Galileo (system nawigacyjny)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Schemat konfiguracji satelitów systemu Galileo

Galileo – europejski system nawigacji satelitarnej, uruchomiony 15 grudnia 2016[1][2]. System jest równoważną alternatywą do amerykańskiego systemu GPS, rosyjskiego GLONASS i chińskiego Beidou, lecz w przeciwieństwie do nich będzie kontrolowany przez instytucje cywilne.

Jego zaletą i powodem, dla którego ma być konkurencją i uzupełnieniem GPS-u, jest mniejszy promień błędu (ma on wynosić ok. 1 m na otwartej częstotliwości i ok. 10 cm na częstotliwości płatnej). Prace nad Galileo przeciągały się w czasie. Projekt miał kosztować 1,8 mld euro, ale pochłonął już ponad 10 mld euro. Obecnie na orbicie jest 18 z 30 docelowych satelitów, planowana data osiągnięcia pełnej wydajności operacyjnej to 2020 rok[3].

Budowa systemu[edytuj]

W latach 80. XX w. zrodził się pomysł budowy w Europie systemu nawigacyjnego. Główną przyczyną był brak zaufania do istniejących systemów, które mogły być w każdej chwili wyłączone lub zakłócone przez ich właścicieli – Departament Obrony USA i Ministerstwo Obrony ZSRR oraz ograniczona dokładność tych systemów.

Pierwsza faza prac zwana fazą definicji rozpoczęła się 19 lipca 1999 i zakończyła 22 listopada 2000. Podczas tej fazy przeanalizowano potrzeby przyszłych użytkowników systemu i określono techniczne, ekonomiczne i programowe aspekty realizacji projektu.

W roku 2002 rozpoczęła się druga faza budowy, zwana fazą wdrażania, która planowo miała zakończyć się w 2006 roku. Obejmowała ona szczegółowe zdefiniowanie parametrów technicznych i projekt segmentów: naziemnego, kosmicznego i użytkownika. W pierwszym etapie testów systemu, zakończonym 22 grudnia 2004, dokonano udanych testów segmentu naziemnego. Drugi etap rozpoczął się 28 grudnia 2005 wyniesieniem na orbitę pierwszego testowego satelity systemu, GIOVE-A.

Trzecia faza budowy będzie obejmować umieszczenie wszystkich operacyjnych satelitów na orbitach okołoziemskich oraz pełne uaktywnienie segmentu naziemnego i planowo miała zakończyć się w 2008 roku wraz z oddaniem systemu do użytku publicznego.

W 2007 roku w związku z niemożnością dotrzymania wcześniej ustalonych terminów i znacznym przekroczeniem kosztów datę produkcyjnego uruchomienia systemu przeniesiono na 2012 rok[4][5]. W 2009 roku system nadal nie osiągnął fazy produkcyjnej, a sposób jego prowadzenia został zakwestionowany przez Trybunał Obrachunkowy[6][7].

W październiku 2009 roku poinformowano o redukcji zamówień na satelity Galileo fazy Full Operational Capability (FOC) z 30 do 22 oraz o opóźnieniach w budowie aparatów wcześniejszej fazy In-orbit Validation (IOV). Dwa satelity IOV miały być wystrzelone w listopadzie 2010 roku, a dwa kolejne – w kwietniu 2011 roku (wcześniej zakładano, że wszystkie cztery miały znaleźć się na orbicie w 2010 roku). Opóźnienia związane były z problemami technicznymi przy budowie satelitów oraz kłopotami w dostosowaniu centrum kosmicznego w Gujanie Francuskiej do wymagań rakiety nośnej Sojuz. Nadal nierozwiązany jest ponadto konflikt o częstotliwości pomiędzy Galileo a chińskim systemem Beidou zwanym także Compass[8]. W 2009 roku Komisja Europejska przesunęła datę osiągnięcia pełnej operacyjności systemu na 2016[9]. W 2010 roku po raz kolejny przesunięto datę uruchomienia systemu na lata 2017-2018[10].

