al g o r ith m           Fig u r e   4 .   A p p licatio n   w i n d o o f   th p r o g r a m   f o r   d eter m i n i n g   th R E S latit u d e       3 . 3 .   P ro po s ed  a lg o rit h m   f o det er m ini ng   t he  lo ng it ud o f   t he  RE S lo ca t io n   Af ter   d eter m i n i n g   t h R E l atitu d φ  ( ac co r d in g   to   th m et h o d   d escr ib ed   in   s u b s ec ti o n   3 . 2 ) ,   w e   p r o ce ed   to   d eter m i n i n g   t h lo n g i tu d e.   L et  u s   co n s id er   th f e atu r es  o f   d eter m i n i n g   t h R E S   lo n g it u d b ased   o n   th an al y s is   o f   t h p ar a m eter s   o f   th tr ian g le s   A B D,   AC D,   B C s h o w n   in   Fig u r e   1 .   Scan n in g   w it h   t h b ea m   r elativ to   p o in t   A   i s   ca r r ied   o u alo n g   th p ar allel  co r r esp o n d in g   to   lati tu d φ  in   th w est   an d   ea s d ir ec tio n .   W h en   s i g n al  ap p ea r s ,   th d ir ec tio n   to   th S R is   r e g is ter ed   u s in g   t h an g le  μ   ( μ   is   th e   an g le  b et w ee n   t h e   d ir ec tio n s   f r o m   t h SS C   ( p o in B )   to   th R E ( p o in D)   an d   to   th p o in A ) ,   a s   w ell   as  th s i g n   o f   t h e   c o r r ec tio n   f o r   lo n g it u d η   r elativ to   th S SC   p o s itio n   lo n g it u d ( θ)   -   w es ter l y   d i r ec tio n   ( - ) ,   ea s ter l y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   9 45   -   9 56   952   d ir ec tio n   -   ( +) .   Fig u r e   1   s h o ws  o n l y   t h w ester n   R E lo ca ti o n   ( p o in D) ,   s i m ilar l y   p o in ca n   b at  th s a m e   an g le  μ   i n   th ea s ter l y   d ir ec tio n .   P o in A   i s   th p o in t o f   i n ter s ec tio n   o f   t h ab o v p ar allel  w it h   th g r o u n d   tr ac k   o f   th s m all  s p ac ec r af t   o r b it  o n   th e   ea r th 's  s u r f ac e.   P o in C   i s   lo ca ted   o n   t h O Z   ax i s   at  t h in ter s ec tio n   o f   its   p la n alo n g   t h p ar allel   o n   w h ic h   t h R E i s   lo ca ted   ( th at  is ,   at  t h s a m lat itu d e) .   T h is   s ec tio n   i s   cir cle  o n   w h ich   p o in ts   A   a n d   D   ar lo ca ted ,   an d   p o in t C is   t h ce n tr o f   th is   cir cle.   C ir cle  r ad iu s   R   A C   D C   R ( φ)   ×  co s   φ.   Sid B C   is   d is tan ce   b et w ee n   th SS C   an d   p o in C ,   s id B is   d is tan ce   b et w ee n   th S SC   an d   t h e   R E S,  s id B A   i s   d is tan ce   b e t w ee n   t h SS C   an d   p o in A t h k n o w led g o f   s id AD  ( ch o r d   o f   th cir cle)   is   n ec es s ar y   to   d eter m in t h co r r ec tio n   η .   T o   d eter m i n all  d is tan ce s ,   th co o r d in ates  o f   p o in ts   A ,   B ,   C ,   an d   D   ar r eq u ir ed .   I n   t h r ig h t   g eo c en tr ic  co o r d in ate  s y s te m ,   w p r esen t h f o r m u las   f o r   th e   c o o r d in ates  o f   p o in ts   ( th f ir s t in d e x   is   p o in t; t h s ec o n d   is   th co o r d in ate  o r ig i n ) .   Dete r m i n th co o r d in ates o f   p o in t A :                                                                                                 ( 1 2 )                                      Dete r m i n th co o r d in ates o f   t h SS C   lo ca tio n   ( p o in t B ) :                                                                                 ( 1 3 )                                Dete r m i n th co o r d in ates o f   p o in t C:                             (1 4 )                                        W h en   m o v i n g   t h co o r d in ate  o r ig in   to   p o in t C ( 0 ;0 ;0 )   Dete r m