Galileo (műholdas navigáció) - Galileo (satellite navigation)

Galilei
Galileo logo.svg

Származási ország (ok) Európai Únió
Üzemeltető (k) EUSPA , ESA
típus Polgári , kereskedelmi
Állapot Kezdeti szolgáltatások
Lefedettség Globális
Pontosság 1 méter (nyilvános)
1 cm (titkosítva)
Csillagkép mérete
Összes műhold 30
Műholdak pályán 24 használható, 2 nem elérhető és 2 nyugdíjas (2020.12.12.)
Első indítás 2011
Összes indítás 28
Orbitális jellemzők
Rendszer (ek) 3 × MEO repülőgépek
Orbitális magasság 23 222 kilométer (14 429 mérföld)
Egyéb részletek
Költség 10 milliárd euró

A Galileo egy globális navigációs műholdrendszer (GNSS), amely 2016 -ban lépett életbe, és amelyet az Európai Unió hozott létre az Európai Űrügynökségen (ESA) keresztül, és amelyet az Európai Unió Űrprogram Ügynöksége (EUSPA) üzemeltet, amelynek székhelye Prága , Csehország. , két földi műveleti központtal Fucinóban , Olaszországban és Oberpfaffenhofenben , Németországban . A 10 milliárd eurós projekt Galileo Galilei olasz csillagászról kapta a nevét . A Galileo egyik célja egy független, nagy pontosságú helymeghatározó rendszer biztosítása, így az európai nemzeteknek nem kell támaszkodniuk az amerikai GPS -re vagy az orosz GLONASS- rendszerekre, amelyeket a szolgáltatóik bármikor letilthatnak vagy ronthatnak. Az alapvető (alacsonyabb pontosságú) Galileo-szolgáltatások használata ingyenes és mindenki számára elérhető. A nagyobb pontosságú képességek ingyenesen elérhetők lesznek. A Galileo célja vízszintes és függőleges helyzetmérések biztosítása 1 méteres pontosságon belül, és jobb pozicionálási szolgáltatások magasabb szélességeken, mint más pozicionáló rendszerek. A Galileo új globális keresési és mentési (SAR) funkciót is kínál a MEOSAR rendszer részeként .

Az első Galileo teszt műholdat, a GIOVE-A -t 2005. december 28-án bocsátották fel, míg az első műholdat , amely az operációs rendszer része, 2011. október 21-én bocsátották fel. 2018 júliusáig a tervezett 30 aktív műholdból 26 (tartalékokkal együtt) pályán voltak. A Galileo 2016. december 15 -én kezdte meg a korai műveleti képesség (EOC) kínálatát, gyenge jelzéssel biztosítva a kezdeti szolgáltatásokat, és várhatóan 2020 -ban éri el a teljes működési képességet (FOC). A teljes Galileo -konstelláció 24 aktív műholdból áll majd, ami várhatóan Várhatóan a műholdak következő generációja 2025 után kezd működésbe lépni, hogy lecserélje a régebbi berendezéseket, amelyeket aztán fel lehet használni biztonsági mentésre.

2020 elejére 26 felbocsátott műhold volt a csillagképben: 22 használható állapotban (azaz a műhold működik és hozzájárul a szolgáltatásnyújtáshoz), két műhold "tesztelés alatt", további kettő pedig nem áll a felhasználók rendelkezésére. A 22 aktív műhold közül három az IOV (In-Orbit Validation) és 19 a FOC típusból származik. Két teszt FOC műhold kering a Föld körül rendkívül excentrikus pályákon, amelyek iránya megváltozik a többi Galileo pályasíkhoz képest. A Galileo rendszer nagyobb pontossággal rendelkezik, mint a GPS , kevesebb mint egy méteres pontossággal sugárzott efemerisz (GPS: három méter) használatakor, és térben jelző hiba (SISRE) 1,6 cm (GPS: 2,3 cm, GLONASS és BeiDou: 4–6 cm), ha valós idejű korrekciót használ a műhold pályáin és óráin.

Történelem

A Galileo rendszer központja Prágában

Fő célkitűzések

1999 -ben az ESA három fő közreműködőjének (Németország, Franciaország és Olaszország) Galileo -val kapcsolatos különböző elképzeléseit összehasonlították, és mindhárom ország mérnökeinek közös csapata egyre redukálta. A Galileo program első szakaszáról 2003. május 26 -án hivatalosan megállapodtak az Európai Unió és az Európai Űrügynökség . A rendszer elsősorban polgári használatra készült, ellentétben az Egyesült Államok ( GPS ), Oroszország ( GLONASS ) és Kína ( BeiDou ) katonai célú rendszereivel . Az európai rendszert csak extrém körülmények között (például fegyveres konfliktus esetén) lehet katonai célból leállítani. A Galileo -projekthez leginkább Olaszország és Németország járul hozzá .

Finanszírozás

Az Európai Bizottságnak bizonyos nehézségei adódtak a projekt következő szakaszának finanszírozásával, miután 2001 novemberében több, állítólag "éves" értékesítési előrejelzési grafikon került nyilvánosságra, mint "kumulatív" előrejelzés, amely minden egyes előre jelzett évre kiterjedt az összes korábbi értékesítési évre. A figyelem, amelyet az értékesítési előrejelzések több milliárd eurós növekvő hibájára hívtak fel, a bizottságban és másutt is általános tudatosságot eredményezett, hogy valószínűtlen, hogy a program meghozza a befektetők megtérülését , amelyet korábban a befektetőknek és a döntéshozóknak javasoltak. 2002. január 17 -én a projekt szóvivője kijelentette, hogy az amerikai nyomás és a gazdasági nehézségek következtében "a Galileo majdnem meghalt".

Néhány hónappal később azonban a helyzet drámaian megváltozott. Az Európai Unió tagállamai úgy ítélték meg, hogy fontos egy műholdas alapú helymeghatározó és időzítő infrastruktúra, amelyet az Egyesült Államok nem tudna könnyen kikapcsolni politikai konfliktusok idején.