21 października 2011, za pomocą rosyjskiej rakiety Sojuz startującej z kosmodromu w Gujanie Francuskiej, zostały wyniesione na orbitę dwa pierwsze satelity IOV[11]. Kolejne dwa satelity zostały umieszczone na orbicie 12 października 2012[12][13].

Użycie sygnałów od czterech satelitów jednocześnie pozwoliło na sprawdzenie działania całego systemu. W dniu 12 marca 2013 po raz pierwszy udało się ustalić pozycję w oparciu o sygnały nadawane przez konstelację 4 satelitów należących do systemu. Kolejne dwa satelity systemu nawigacji Galileo planowano wyniesienie na orbitę w kwietniu 2013, jednak start miał miejsce dopiero 22 sierpnia 2014. Wkrótce po wystrzeleniu okazało się, że satelity weszły na złą orbitę, możliwe, że wykluczając je z przyszłego użytkowania[14]. 27 marca 2015 roku ESA umieściła kolejne dwa satelity systemu Galileo (FOC-FM3 Adam i FOC-FM4 Anastasia)[15], a 11 września parę (FOC-FM5 Alba i FOC-FM6 Oriana). Potwierdzono również informację, że do końca roku powinny się znaleźć na orbicie satelity z numerami 11 i 12, a gotowe aparaty z numerami 13 i 14 poddawane są testom technicznym[16][17].

Plany Unii Europejskiej zakładały, że do końca 2014 w sumie wyniesione na orbitę będzie 14 tego typu urządzeń[18]. W związku z opóźnieniami, postanowiono udostępnić system do użytku pod koniec 2016 roku z 18 sprawnymi satelitami na orbicie, pełna zdolność operacyjna systemu przewidywana jest na rok 2020[3].

Segment kosmiczny[edytuj]

Segment kosmiczny będzie się składał z 24 satelitów operacyjnych i 6 zapasowych, równomiernie rozmieszczonych na trzech orbitach[19]. Wysokość orbity będzie wynosić 23 222 km, a kąt inklinacji 56°[19]. Satelity będą nadawać 10 sygnałów w trzech pasmach częstotliwości. Sygnały oznaczone numerami 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 i 10. Pozostałe sygnały będą szyfrowane i dostępne tylko dla użytkowników mających dostęp do serwisu komercyjnego CS i serwisu regulowanego publicznie PRS. Część sygnałów nie będzie zawierać żadnych danych i będzie przeznaczona do wyznaczania poprawki jonosferycznej w celu zwiększenia dokładności. Będzie to istotna przewaga Galileo nad systemem NAVSTAR-GPS dysponującym począwszy od satelitów bloku IIR-M zaledwie trzema częstotliwościami.

  • Serwis otwarty (Open Service – OS) – darmowy serwis przeznaczony do wyznaczania współrzędnych horyzontalnych z dokładnością od 15 do 4 m, wysokości z dokładnością od 35 do 8 m i czasu. W zależności od odbiornika będzie odbierać sygnały:
    • sygnały 9, 10 – odbiorniki jednoczęstotliwościowe
    • sygnały 1, 2, 9, 10 – odbiorniki dwuczestotliwościowe
    • sygnały 1, 2, 3, 4, 9, 10 – odbiorniki trójczęstotliwościowe
  • Serwis bezpieczeństwa życia (Safety of Life Service – SoL) – jego zadaniem będzie rozszerzenie serwisu otwartego o ostrzeżenia o utracie integralności danych. Użytkownik w czasie kilku sekund zostanie powiadomiony o spadku dokładności wyznaczanej pozycji, co ma szczególne znaczenie np. w lotnictwie, transporcie morskim itd.