i n th co o r d in ates o f   p o in t A :                                                                                             ( 1 5 )                  Dete r m i n th co o r d in ates o f   t h SS C   lo ca tio n   ( p o in t B ) :                                                                                 ( 1 6 )                            Dete r m i n th d is tan ce s                                                                                  ( 1 7 )                                                                       T o   d eter m i n th co o r d in ates  o f   th p o in                 ,   w u s th co s in th eo r e m .       {                                                                                                                                                                                                                                                               Fu r t h er ,   to   d eter m i n th co o r d in ates  o f   t h p o in                 ,   it  is   n ec ess ar y   to   co m p o s 4 th   d eg r ee   eq u atio n .   T h r esu lti n g   eq u ati o n   h as t h f o r m :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       E n erg B u d g et  a n d   Meth o d s   f o r   Dete r min in g   C o o r d in a tes fo r   a   R a d io m o n ito r in g … ( A lta A itma g a mb eto v )   953                                                                                                                                                                                           (1 8 )     w h er А   А 5   ar co ef f ic ien t s   d ep en d in g   o n   t h s o u r ce   d ata.   T o   s o lv th i s   eq u atio n ,   C   #   p r o g r a m   w as d ev elo p ed .   A f t e r   d e t e r m i n i n g   t h e   c o o r d i n a t e s   o f   t h e   p o i n t                   ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   d e t e r m i n e   t h e   s e g m e n t   AD:                                                          ( 19 )     Usi n g   A a n d   R ,   w d eter m i n th co r r ec tio n   f o r   lo n g i tu d ( η ) :                        (        )   ( 20 )     Dete r m i n th lo n g itu d o f   t h e   R E S ( ν ) :     L o n g it u d o f   th R E             ( if   th R E S is   w e s t o f   t h SS C )   ( 21 )     L o n g it u d o f   th R E             ( if   th R E S is   ea s t o f   t h SS C )   ( 2 2 )     T h b lo ck   d iag r a m   o f   t h d ev elo p ed   alg o r ith m   i s   s h o w n   i n   Fig u r e   5. ,   an d   th s o f t w ar ap p licatio n   w i n d o w   is   s h o w n   i n   Fi g u r e   6.       S o l u t i o n   o f   t h e   4 t h   d e g r e e   e q u a t i o n   t o   d e t e r m i n e   Х d   a n d   Y d   S t a r t E n t e r i n g   v a l u e s :     ϕ ;   α ;   θ C a l c u l a t i o n :   R о   =   R e   +   h ;   R   =   R e ( ϕ )   ×   c o s ( ϕ ) ; R e ( ϕ )   =   a   ×   b / [ ( b 2   +   a 2   ×   t g 2 ϕ ) 0 . 5   ×   c o s ϕ ] C a l c u l a t i o n :   D e t e r m i n e   t h e   c o o r d i n a t e s   o f   p o i n t     A X a   =   R e ( ϕ )   ×   c o s ( ϕ )   ×   c o s ( θ ) Y a   =   R e ( ϕ )   ×   c o s ( ϕ )   ×   s i n ( θ ) Z a   =   0 C a l c u l a t i o n :   D e t e r m i n e   t h e   c o o r d i n a t e s   o f   p o i n t     B X b   =   R o   ×   c o s ( α )   ×   c o s ( θ ) Y b   =   R o   ×   c o s ( α )   ×   s i n ( θ ) Z b   =   R o   ×   s i n ( α )   -   R e ( ϕ )   ×   s i n ( ϕ )   H a r d w a r e   a n g l e   d e t e c t i o n   µ D e t e r m i n a t i o n   o f   t h e   s i g n   o f   t h e   c o r r e c t i o n E n d R e s u l t :   L o n g i t u d e   ν y e s n o S i g n   f o r   l o n g i t u d e   c o r r e c t i o n     +   ( ν   =   θ ± η ) X d 1   >   X d 2 n o y e s y e s X d 1   >   X d 2 n o X d 2   -   Y d 2 X d 1   +   Y d 1 X d 1   -   Y d 1 X d 2   +   Y d 2   1 2 3 4 A D   =   [ ( X d   -   X a ) 2   +   ( Y d   -   Y a ) 2 ] 0 . 