Az Európai Unió és az Európai Űrügynökség 2002 márciusában megállapodtak a projekt finanszírozásában, a 2003 -as felülvizsgálatig (amely 2003. május 26 -án fejeződött be). A 2005 -ben záruló időszak kezdeti költsége 1,1 milliárd euróra becsülhető. A szükséges műholdakat (a tervezett szám 30) 2011 és 2014 között kellett felbocsátani, a rendszer üzembe helyezése és 2019 óta polgári ellenőrzés alatt áll. A végső költség 3 milliárd euróra becsülhető, beleértve a Földön épített infrastruktúrát 2006-ban és 2007-ben. A terv az volt, hogy a magánvállalatok és a befektetők a megvalósítás költségeinek legalább kétharmadát fektessék be, az EU és az ESA pedig felosztja a fennmaradó költségeket. Az alap nyílt szolgáltatás díjmentesen elérhető lesz mindenki számára, aki rendelkezik Galileo-kompatibilis vevőegységgel , és eredetileg tervezett költséggel elérhető volt a titkosított, nagyobb sávszélességű, precíziós kereskedelmi szolgáltatás , de 2018 februárjában a nagy pontosságú szolgáltatás (HAS) ( pontos pontpozicionálási adatok megadása az E6 frekvencián) megállapodtak abban, hogy szabadon hozzáférhetővé teszik, és a hitelesítési szolgáltatás kereskedelmi marad. 2011 elejére a projekt költségei 50% -kal haladták meg a kezdeti becsléseket.

Feszültség az Egyesült Államokkal

December 2001 levele amerikai helyettes védelmi miniszter Paul Wolfowitz a miniszterek az EU kimondja , rámutatva az esetleges kompatibilitási problémák.

A Galileo egy uniós polgári GNSS, amely minden felhasználó számára hozzáférést biztosít. Kezdetben a GPS a legmagasabb minőségű jelet fenntartotta katonai használatra, és a polgári használatra rendelkezésre álló jel szándékosan romlott ( szelektív rendelkezésre állás ). Ez megváltozott, amikor Bill Clinton elnök 1996 -ban aláírta az irányelvvel kapcsolatos irányelvet a szelektív elérhetőség kikapcsolásáról. 2000 májusa óta ugyanazt a pontossági jelet kapták mind a civilek, mind a katonaság.

Mivel a Galileo -t a lehető legnagyobb (a GPS -nél nagyobb) pontosság biztosítására tervezték, az Egyesült Államok aggódott amiatt, hogy az ellenség a Galileo jeleit felhasználhatja az Egyesült Államok és szövetségesei elleni katonai csapásokban (egyes fegyverek, például rakéták GNSS -t használnak útmutatásként). A Galileo számára eredetileg választott frekvencia lehetetlenné tette volna az Egyesült Államok számára, hogy blokkolja a Galileo jeleit anélkül, hogy a saját GPS jeleit is zavarná. Az USA nem akarta elveszíteni GNSS -képességét a GPS segítségével, miközben megtagadta az ellenségektől a GNSS használatát. Egyes amerikai tisztviselők különösen aggódni kezdtek, amikor a Galilei iránti kínai érdeklődésről beszámoltak.

Egy névtelen uniós tisztviselő azt állította, hogy az amerikai tisztviselők azt sugallták, hogy fontolóra vehetik a Galileo -műholdak lelövését egy olyan nagy konfliktus esetén, amelyben a Galileót az amerikai erők elleni támadások során használták fel. Az EU álláspontja szerint a Galileo egy semleges technológia, amely minden ország és mindenki számára elérhető. Az EU tisztviselői először nem akarták megváltoztatni a Galileo -val kapcsolatos eredeti terveiket, de azóta elérték azt a kompromisszumot, hogy a Galileo különböző frekvenciákat használ. Ez lehetővé teszi bármely GNSS blokkolását vagy elakadását anélkül, hogy befolyásolná a másikat.

GPS és Galileo

A GPS , a GLONASS , a Galileo , a BeiDou-2 és az Iridium csillagképek, a Nemzetközi Űrállomás , a Hubble űrtávcső és a geostacionárius pálya (és annak temetői pályája ) pályaméret- összehasonlítása a Van Allen sugárzási övekkel és a Földdel méretarányosan.
A Hold pályája körülbelül kilencszer akkora, mint a geostacionárius pálya. (Az SVG fájlban húzza az egeret a pálya vagy annak címkéje fölé, hogy kiemelje; kattintson a cikk betöltéséhez.)

A Galileo független rendszerként való kifejlesztésének egyik oka az volt, hogy a GPS -ből származó pozícióinformációk jelentősen pontatlanokká válhatnak az egyetemes szelektív elérhetőség (SA) amerikai hadsereg szándékos alkalmazásával . A GPS -t világszerte széles körben használják polgári alkalmazásokhoz; A Galileo támogatói azzal érveltek, hogy a polgári infrastruktúra, beleértve a repülőgépek navigációját és leszállását, ne támaszkodjon kizárólag egy ilyen sérülékenységű rendszerre.

2000. május 2 -án Bill Clinton , az Egyesült Államok elnöke letiltotta a szelektív elérhetőséget ; 2001 végén a GPS -t kezelő szervezet megerősítette, hogy soha többé nem kívánja engedélyezni a szelektív rendelkezésre állást. Bár a szelektív rendelkezésre állási képesség továbbra is fennáll, az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma 2007. szeptember 19 -én bejelentette, hogy az újabb GPS -műholdak nem képesek a szelektív rendelkezésre állás megvalósítására; a 2009 -ben indított Block IIF műholdak hulláma és az összes későbbi GPS -műhold kijelentette, hogy nem támogatják a szelektív rendelkezésre állást. Amint a régi műholdakat kicserélik a GPS Block III programban, a szelektív elérhetőség megszűnik. A modernizációs program olyan szabványosított funkciókat is tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a GPS III és a Galileo rendszerek együttműködését, lehetővé téve a vevőkészülékek fejlesztését a GPS és a Galileo együttes felhasználásával, még pontosabb GNSS létrehozása érdekében.