zarezerwowano sześć sygnałów 1, 2, 3, 4, 9, 10

  • Serwis komercyjny (Commercial Service – CS) – Będzie oferował większą dokładność (do 0,8 m w poziomie i do 1 m w pionie) oraz umożliwi przesyłanie wiadomości od stacji naziemnych do użytkowników. Prawdopodobnie też zostanie zapewniona gwarancja jakości funkcjonowania systemu. Dostęp do tego serwisu będzie odpłatny.
  • Serwis regulowany publicznie (Public Regulated Service – PRS) – będzie przeznaczony dla wybranych użytkowników wymagających bardzo wysokiej dokładności i wiarygodności danych. Poza danymi niezbędnymi do określenia pozycji i czasu będzie dostarczał wiadomości związane z bezpieczeństwem narodowym, dotyczące transportu, telekomunikacji i energetyki itd. Dostęp do niego będą miały europejskie instytucje związane z bezpieczeństwem narodowym, organy ścigania.

zarezerwowano dwa sygnały 5 i 6.

  • Serwis poszukiwania i ratowania (Search and Rescue Service – SAR) – umożliwi odebranie sygnału wzywania pomocy wraz z pozycją geograficzną pławy ratunkowej i przekazanie go do służb ratowniczych. Będzie zintegrowany z funkcjonującym już systemem ratownictwa morskiego i lotniczego COSPAS-SARSAT.

Satelity GIOVE-A i B[edytuj]

28 grudnia 2005 z Bajkonuru wystrzelono pierwszego satelitę systemu Galileo, GIOVE-A (GSTB-V2/A). Nazwa zespołu satelitów GIOVE jest akronimem angielskiego określenia Galileo In-Orbit Validation Element ("element orbitalnej walidacji [systemu] Galileo"), a równocześnie jest włoską wersją imienia Jowisz. Nazwę tę wybrano jako hołd dla Galileusza, który odkrył pierwsze cztery księżyce Jowisza oraz znalazł sposób wykorzystania ich jako uniwersalnego zegara do określania długości geograficznej w dowolnym punkcie na powierzchni Ziemi.

Roboczą, kodową nazwą satelity, było GSTB-V2/A – akronim określenia Galileo System Testbed.

Główne cele umieszczenia GIOVE-A na orbicie: faktyczne wykorzystanie przydzielonych systemowi częstotliwości radiowych (wymóg nałożony w koncesji przez ITU), sprawdzenie działania rubidowego zegara satelity oraz charakterystyki orbity.

Następny satelita, GIOVE-B (GSTB-V2/B), który został wystrzelony 27 kwietnia 2008, miał na pokładzie drugi zegar, oparty na maserze wodorowym i ulepszone urządzenia nadawcze. Satelita ma wymiary ok. 2,4 × 1 x 1 m i masę 700 kg.

Pełna lista satelitów[edytuj]