5 η   =   2   ×   a r c s i n   ( A D / 2 R ) ν   =     ±   η       Fig u r e   5 .   Alg o r it h m   f o d eter m i n in g   t h R E S lo n g itu d e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2 0 2 1   :   9 45   -   9 56   954           Fig u r e   6 .   A p p licatio n   w i n d o o f   th p r o g r a m   f o r   d eter m i n i n g   th R E S lo n g it u d e       T h d ev elo p ed   alg o r ith m s   a n d   p r o g r am s   f o r   d eter m i n in g   t h latitu d an d   lo n g it u d o f   t h R E S a r p r o p o s ed   f o r   u s in   s a tellite r a d io   m o n ito r in g   s y s te m s   b ased   o n   o n s m all  s p ac ec r af t.       4.   CO NCLU SI O   T o   in cr ea s th e f f icie n c y   o f   th r ad io   m o n ito r i n g   s y s te m   i n   lar g ar ea s ,   it  i s   ad v i s ab le  t o   u s e   lo w - o r b it  s atellites   as  r ad io   m o n it o r in g   s tatio n s .   I n   th is   w o r k ,   to   an al y ze   t h b u d g et  o f   th e   r ad io   lin k   " E ar th - Satellite" ,   w co n s id er ed   ter r estrial  s o u r ce s   o f   r ad io   e m i s s io n ,   s u c h   as  m o b ile  co m m u n ica tio n   s ta tio n s ,   ter r estrial  d ig ital  telev is io n   an d   s o u n d   b r o ad ca s tin g ,   an d   ea r th   s a tellite  co m m u n icatio n   s ta tio n s .   T h an a l y s i s   s h o w ed   th p o s s ib ilit y   o f   u s i n g   lo w - o r b it  s m a ll  s p ac ec r af f o r   r ad io   s p ec tr u m   m o n i t o r in g   s y s te m s .   T h p ap er   p r o p o s es  an d   d ev elo p s   t h m et h o d   f o r   d eter m in i n g   t h co o r d in ates  o f   r ad io   e m i s s io n   s o u r ce s   b a s ed   o n   th g o n io m etr ic  m eth o d   u s i n g   s ca n n i n g   an te n n as  o n   b o ar d   o f   o n s p ac e cr af t.  W h e n   ca lc u l atin g   t h latit u d o f   th lo ca tio n   o f   r ad io   em i s s io n   s o u r ce s ,   th iter atio n   m et h o d   w as  u s ed ,   an d   w h e n   ca lcu lat i n g   t h lo n g it u d e,   a   s o lu tio n   o f   th f o u r th   d eg r ee   e q u atio n   w as  u s ed .   T h r an g es  o f   th an te n n s ca n n i n g   a n g le s   ar s u b s tan tiate d ,   an d   th esti m ate s   o f   th co o r d in ates  d eter m i n atio n   er r o r s   ar m ad e.   A lg o r it h m s   h a v b ee n   d ev elo p ed   an d   co m p u ter   p r o g r a m s   h av e   b ee n   co m p iled   to   d eter m i n t h co o r d in ates  o f   r ad io   e m is s io n   s o u r ce s ,   w h ic h   w il l   allo w   to   u s t h p r o p o s ed   m eth o d   at  th i n itia s ta g es  o f   d ev elo p in g   r ad io   s p ec tr u m   m o n ito r i n g   s y s te m   b ased   o n   o n s m all  s p ac ec r a f t.   Fu r t h er   r esear ch   s h o u ld   b d ir ec ted   to   th d ev elo p m en o f   e f f ec t iv a n te n n a   s y s te m s   ( A ct iv e   P h ased   A r r a y   An te n n a   -   A P AA )   a n d   m et h o d s   to   i m p r o v t h e   r eliab ilit y   o f   d ete ctio n   a n d   r ec o g n itio n   o f   r ad io   s ig n als  f r o m   r ad io   s o u r ce s   to   i m p r o v t h q u alit y   o f   r ad io   m o n i to r in g .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Ha n d b o o k   o n   S p e c tru m M o n it o ri n g Ra d io c o m m u n ica ti o n   Bu re a u ,   2 0 1 1 .   