Együttműködés az Egyesült Államokkal

2004 júniusában az Egyesült Államokkal aláírt megállapodásban az Európai Unió beleegyezett abba, hogy áttér a bináris ofszethordozó moduláció 1.1 -re vagy a BOC -ra (1,1), lehetővé téve a GPS és a Galileo együttélését, valamint a jövőbeni kombinált használatot. mindkét rendszer. Az Európai Unió egyetértett abban is, hogy foglalkozzon "a szövetséges és az amerikai nemzetbiztonsági képességek védelmével kapcsolatos kölcsönös aggályokkal".

Az első kísérleti műholdak: GIOVE-A és GIOVE-B

Az első kísérleti műholdat, a GIOVE-A -t 2005 decemberében bocsátották fel, majd 2008 áprilisában felbocsátották a második teszt műholdat, a GIOVE-B -t. . 2007. november 30 -án az érintett 27 uniós közlekedési miniszter megállapodtak abban, hogy a Galileo -nak 2013 -ra működőképesnek kell lennie, de a későbbi sajtóközlemények szerint 2014 -re halasztották.

Ismét finanszírozás, kormányzási kérdések

2006 közepén a köz- és magánszféra partnersége szétesett, és az Európai Bizottság úgy döntött, hogy államosítja a Galileo programot.

2007 elején az EU -nak még nem kellett eldöntenie, hogy hogyan fizeti ki a rendszert, és a projekt állítólag "mély válságban" van, mivel több állami forrás hiányzik. Wolfgang Tiefensee német közlekedési miniszter különösen kételkedett abban, hogy a konzorcium képes -e befejezni a harcot abban az időben, amikor csak egy tesztágyas műholdat sikerült felbocsátani.

Noha a döntés még várat magára, 2007. július 13 -án az EU országai megbeszélték, hogy 548 millió eurót (755 millió dollárt, 370 millió fontot) csökkentenek az unió következő évi versenyképességi költségvetéséből, és ezen források egy részét átcsoportosítják a finanszírozás más részeire pot, ez a lépés fedezi az unió Galileo műholdas navigációs rendszerének költségeinek egy részét. Az európai uniós kutatási és fejlesztési projekteket selejtezni lehet a finanszírozási hiány leküzdése érdekében.

2007 novemberében megállapodtak abban, hogy az uniós mezőgazdasági és igazgatási költségvetésből átcsoportosítják a pénzeszközöket, és enyhítik a pályázati eljárást, hogy több uniós vállalatot is meghívhassanak.

2008 áprilisában az EU közlekedési miniszterei jóváhagyták a Galileo végrehajtási rendeletet. Ez lehetővé tette a 3,4 milliárd euró felszabadítását az EU mezőgazdasági és igazgatási költségvetéséből, hogy lehetővé tegye a földi állomás és a műholdak építésének megkezdésére irányuló szerződések kiadását.

2009 júniusában az Európai Számvevőszék jelentést tett közzé, rámutatva az irányítási kérdésekre, a jelentős késésekre és a költségvetés túllépésére, amelyek a projektek 2007 -es leállásához vezettek, ami további késésekhez és kudarcokhoz vezetett.

2009 októberében az Európai Bizottság 28 -ról 22 -re csökkentette a véglegesen tervezett műholdak számát, és a tervek szerint a fennmaradó hatat később rendelik meg. Azt is bejelentette, hogy az első OS, PRS és SoL jel 2013 -ban lesz elérhető, a CS és SOL pedig valamivel később. A 2006–2013 közötti időszakra vonatkozó 3,4 milliárd eurós költségvetést elégtelennek tartották. 2010-ben az Open Europe agytröszt 22,2 milliárd euróra becsülte a Galileo teljes költségét a kezdetektől a befejezést követő 20 évig, amelyet teljes egészében az adófizetők viselnek. A 2000 -ben készített eredeti becslések szerint ez a költség 7,7 milliárd euró lett volna, 2,6 milliárd eurót az adófizetők, a többit pedig magánbefektetők álltak.

2009 novemberében a Galileo földi állomását felavatták Kourou ( Francia Guyana ) közelében . Az első négy pályán belüli validációs (IOV) műhold felbocsátását 2011 második felére tervezték, a teljes működési képességű (FOC) műholdak pedig 2012 végén kezdődtek.

2010 márciusában igazolták, hogy a Galileo költségvetése 2014 -ig csak a 4 IOV és 14 FOC műhold biztosítására áll rendelkezésre, és akkor nem volt forrás arra, hogy a konstellációt e 60% -os kapacitás fölé vigyék. Paul Verhoef, az Európai Bizottság műholdas navigációs programmenedzsere jelezte, hogy ennek a korlátozott finanszírozásnak súlyos következményei lennének, amikor egy ponton megjegyezte: "Ha ötletet szeretne adni, az azt jelentené, hogy az év három hetében nem lesz műholdas navigáció" a javasolt 18 járműből álló konstellációra hivatkozva.

2010 júliusában az Európai Bizottság a projekt további késedelmeit és többletköltségeit 1,5–1,7 milliárd euróra becsülte, és a becsült befejezési dátumot 2018 -ra tette. millió évente. További 1,9 milliárd eurót terveztek költeni a rendszer 30 műhold (27 működő + 3 aktív tartalék) teljes körű feltöltésére.

2010 decemberében az EU miniszterei Brüsszelben a Cseh Köztársaságban található Prágát szavazták meg a Galileo projekt központjának.

2011 januárjában az infrastruktúra költségeit 2020 -ig 5,3 milliárd euróra becsülték. Ugyanebben a hónapban a Wikileaks felfedte, hogy Berry Smutny, az OHB-System német műholdas vállalat vezérigazgatója azt mondta, hogy a Galileo "ostoba ötlet, amely elsősorban a francia érdekeket szolgálja". A BBC 2011 -ben megtudta, hogy 500 millió euró (440 millió font) válik elérhetővé az extra vásárláshoz, így a Galileo néhány éven belül 18 működő műholdról 24 -re kerül.

A Galileo 2011. október 21 -én elindult egy Szojuz rakétán.

Az első két Galileo pályán belüli Validation műholdat a Soyuz ST-B indította el a Center Spatial Guyanais -ból 2011. október 21-én, a fennmaradó kettőt pedig 2012. október 12-én. korlátozott használhatóság a navigációban.

