Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

8.1.3
Non-GEO Requirements
Non-GEO systems intended for Earth observation, positioning, and science have
been with us for many decades. However, they generally do not have to provide
continuous service to all or a substantial part of the globe. Therefore, several
innovations in that area were needed to ensure that commercially viable telecommu-
nications services can be rendered to users.
The mission design for Globalstar is exemplary, employing 48 operating satel-
lites. The constellation, illustrated in Figure 8.2, is designed to provide the best
service to the middle latitudes, which corresponds to where the bulk of the popula-
tion live [2]. Each operating orbit is at an altitude of 1,414 km and is inclined by
52 degrees.
Deployment of Globalstar satellites was in batches of four using Delta or Long
March (a Zenit rocket failed to deliver 12 satellites to orbit) [2]. They were released
at the lower orbit of 900 km and a stored command sequence used to deploy the
solar panels, align them with the sun, and turn on the electronics. Once under
ground command, a series of burns is used to move the satellites to the higher
orbit.
Figure 8.2
The orbital arrangement of the Globalstar LEO mobile satellite constellation.

---

260
Spacecraft Mission and Bus Subsystems
All the Globalstar satellites are controlled from a single operation center, where
data from the global network are available for analysis and storage. Useful data
per satellite can be obtained for about 10 minutes per 114-minute orbit. Data from
noncovered periods of time are stored onboard the satellite and downloaded during
a monitored pass. The operational philosophy of Globalstar is to track differences
from the norm and not to rely on 100% data availability and analysis, an approach
common in GEO satellite operations. That is because of the large number of
satellites to be monitored, the limited observation time, and the similarities among
the satellites in operation. As discussed in Chapter 11, the Iridium system has a
particularly interesting feature in that calls can be relayed from satellite to satellite,
as in a daisy chain. All in all, the requirements for non-GEO spacecraft appear to
vary greatly.
Spacecraft complexity, power, and mass differ greatly among the various GEO
and non-GEO missions. GEO spacecraft generally are the most powerful, to deal
with the added path loss and to provide adequate capacity to exploit a particular
orbit position and footprint. As we move lower in orbit, the power and capacity
demands on the spacecraft decrease. That is a particularly good thing because it
compensates, to some extent, for the need for more spacecraft for continuous
coverage. When we examine the bus designs used for a large LEO constellation of
60 or more satellites, we perhaps find that the individual spacecraft are small
compared to the typical GEO design.