# Satelita Numer[20]
(imię)[21]
Data
startu (UTC)
Miejsce
startu
Rakieta nośna Nr
lotu
PRN
[22][23]
Slot
[22][23]
Stan[22] Uwagi
1 GIOVE-A GSAT0001 2005-12-28
05:19
Bajkonur 31/6 Sojuz-FG/
Fregat
P15000-015 Test Test Wyłączony
30 czerwca 2012
Technologiczny.
2 GIOVE-B GSAT0002 2008-04-26
22:16
Bajkonur 31/6 Sojuz-FG/
Fregat
P15000-016 Test Test Wyłączony
23 lipca 2012
Technologiczny
3 Galileo-IOV PFM GSAT0101
(Belgia  Thijs)
2011-10-21
10:30
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-01 E11 B05 W użyciu Używany do weryfikacji sygnału[24].
4 Galileo-IOV FM2 GSAT0102
(Bułgaria Natalia)
2011-10-21
10:30
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-01 E12 B06 W użyciu Używany do weryfikacji sygnału[24].
5 Galileo-IOV FM3 GSAT0103
(Czechy David)
2012-10-12
18:15
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-03 E19 C04 W użyciu Używany do weryfikacji sygnału[24].
6 Galileo-IOV FM4 GSAT0104
(Dania Sif)
2012-10-12
18:15
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-03 E20 C05 Niedostępny Problemy z zasilaniem już 27 maja 2014 doprowadziły do całkowitej utraty transmisji sygnałów E5 i E6, brak również E1 .[23][25]
7 Galileo-FOC FM1 GSAT0201
(Niemcy Doresa)
2014-08-22
12:27
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-09 E18 Ext01 Wyłącznie do testów Wystrzelony na niewłaściwą orbitę; przesunięty w grudniu 2014.[26]
8 Galileo-FOC FM2 GSAT0202
(Estonia Milena)
2014-08-22
12:27
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-09 E14 Ext02 Wyłącznie do testów Wystrzelony na niewłaściwą orbitę; przesunięty w marcu 2015.[27]
9 Galileo-FOC FM3 GSAT0203
(Irlandia Adam)
2015-03-27
21:46
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-11 E26 B08 W użyciu Dostępny od 2015-12-03[22]
10 Galileo-FOC FM4 GSAT0204
(Grecja Anastasia)
2015-03-27
21:46
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-11 E22 B03 W użyciu Dostępny od 2015-12-04[22]
11 Galileo-FOC FM5 GSAT0205
(Hiszpania Alba)
2015-09-11
02:08
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-12 E24 A08 W użyciu Dostępny od 2016-01-28[28]
12 Galileo-FOC FM6 GSAT0206
(Francja Oriana)
2015-09-11
02:08
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-12 E30 A05 W użyciu Dostępny od 2016-01-28[29]
13 Galileo-FOC FM8 GSAT0208
(Cypr Andriana)
2015-12-17
11:51
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-13 E08 C07 W użyciu Dostępny od 2016-04-22[30]
14 Galileo-FOC FM9 GSAT0209
(Łotwa Liene)
2015-12-17
11:51
Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-13 E09 C02 W użyciu Dostępny od 2016-04-22[31]
15 Galileo-FOC FM10 GSAT0210
(Litwa Danielė)
2016-05-24 08:48 Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-15 E01 A02 W użyciu Dostępny od 2016-12-01[32]
16 Galileo-FOC FM11 GSAT0211
(Luksemburg Alizée)
2016-05-24 08:48 Kourou ELS Sojuz-STB/
Fregat-MT
VS-15 E02 A06 W użyciu Dostępny od 2016-12-01[33]
17 Galileo-FOC FM7 GSAT0207
(Włochy Antonianna)
2016-11-17 13:06 Kourou ELA-3 Ariane 5ES VA-233 E07 C06 Dopuszczany do użytku Wystrzelony z wykorzystaniem zasobnika mieszczącego 4 satelity jednocześnie[34].
18 Galileo-FOC FM12 GSAT0212
(Węgry Lisa)
2016-11-17 13:06 Kourou ELA-3 Ariane 5ES VA-233 E03 C08 Dopuszczany do użytku
19 Galileo-FOC FM13 GSAT0213
(Malta Kimberley)
2016-11-17 13:06 Kourou ELA-3 Ariane 5ES VA-233 E04 C03 Dopuszczany do użytku
20 Galileo-FOC FM14 GSAT0214
(Holandia Tijmen)
2016-11-17 13:06 Kourou ELA-3 Ariane 5ES VA-233 E05 C01 Dopuszczany do użytku
Planowane starty
21 Galileo-FOC FM15 GSAT0215
(Austria Nicole)
2017-08 Kourou ELA-3 Ariane 5ES
22 Galileo-FOC FM16 GSAT0216
(Polska Zofia)
2017-08 Kourou ELA-3 Ariane 5ES
23 Galileo-FOC FM17 GSAT0217
(Portugalia Alexandre)
2017-08 Kourou ELA-3 Ariane 5ES
24 Galileo-FOC FM18 GSAT0218
(Rumunia Irina)
2017-08 Kourou ELA-3 Ariane 5ES
25 Galileo-FOC FM19 GSAT0219
(Słowenia Tara)
2018 III kwartał Kourou ELA-3 Ariane 5ES
26 Galileo-FOC FM20 GSAT0220
(Słowacja Samuel)
2018 III kwartał Kourou ELA-3 Ariane 5ES
27 Galileo-FOC FM21 GSAT0221
(Finlandia Anna)
2018 III kwartał Kourou ELA-3 Ariane 5ES
28 Galileo-FOC FM22 GSAT0222
(Szwecja Ellen)
2018 III kwartał Kourou ELA-3 Ariane 5ES
29 Galileo-FOC FM23 GSAT0223
(Wielka Brytania Patrick)
2019+ do ustalenia
Cyt. za: Gunter's Space Page[35][36]