Huszonkét további, teljes működési képességgel rendelkező (FOC) műhold került sorrendbe 2018. január 1-jén. Az első négy műholdpár 2014. augusztus 22-én, 2015. március 27-én, 2015. szeptember 11-én és 2015. december 17-én indult útjára.

Órahibák

2017 januárjában a hírügynökségek arról számoltak be, hogy hat passzív hidrogénmaszk (PHM) és három rubídium atomóra (RAFS) meghibásodott. A teljes működőképességű műholdak közül négy legalább egy órát veszített; de egyetlen műhold sem vesztett kettőnél többet. A műveletet ez nem érintette, mivel minden műhold négy órával (2 PHM és 2 RAFS) indul. A rendszerhiba lehetőségét mérlegelik. A SpectraTime , mindkét fedélzeti óra típus svájci gyártója, nem kívánt nyilatkozni. Az ESA szerint ipari partnereikkel a rubídium atomórák esetében arra a következtetésre jutottak, hogy néhány végrehajtott tesztelési és működési intézkedésre van szükség. Ezenkívül némi felújításra van szükség a még indítandó rubídium atomóráknál. A passzív hidrogénmaszerek működési intézkedéseit vizsgálják a meghibásodás kockázatának csökkentése érdekében. Kína és India ugyanazokat a SpectraTime-ba épített atomórákat használja műholdas navigációs rendszereiben. Az ESA felvette a kapcsolatot az Indiai Űrkutatási Szervezettel (ISRO), amely eredetileg arról számolt be, hogy nem tapasztalt hasonló hibákat. 2017. január végén azonban az indiai hírügynökségek arról számoltak be, hogy az IRNSS-1A műhold fedélzetén (2013 júliusában, 10 éves várható élettartammal) mindhárom óra meghibásodott, és hogy a második félidőben fel kell bocsátani egy műholdat. 2017: ezeket az atomórákat állítólag négymillió eurós megállapodás keretében szállították.

2017 júliusában az Európai Bizottság arról számolt be, hogy azonosították a meghibásodások fő okait, és intézkedéseket hoztak annak érdekében, hogy csökkentsék a már az űrben lévő műholdak további meghibásodásának lehetőségét. Európai források szerint az ESA intézkedéseket tett mindkét azonosított problémakör kijavítására, egy hibás alkatrész kicserélésével, amely rövidzárlatot okozhat a rubídium órákban, és javíthatja a passzív hidrogénmaser órákat, valamint a még indítandó műholdakon.

Kiesések

2019

2019. július 11 -től július 18 -ig az egész csillagkép "megmagyarázhatatlan" jelkimaradást tapasztalt, és minden aktív műhold "NEM HASZNÁLHATÓ" állapotot mutatott a Galileo állapotoldalán. Az incidens oka a Galileo földi infrastruktúrájának berendezéshibája volt, amely befolyásolta az idő és a pálya előrejelzésének kiszámítását.

2020

2020. december 14-én, 0: 00-kor (UTC) a Galileo a teljes rendszerre kiterjedő, 6 órán át tartó teljesítményromlást tapasztalt. Azok a GNSS -vevők, amelyek figyelmen kívül hagyják a „marginális” állapotjelzőt a Galileo -adatokban, akár 80 km -es pszeudotávolságú hibát is tapasztalhattak. A probléma egy földi szegmens atomóra rendellenes viselkedésével volt kapcsolatos a rendszer időmeghatározó funkciójában.

Nemzetközi részvétel

2003 szeptemberében Kína csatlakozott a Galileo projekthez. Kína volt befektetni € 230 millió (US $ 302 millió, 155 millió £, CNY 2340000000) a projektben a következő években.

2004 júliusában Izrael megállapodást írt alá az EU -val, hogy partner lesz a Galileo projektben.

2005. június 3 -án az Európai Unió és Ukrajna megállapodást írt alá Ukrajna csatlakozásáról a projekthez, amint azt egy sajtóközlemény is megjegyzi. 2005 novemberétől Marokkó is csatlakozott a programhoz.

2006 közepén a köz- és magánszféra partnersége szétesett, és az Európai Bizottság úgy döntött, hogy a Galileo-t uniós programként államosítja. 2006 novemberében Kína a BeiDou navigációs rendszer, az akkori regionális műholdas navigációs rendszer korszerűsítése mellett döntött . A döntést biztonsági aggályok és a Galileo finanszírozásával kapcsolatos problémák okozták.

2007. november 30 -án az Európai Unió 27 tagállama egyhangúlag egyetértett abban, hogy továbblép a projektben, és tervezi a németországi és olaszországi bázisokat. Spanyolország az első szavazás során nem hagyta jóvá, de még aznap jóváhagyta. Ez nagymértékben javította a Galileo-projekt életképességét: "Az EU végrehajtó hatósága korábban azt mondta, hogy ha 2008 januárjáig nem születik megállapodás, akkor a régóta problémás projekt lényegében meghal".

2009. április 3 -án Norvégia is csatlakozott a programhoz, és 68,9 millió eurót ígért fejlesztési költségekre, és lehetővé tette vállalatai számára, hogy pályázzanak az építési szerződésekre. Norvégia, bár nem tagja az EU -nak, az ESA tagja .

2013. december 18 -án Svájc együttműködési megállapodást írt alá a programban való teljes részvételről, és visszamenőleg 80 millió euróval járult hozzá a 2008–2013 közötti időszakhoz. Az ESA tagjaként már együttműködött a Galileo műholdak fejlesztésében, hozzájárulva a legmodernebb hidrogén-maser órákhoz. Svájc pénzügyi kötelezettségvállalását a 2014–2020 közötti időszakra a svájci uniós kutatási keretprogramban való részvételre alkalmazott általános képlet szerint kell kiszámítani .