G e n e v a ,   El e c tro n ic  P u b li c a ti o n   [2 ]   Re m b o v sk y ,   A . M . ,   A sh ik h m in ,   A . V . ,   Ko z m in   V . A . ,   S m o lsk i y   S . M .   R a d i o   M o n it o ri n g :   Au to ma t e d   S y ste ms   a n d   T h e ir  Co m p o n e n ts.   S p ri n g e In ter n a ti o n a P u b li s h in g ,   p.   4 8 6 ,   2 0 1 8 IS BN:   9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 7 4 2 7 6 - 2   [3 ]   Off icia site  o f   th e   RS " S ta te   Ra d io   Fre q u e n c y   S e rv ice " ,   M in istry   o f   Dig it a De v e lo p me n t,   In n o v a ti o n   a n d   Ae ro sp a c e   In d u stry   o th e   Rep u b l ic o Ka z a k h sta n .   h tt p s:// rf s.g o v . k z   (d a te o f   trea t m e n 0 3 / 2 0 / 2 0 2 0 )   [4 ]   L a w   o f   th e   Re p u b li c   o f   Ka z a k h sta n   d a ted   J u ly   5 ,   2 0 0 4   N 5 6 7   " On   Co mm u n ica ti o n s "   [5 ]   De m p ste r,   A .   G . ,   Ce ti n ,   E.   In ter f e r e n c e   L o c a li z a ti o n   f o S a telli te   Na v ig a ti o n   S y ste m s.  Pro c e e d in g o f   t h e   IEE E v o l.   1 0 4 ,   n o .   6 ,   p .   1 3 1 8 - 1 3 2 6 ,   2 0 1 6 .   DO I:  1 0 . 1 1 0 9 /J P ROC.2 0 1 6 . 2 5 3 0 8 1 4   [6 ]   Re p o rt  IT U - S M . 2 2 1 1 - 2 .   Co mp a riso n   o ti me - d if fer e n c e - of - a rr iva a n d   a n g le - of - a rr iva me th o d o sig n a l   g e o lo c a ti o n .   S M   S e ries ,   S p e c tru m   m a n a g e m e n t,   2 0 1 8 .   [7 ]   Zh a o ,   L . ,   Ya o ,   G . ,   M a rk ,   J.W .   M o b il e   p o si ti o n in g   b a se d   o n   re lay in g   c a p a b il it y   o f   m o b il e   sta ti o n i n   h y b rid   w irele ss   n e tw o rk s.  IEE   Pro c e e d in g -   Co mm u n ica ti o n s v o l.   1 5 3 ,   n o .   5 ,   p .   7 6 2 - 7 7 0 ,   2 0 0 6 .   DO I:  1 0 . 1 0 4 9 / ip - c o m :2 0 0 5 0 1 4 2   [8 ]   Ho ,   K.   C. ,   Ch a n ,   Y.  T .   G e o lo c a t io n   o f   a   Kn o w n   A lt it u d e   Ob jec F ro m   T DO A   a n d   F DO A   M e a su re m e n ts.   IEE E   T ra n sa c ti o n s   on   Aer o sp a c e   a n d   E lec tro n ic   S y ste ms ,   v o l.   3 3 ,   p .   7 7 0 - 783 ,   1 9 9 7 .   DO I:   1 0 . 1 1 0 9 /7 . 5 9 9 2 3 9   [9 ]   Am i sh ima a   T . ,   S u z u k i.   N.  T DO A /F DO A   g e o lo c a ti o n   in   sp a c e   ra d io   m o n it o ri n g   u si n g   RL M S   a n d   g a ti n g .   IEI C E   Co mm u n ica ti o n s E x p re ss v o l.   8 ,   n o .   6 ,   p .   2 0 7 - 2 1 2 ,   2 0 1 9 .   DO I:   1 0 . 1 5 8 7 /co m e x . 2 0 1 8 X BL 0 1 4 0   [1 0 ]   Ya n ,   H.,   Ca o ,   J.  K.,   Ch e n ,   L .   S tu d y   o n   lo c a ti o n   a c c u ra c y   o d u a l - sa telli te,   ICS P2 0 1 0   Pro c e e d in g s ,   p p .   1 0 7 - 1 1 0 ,   2 0 1 0 .   DO I:   1 0 . 1 1 0 9 /ICOS P . 2 0 1 0 . 5 6 5 6 8 0 6   [1 1 ]   Ca o   Ya lu ,   P e n g   L I,   L Jin z h o u ,   Y a n g   L e ,   G u o   F u c h e n g .   A   n e w   it e r a ti v e   a lg o rit h m   f o g e o lo c a ti n g   a   k n o w n   a lt it u d e   targ e u sin g   TDO A   a n d   F DO A   m e a su re m e n ts  in   th e   p re se n c e   o f   sa telli te  l o c a ti o n   u n c e rtain ty ,   Ch in e se   J o u rn a o f   Aer o n a u ti c s v o l.   28 ,   n o .   5 ,   p .   1 5 1 0 - 1 5 1 8 ,   2 0 1 5 .   DO I:   1 0 . 1 0 1 6 /j . c ja. 2 0 1 5 . 0 8 . 0 1 5   [1 2 ]   IT U - Re c o m m e n d a ti o n P . 6 1 8 - 1 3 .   Pr o p a g a ti o n   d a t a   a n d   p re d ic ti o n   me t h o d re q u ire d   f o th e   d e sig n   o Ea rt h - sp a c e   tele c o mm u n ica ti o n   sy ste ms .   G e n e v a ,   El e c tro n ic  P u b l ica ti o n ,   p .   2 7 ,   2 0 1 7 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.