Segment naziemny[edytuj]

W jego skład będą wchodziły dwa niezależne segmenty: naziemny segment kontroli satelitów GCS (Ground Control System) mający kontrolować stan techniczny satelitów i uzupełniać braki w konfiguracji satelitów oraz naziemny system kontroli funkcjonowania całego systemu GMS (Galileo Mission System). W skład segmentu GCS wchodzi pięć stacji sterujących zapewniających ciągłą kontrolę i dwukierunkową łączność ze wszystkimi satelitami systemu. Segment GSS będzie zbudowany z kilkudziesięciu stacji śledzących GSS (Ground Sensor Station) rozmieszczonych na całym świecie, co pozwoli na nieustanną obserwację wszystkich satelitów[37]. Zgromadzone dane będą przekazywane do stacji kontrolnych GCC (Galileo Control Center), gdzie będą analizowane i na ich podstawie zostanie wygenerowana depesza nawigacyjna przekazywana do satelitów za pośrednictwem 10 stacji ULS (Up-Link Station).

Korzyści dla gospodarki[edytuj]

 Zobacz więcej w artykule Nawigacja satelitarna, w sekcji Zastosowanie nawigacji satelitarnej.

Systemy nawigacji satelitarnej są wykorzystywane w wielu dziedzinach gospodarki, w tym do monitoringu sieci energetycznych, logistyce, zarządzaniu ruchem lotniczym czy ratownictwie. Szacuje się, że 6-7% europejskiego PKB zależy od zastosowań nawigacji satelitarnej. Rynek samych technologii satelitarnych wart jest 124 miliardy euro. Dzięki systemowi Galileo, do 2020 roku ma wzrosnąć do 250 miliardów euro[38].

Zobacz też[edytuj]