2018 márciusában az Európai Bizottság bejelentette, hogy az Egyesült Királyságot az Európai Unióból (EU) való kilépése után kizárhatják a projekt egyes részeiből (különösen a biztonságos szolgáltatási PRS -hez kapcsolódóan). Ennek eredményeként az Airbus azt tervezi, hogy a földi irányítási szegmens (GCS) munkáját Portsmouth telephelyeiről egy uniós államba helyezi át . A hírek szerint brit tisztviselők jogi tanácsot kérnek arról, hogy vissza tudják -e kérni az Egyesült Királyság által befektetett 1,4 milliárd eurót az eddig elköltött 10 milliárd euróból. Az EU Biztonsági Tanulmányok Intézete konferenciáján elmondott beszédében a Brexit -tárgyalásokért felelős EU -főtárgyaló , Michel Barnier hangsúlyozta az EU álláspontját, miszerint az Egyesült Királyság úgy döntött, hogy kilép az EU -ból , és így az összes uniós programból, beleértve a Galileót is. 2018 augusztusában jelentették, hogy az Egyesült Királyság a Brexit után versenyző műholdas navigációs rendszer létrehozására törekszik. Theresa May brit miniszterelnök 2018 decemberében bejelentette, hogy az Egyesült Királyság már nem törekszik a beruházás visszafizetésére, Sam Gyimah tudományos miniszter pedig lemondott az ügyben.

Rendszer Leírás

Tér szegmens

A csillagkép láthatósága a Föld felszínéről

A tervek szerint 2012 -től a rendszer 15 műholdat működtet 2015 -ben, és 2020 -ban éri el teljes körű működését a következő specifikációkkal:

  • 30 pálya körüli űrhajó (24 teljes körű szolgáltatásban és 6 tartalék)
  • Keringési magasság: 23 222 km ( MEO )
  • 3 pályasík , 56,0 ° -os dőlésszög , emelkedő csomópontok 120,0 ° hosszúsággal elválasztva (8 működő műhold és 2 aktív tartalék orbitális síkonként)
  • Műhold élettartama:> 12 év
  • Műhold tömege: 675 kg
  • A műhold testének méretei: 2,7 × 1,2 × 1,1 méter
  • A napelemek fesztávolsága: 18,7 méter
  • A napelemek teljesítménye: 1,5 kW (az élettartam végén)
  • A navigációs antennák teljesítménye: 155–265 W

Földi szegmens

Galileo IOT L-sávos antenna az ESTRACK Redu Station állomáson

A rendszer pályáját és a jel pontosságát egy földi szegmens szabályozza, amely a következőkből áll:

Jelzések

A rendszer három jelet továbbít: E1 (1575,42 MHz), E5 (1191,795 MHz), amely E5a (1176,45 MHz) és E5b (1207,14 MHz), és E6 (1278,75 MHz):

Galileo FOC jelek
Paraméterek E1-I E1-Q E5a E5b E6-I E6-Q
Vivőfrekvencia, MHz 1575,42 1575,42 1176,45 1207,14 1278,75 1278,75
Moduláció CBOC (6,1,1/11) BOCcos (15,2,5) AltBOC (15,10) AltBOC (15,10) BPSK (5) BOCcos (10,5)

Szolgáltatások

A Galileo rendszernek négy fő szolgáltatása lesz:

Nyílt szolgáltatás (OS)
Ezt díjmentesen bárki használhatja, aki rendelkezik megfelelő tömegpiaci berendezésekkel; egyszerű időzítés és pozicionálás egy méterig (dupla frekvenciás vevő esetén, legjobb esetben).
Nagy pontosságú szolgáltatás (HAS; a korábbi Galileo kereskedelmi szolgáltatás újbóli hatálya miatt)
Pontosság egy centiméterig ingyenesen.
Nyilvánosan szabályozott szolgáltatás (PRS; titkosított)
Robusztusabbra tervezték, elakadásgátló mechanizmusokkal és megbízható problémafelismeréssel. Az engedélyezett kormányzati szervekre korlátozódik.
Keresési és mentési szolgálat (SAR)
A rendszer felveszi a vészjelző helyeket; lehetséges visszajelzést küldeni, pl. a segítség megerősítése úton van.

A korábbi Life of Life szolgáltatást újraprofilozzák, és valószínűleg a vevő feladata lesz a jel integritásának felmérése. (ARAIM: Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring)

Koncepció

A Space Passive Hydrogen Maser a Galileo műholdakon a fedélzeti időzítő rendszer főórája

Minden Galileo műholdas két mester passzív hidrogénmézer atomórák és két másodlagos rubídium atomórák amelyek függetlenek egy másik. Mivel a pontos és stabil űrminősítésű atomórák minden műholdas navigációs rendszer kritikus elemei, az alkalmazott négyszeres redundancia biztosítja a Galileo működését, ha a fedélzeti atomórák meghibásodnak az űrben. A fedélzeti passzív hidrogénmézer órák precizitás négyszer jobb, mint a fedélzeti rubídium atomóra és becslések szerint 1 másodperc per 3.000.000 év (időzítési hiba egy nanoszekundum vagy 1 milliárdod másodperc (10 -9 vagy 1 / 1000000000 másodperc) 30 centiméteres (12 hüvelyk) pozícióhibát jelent a Föld felszínén), és pontos időzítési jelet biztosít, amely lehetővé teszi a vevő számára, hogy kiszámítsa a jel eléréséhez szükséges időt. A Galileo műholdak úgy vannak konfigurálva, hogy egy hidrogénmaser órát futtassanak elsődleges módban, és egy rubídium órát forró biztonsági mentésként. Normál körülmények között a működő hidrogénmaser óra előállítja azt a referenciafrekvenciát, amelyből a navigációs jel generálódik. Ha a hidrogénmaser bármilyen problémával szembesül, azonnali átkapcsolás történik a rubídium órára. Az elsődleges hidrogénmaser meghibásodása esetén a másodlagos hidrogénmaszort a földi szegmens aktiválhatja, hogy néhány napon belül átvegye a redundáns rendszer részeként. Az órafigyelő és vezérlőegység biztosítja az interfészt a négy óra és a navigációs jelgenerátor (NSU) között. Átadja a jelet az aktív hidrogén mester órától az NSU -nak, és biztosítja azt is, hogy a főóra és az aktív tartalék által generált frekvenciák fázisban legyenek, így a tartalék azonnal átveheti az irányítást, ha a főóra meghibásodik. Az NSU információt a vevő pozíciójának kiszámítására használják a több műholdról érkező jelek közötti különbség trilatálásával .

A fedélzeti passzív hidrogénmaser és rubídium órák nagyon stabilak néhány óra alatt. Ha azonban korlátlan ideig futnának, időbeosztásuk eltolódna, ezért rendszeresen szinkronizálni kell őket a még stabilabb földi referenciaórák hálózatával. Ide tartoznak az aktív hidrogén maser órák és a cézium frekvencia szabványon alapuló órák , amelyek sokkal jobb közép- és hosszú távú stabilitást mutatnak, mint a rubidium vagy passzív hidrogén maser órák. Ezeket a földi órákat a Fucino és Oberpfaffenhofen Galileo vezérlőközpontok párhuzamosan működő precíz időzítési létesítményeiben gyűjtik össze. A földi órák a Galileo System Time (GST), a Galileo rendszer szabványának nevezett, világméretű időreferenciát is generálnak, és rendszeresen összehasonlítják az UTC, az európai frekvencia- és időlaboratóriumok UTC (k) helyi megvalósításával.

A globális műholdas navigációs rendszerek fogalmával kapcsolatos további információkért lásd a GNSS és a GNSS helymeghatározás számítását .

Európai GNSS Szolgáltató Központ

Az Európai GNSS Szolgáltató Központ a Galileo felhasználói segítségnyújtási pontja.

A Madridban található Európai GNSS Szolgáltató Központ (GSC) a Galileo szerves része, és egységes interfészt biztosít a Galileo rendszer és a Galileo felhasználók között. A GSC közzéteszi a Galileo hivatalos dokumentációját, népszerűsíti a Galileo jelenlegi és jövőbeli szolgáltatásait világszerte, támogatja a szabványosítást és terjeszti a Galileo almanachokat, efemeriszeket és metaadatokat.

A GSC Felhasználói Helpdesk a Galileo felhasználói segítségnyújtási pontja. A GSC válaszol a lekérdezésekre és összegyűjti a Galileo felhasználóitól érkező eseményekről szóló értesítéseket. A helpdesk folyamatosan elérhető a Galileo világszerte minden felhasználója számára a Főtitkárság weboldalán.

A GSC frissített Galileo -konstelláció -státuszt biztosít, és tájékoztatást ad a tervezett és nem tervezett eseményekről a Galileo -felhasználók értesítői (NAGU) segítségével. A GSC közzéteszi a Galileo referenciadokumentációit és általános információkat a Galileo szolgáltatásokról, a jelek leírásáról és a Galileo teljesítményjelentéseiről.

Keresés és mentés

A Galileo új globális keresési és mentési (SAR) funkciót biztosít a MEOSAR rendszer részeként . A műholdakat transzponderrel látják el, amely vészjelzőket küld a vészjelzőkről a mentési koordinációs központnak , amely ezután mentési műveletet kezdeményez. Ezzel egyidejűleg a rendszer jeleket, a Return Link Message -t (RLM) küld a vészjelzőnek, és tájékoztatja őket, hogy helyzetüket észlelték, és a segítség már úton van. Ez utóbbi szolgáltatás új, és jelentős frissítésnek számít a meglévő Cospas-Sarsat rendszerhez képest , amely nem ad visszajelzést a felhasználónak. A 2014 februári tesztek azt mutatták, hogy a Galileo keresési és mentési funkciója esetében, amely a meglévő Nemzetközi Cospas-Sarsat Program részeként működik, a szimulált vészhelyzetek 77% -a 2 km-en belül, 95% -a pedig 5 km-en belül határozható meg.

A Galileo Return Link Service (RLS), amely lehetővé teszi a csillagképen keresztül érkezett vészhelyzeti üzenetek nyugtázását, 2020 januárjában lépett életbe.

csillagkép

A műholdak összefoglalója 2021. január 21 -én
Blokk Indítási
időszak
Műholdak indítása Működésben
és egészségesen
Teljes siker Kudarc Tervezett
GIOVE 2005–2008 2 0 0 0
IOV 2011–2012 4 0 0 3
FOC 2014 -től 20 2 12 19
G2G 2024 -től 0 0 12 0
Teljes 26 2 24 22

Galileo műholdas tesztágyak: GIOVE

A GIOVE-A- t 2005. december 28-án sikeresen elindították.

2004-ben a Galileo System Test Bed Version 1 (GSTB-V1) projekt validálta a földi algoritmusokat a pálya meghatározására és az idő szinkronizálására (OD&TS). Ez a projekt, amelyet az ESA és az Európai Műholdas Navigációs Iparágak vezetnek , alapvető ismeretekkel látta el az iparágat a Galileo helymeghatározó rendszer küldetési szegmensének fejlesztéséhez.

Egy harmadik műhold, a GIOVE-A2 , eredetileg tervezett által épített SSTL indítását a 2008 második felében építése GIOVE-A2 miatt szûnt sikeres bevezetése és a keringési pálya üzemeltetése GIOVE-B .

Az Európai Műholdas Navigációs Iparágak által működtetett GIOVE Mission szegmens a GIOVE-A/B műholdak felhasználásával valós adatokon alapuló kísérleti eredményeket szolgáltatott, amelyeket a tesztágyakból következő IOV műholdak kockázatcsökkentésére használnak fel. Az ESA megszervezte a földi állomások globális hálózatát, hogy összegyűjtse a GIOVE-A/B méréseit a GETR vevőkészülékek használatával a további szisztematikus vizsgálathoz. A GETR vevőket a Septentrio szállítja , valamint az első Galileo navigációs vevőkészülékeket, amelyekkel a rendszer működését a telepítés további szakaszaiban tesztelik. A GIOVE-A/B adatok elemzése megerősítette az összes Galileo-jel sikeres működését a várt nyomkövetési teljesítménnyel.