Przypisy

  1. Galileo begins serving the globe (ang.). Europejska Agencja Kosmiczna, 2016-12-05.
  2. Europejski system nawigacji satelitarnej Galileo wystartuje już jutro, „Komputer Świat” [dostęp 2016-12-14].
  3. a b RMFR. FM. RMFR., Galileo już zlokalizowany. Od jutra oficjalnie działa [dostęp 2016-12-15].
  4. Sławomir Kosieliński: Orientuj się na kosmos. Computerworld, 2006.
  5. Galileo ma duże problemy. IDG, 2007.
  6. Europejski Trybunał Obrachunkowy kwestionuje projekt Galileo. Heise, 3 lipca 2009.
  7. Special Report on the management of the Galileo programme's development and validation phase. Trybunał Obrachunkowy.
  8. Koniec konfliktu między Compassem i Galileo? – Geoforum, 25 sierpnia 2009 r.
  9. Komisja Europejska tnie zamówienia na Galileo – Geoforum, 20 października 2009 r.
  10. Galileo wciąż uziemiony. Computerworld, 2010.
  11. První družice systému Galileo jsou na oběžné dráze. Zbývá jen krok. iDNES, 21 października 2011.
  12. Keeping up the Arianespace launcher family pace: Soyuz orbits two Galileo satellites. Arianespace, 12 października 2012.
  13. PAP: Europejska Agencja Kosmiczna wystrzeliła kolejne satelity systemu Galileo (pol.). Nauka w Polsce (PAP), 2012-10-16. [dostęp 2015-09-15].
  14. Krzysztof Kanawka: Nieudany start satelitów Galileo FOC-1 i FOC-2 (pol.). Kosmonauta.net, 2014-08-23. [dostęp 2014-08-25].
  15. Krzysztof Czart: Kolejne dwa satelity systemu Galileo na orbicie (pol.). [dostęp 2015-09-15].
  16. JK: Już 10 satelitów Galileo na orbicie. geoforum.pl, 11 września 2015. [dostęp 2015-09-15].
  17. Krzysztof Kanawka: Galileo FOC-5 i FOC-6 na orbicie (pol.). Kosmonauta.net, 2015-09-11. [dostęp 2015-09-15].
  18. Testing of Galileo satellite navigation system can begin. europa.eu, 13 października 2012.
  19. a b What is Galileo? (ang.). ESA. [dostęp 2016-12-18].
  20. Orbital and Technical Parameters. European GNSS Service Centre, 2015-06-01. [dostęp 2015-07-29].
  21. The history of Galileo. [dostęp 2016-12-23]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-12-23)].
  22. a b c d e Constellation Information - European GNSS Service Centre. European GNSS Service Centre, 24 września 2015. [dostęp 24 września 2015].
  23. a b c The Almanac: GPS World. GPS World, styczeń 2015. [dostęp 14 stycznia 2015].
  24. a b c Galileo IOV Factsheet. ESA, 2013-02-15. [dostęp 2015-07-29].
  25. Notice Advisory to Galileo Users (NAGU) 2014014. European GNSS Service Centre, 2014-05-2. [dostęp 2015-09-14].  Cytat: "Galileo Satellite GSAT0104 (all signals) is unavailable since 2014-05-27 beginning 12:30 UTC until further notice."
  26. Galileo satellite recovered and transmitting navigation signals. ESA, 2014-12-03. [dostęp 8 grudnia 2014].
  27. Sixth Galileo Satellite reaches corrected orbit. ESA, 2015-03-13. [dostęp 14 marca 2015].
  28. Notice advisory to Galileo users (NAGU) 2016002. GSA. [dostęp 2016-01-30].
  29. Notice advisory to Galileo users (NAGU) 2016001. GSA. [dostęp 2016-01-30].
  30. NOTICE ADVISORY TO GALILEO USERS (NAGU). www.gsc-europa.eu. [dostęp 2016-04-27].
  31. NOTICE ADVISORY TO GALILEO USERS (NAGU). www.gsc-europa.eu. [dostęp 2016-04-27].
  32. NOTICE ADVISORY TO GALILEO USERS (NAGU) 2016055 | European GNSS Service Centre. www.gsc-europa.eu. [dostęp 2016-12-06].
  33. NOTICE ADVISORY TO GALILEO USERS (NAGU) 2016056 | European GNSS Service Centre. www.gsc-europa.eu. [dostęp 2016-12-06].
  34. Ariane 5: Accommodating Galileo. myinternalreferral.com, 17 maja 2014. [dostęp 23 lipca 2015].  Cytat: "First of all, we are having to design a new dispenser to accommodate the four satellites in the best way possible, optimising the way the loads transmitted by the launcher are filtered out," explains Marie-Paule Gense, head of development programmes for the Ariane 5 ECA and ES versions at Les Mureaux. "Nothing similar exists in this configuration."
  35. Gunter Dirk Krebs: Galileo-IOV PFM, FM2, FM3, FM4. Gunter's Space Page, 2014-07-31. [dostęp 2015-07-29].
  36. Gunter Dirk Krebs: Galileo 5, ..., 26 (Galileo-FOC FM1, ..., FM22). Gunter's Space Page, 2015-03-27. [dostęp 2015-07-29].
  37. The PRS Secure EU satellite navigation for government use. Komisja Europejska.
  38. Galileo will boost economy and make life of citizens easier. europa.eu, 21 października 2011.

Linki zewnętrzne[edytuj]