Pályán belüli érvényesítési (IOV) műholdak

Ezeket a tesztágyas műholdakat négy IOV Galileo műhold követte, amelyek sokkal közelebb vannak a Galileo műhold végleges kialakításához. A keresési és mentési (SAR) funkció szintén telepítve van. Az első két műhold indult 2011. október 21 -tól Center Spatial Guyanais egy Szojuz hordozórakéta, a másik kettő október 12-én 2012. Ez lehetővé teszi a kulcsfontosságú validációs tesztek, mivel a föld alapú vevőegységek például az autókban és a telefonok kell „látni” legalább négy műholdat, hogy három dimenzióban kiszámíthassák helyzetüket. Ezt a 4 IOV Galileo műholdat az Astrium GmbH és a Thales Alenia Space készítette . 2013. március 12 -én az első javítást elvégezték a négy IOV műhold segítségével. Miután ez a pályán belüli érvényesítési (IOV) szakasz befejeződött, a fennmaradó műholdakat telepítik, hogy elérjék a teljes működési képességet.

Teljes működési képességű (FOC) műholdak

2010. január 7 -én bejelentették, hogy az első 14 FOC műhold építésére vonatkozó szerződést az OHB System és a Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) kapta . Tizennégy műhold épül 566 millió euróba (510 millió font; 811 millió USD). Az Arianespace 397 millió euró (358 millió font; 569 millió dollár) áron indítja el a műholdakat. Az Európai Bizottság azt is bejelentette, hogy a 85 millió euró összegű, az ESA által a Galileo rendszer integrálásához és validálásához szükséges ipari szolgáltatásokra vonatkozó rendszertámogatási szerződést a Thales Alenia Space nyerte el . A Thales Alenia Space alvállalkozásba adja az előadásokat az Astrium GmbH -nak , a biztonságot pedig a Thales Communications -nek .

2012 februárjában további nyolc műholdból álló megrendelést ítéltek oda az OHB Systems -nek 250 millió euróért (327 millió dollárért), miután az EADS Astrium ajánlatot túllépték. Így összesen 22 FOC műholdat érünk el.

2014. május 7 -én az első két FOC műhold landolt Guyanában a nyáron tervezett közös indításra. Eredetileg 2013 -ban tervezték a felbocsátást, a szerelés és a gyártósor összeszerelésével kapcsolatos problémák egy év késést okoztak a Galileo műholdak sorozatgyártásában. Ezt a két műholdat (Galileo GSAT-201 és GSAT-202 műhold) 2014. augusztus 22-én bocsátották fel. Ezeknek a műholdaknak a neve Doresa és Milena, akik korábban rajzversenyen nyert európai gyermekekről kaptak nevet. 2014. augusztus 23 -án az indítószolgáltató , az Arianespace bejelentette, hogy a VS09 -es járat rendellenességet tapasztalt, és a műholdakat rossz pályára fecskendezték. Elliptikus pályákon kötöttek ki, így nem tudták navigációra használni. Később azonban lehetőség nyílt rájuk egy fizikai kísérlet elvégzésére, így nem jelentettek teljes veszteséget.

A GSAT-203 és a GSAT-204 műholdakat 2015. március 27-én indították el sikeresen a Guyana Űrközpontból egy Szojuz négyfokozatú kilövő segítségével. Ugyanazt a Szojuz indítót és indítópadot használva sikeresen indították el a GSAT-205 (Alba) és a GSAT-206 (Oriana) műholdakat 2015. szeptember 11-én.

A GSAT-208 (Liene) és a GSAT-209 (Andriana) műholdakat 2015. december 17-én a Soyuz indító segítségével sikeresen elindították a francia Guyana állambeli Kourou-ból.

A GSAT-210 (Daniele) és a GSAT-211 (Alizée) műholdak 2016. május 24-én indultak.

Novembertől 2016 telepítését az elmúlt tizenkét műhold egy módosított Ariane 5 hordozórakéta nevű Ariane 5 ES képes forgalomba négy Galileo műholdak pályára per elindítását.

A GSAT-207 (Antonianna), GSAT-212 (Lisa), GSAT-213 (Kimberley), GSAT-214 (Tijmen) műholdakat 2016. november 17-én sikeresen elindították Kourou-ból (Francia Guyana) egy Ariane 5 ES-en.

2016. december 15 -én a Galileo elkezdte kínálni a kezdeti operatív képességet (NOB). A jelenleg kínált szolgáltatások a nyílt szolgáltatás, a nyilvánosan szabályozott szolgáltatás és a keresési és mentési szolgálat.

A GSAT-215 (Nicole), GSAT-216 (Zofia), GSAT-217 (Alexandre), GSAT-218 (Irina) műholdakat 2017. december 12-én sikeresen felbocsátották Kourou-ból (Francia Guyana) egy Ariane 5 ES-en.

A GSAT-219 (Tara), GSAT-220 (Samuel), GSAT-221 (Anna), GSAT-222 (Ellen) műholdakat 2018. július 25-én sikeresen felbocsátották Kourou-ból (Francia Guyana) egy Ariane 5 ES-en.

Második generációs (G2G) műholdak

2014 -től az ESA és ipari partnerei megkezdték a Galileo második generációs műholdjaival kapcsolatos tanulmányokat, amelyeket a 2020 -as évek végén indítanak el az EK -nak. Az egyik ötlet az elektromos meghajtás alkalmazása , amely kiküszöbölné az indítás során szükséges felső szakasz szükségességét, és lehetővé tenné, hogy egyetlen tételből származó műholdakat több pályasíkra helyezzenek be. Az új generációs műholdak várhatóan 2025 -re állnak rendelkezésre, és a meglévő hálózat bővítésére szolgálnak. 2021. január 20 -án az Európai Bizottság bejelentette, hogy 1,47 milliárd eurós szerződést ítélt oda a Thales Alenia Space és az Airbus Defense and Space hat Galileo második generációs műhold űrhajójáért. A Thales Alenia Space és az Airbus Defense and Space szerződéseinek 2021. január 29 -re tervezett aláírását az Európai Bíróság felfüggesztette az OHB SE, a vesztes ajánlattevő tiltakozását követően. Az OHB tiltakozása az Európai Bíróság Törvényszékén „üzleti titkok lopásával kapcsolatos állításokon” alapul, és a szerződés aláírásának felfüggesztését és a szerződés odaítélésének törlését kéri.

Alkalmazások és hatás

Tudományos projektek a Galileo segítségével

2006 júliusában az egyetemekből és kutatóintézetekből álló nemzetközi konzorcium tanulmányozni kezdte a Galileo csillagkép lehetséges alkalmazási lehetőségeit. Ez a GEO6 nevű projekt egy széles körű, az általános tudományos közösségre irányuló tanulmány, amelynek célja a Galileo új alkalmazásainak meghatározása és megvalósítása.

A Galileo közös vállalkozás által azonosított különböző GNSS -felhasználók közül a GEO6 projekt a Tudományos Felhasználói Közösséget (UC) címezi. A GEO6 projekt célja a GNSS jelek, különösen a Galileo tudományos UC -n belüli lehetséges újszerű alkalmazásainak előmozdítása.

Az AGILE projekt egy EU által finanszírozott projekt, amelynek célja a helyalapú szolgáltatások (LBS) műszaki és kereskedelmi vonatkozásainak tanulmányozása . Ez magában foglalja a Galileo (és az EGNOS) előnyeinek technikai elemzését, és tanulmányozza a Galileo hibridizációját más helymeghatározási technológiákkal (hálózati alapú, WLAN stb.). E projekteken belül néhány kísérleti prototípust is megvalósítottak és bemutattak.

A potenciális felhasználók száma, a Galileo üzemeltető társaság vagy koncessziós társaság (GOC) potenciális bevételei, a nemzetközi relevancia és az innováció szintje alapján a konzorcium kiválaszt egy prioritási kérelmet (PA), amelyet az időn belül kidolgoz. ugyanazon projekt kerete.

Ezek az alkalmazások segítenek növelni és optimalizálni az EGNOS- szolgáltatások használatát, valamint a Galileo Signal Test-Bed (GSTB-V2) és a Galileo (IOV) fázis kínálta lehetőségeket.

Minden Galileo műhold lézeres fényvisszaverő tömbökkel van felszerelve, amelyek lehetővé teszik, hogy nyomon lehessen követni őket a Nemzetközi Lézeres Ranging Szolgálat állomásain. A Galileo műholdakig terjedő műholdlézereket a műholdpályák érvényesítésére, a Föld forgási paramétereinek meghatározására, valamint a lézeres és mikrohullámú megfigyeléseket magában foglaló kombinált megoldásokra használják.

Vevők

A Samsung Galaxy S8+ okostelefonok Galileo és más GNSS jeleket fogadnak

Minden fő GNSS vevő chip támogatja a Galileót, és több száz végfelhasználói eszköz kompatibilis a Galileo-val. Az első, kétfrekvenciás GNSS-képes Android-eszközök, amelyek minden műholdról több rádiójelet követnek, a Galileo E1 és E5a frekvenciái, a Huawei Mate 20 vonal, a Xiaomi Mi 8 , a Xiaomi Mi 9 és a Xiaomi Mi MIX 3 voltak. . 2019 júliusában több mint 140 Galileo-kompatibilis okostelefon volt a piacon, amelyek közül 9 kettős frekvenciát engedélyezett. EU honlap. 2018. december 24 -én az Európai Bizottság megbízást adott az összes új okostelefonra a Galileo E112 támogatásának megvalósítására.

2018. április 1 -jétől minden Európában értékesített új járműnek támogatnia kell az eCall segélyhívó rendszert , amely automatikusan hívja a 112 -es számot, és baleset esetén továbbítja a Galileo helyadatait.

2018 végéig a Galileo -t nem engedélyezték az Egyesült Államokban való használatra, és így csak változóan dolgozott olyan eszközökön, amelyek Galileo -jeleket tudnak fogadni az Egyesült Államok területén belül. A Szövetségi Hírközlési Bizottság álláspontja az ügyben az volt (és továbbra is fennáll), hogy a nem GPS-rádiónavigációs műholdrendszerek (RNSS) vevőinek engedélyt kell adni az említett jelek fogadására. E követelmény alól való felmentést a Galileo vonatkozásában az EU kérte, és 2015 -ben benyújtotta, 2017. január 6 -án pedig nyilvános véleményt kértek az ügyben. 2018. november 15-én az FCC engedélyezte a kért mentességet, és kifejezetten lehetővé tette, hogy a nem szövetségi fogyasztói eszközök hozzáférjenek a Galileo E1 és E5 frekvenciákhoz. Azonban a legtöbb eszköz, beleértve az okostelefonokat is, operációs rendszer -frissítéseket vagy hasonló frissítéseket igényel, hogy lehetővé tegye a Galileo -jelek használatát az Egyesült Államokban.

Érmék

Osztrák 25 eurós európai műholdas navigációs emlékérme , hátul

Az európai műholdas navigációs projekt került kiválasztásra, mint a fő motívuma egy nagyon nagy értékű gyűjtők érme: az osztrák európai műholdas navigációs emlékérmét vert 2006. március 1 Az érme van egy ezüst gyűrű és arany színű nióbium »tabletta«. Fordítva a niobium rész a Föld körül keringő navigációs műholdakat ábrázolja. A gyűrű különböző közlekedési módokat mutat be, amelyekhez műholdas navigációt fejlesztettek ki: repülőgép, személygépkocsi, teherautó, vonat és konténerhajó.

Lásd még

Versenyző rendszerek

Egyéb

Megjegyzések

Hivatkozások

Bibliográfia

További irodalom

  • Psiaki, ML, "Blokk gyenge GPS -jelek megszerzése egy szoftvervevőben", Proceedings of ION GPS 2001, 14. Nemzetközi Műszaki Találkozó a Navigációs Intézet Műholdas Osztályán, Salt Lake City, Utah, 2001. szeptember 11-14. 2838–2850.
  • Bandemer, B., Denks, H., Hornbostel, A., Konovaltsev, A., "A Galileo SW vevők beszerzési módszereinek teljesítménye", European Journal of Navigation, 4. kötet, 3. szám, 17–19. 2006. július
  • Van Der Jagt, Culver W. Galileo: Az európai függetlenségi nyilatkozat  : értekezés (2002). HÍVÁS #JZ1254 .V36 2002, Leírás xxv, 850 p. : ill. ; 30 cm + 1 CD-ROM

Külső linkek