Ευρωπαϊκό Δορυφορικό Σύστημα Πλοήγησης Galileo

[PAVL-2]

Ευρωπαϊκό Δορυφορικό Σύστημα Πλοήγησης Galileo

Galileo ονομάζεται το ευρωπαϊκό σύστημα δορυφορικής ραδιοπλοήγησης και είναι το πρώτο δορυφορικό σύστημα εντοπισμού θέσης και πλοήγησης που σχεδιάστηκε για πολιτική χρήση. Δρομολογήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή και αναπτύχθηκε από κοινού με την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ΕΥΔ) με στόχο να προσφέρει στην Ευρωπαϊκή Ένωση τεχνολογική ανεξαρτησία από το αμερικανικό σύστημα GPS και το ρωσικό GLONASS. Οι υπηρεσίες που θα παρέχει αυτή η υποδομή θα καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα δραστηριοτήτων στην ευρωπαϊκή κοινωνία. Η διαθεσιμότητα υπηρεσιών πλοήγησης και χρονισμού ακριβείας θα έχουν σημαντικές συνέπειες σε πολλούς τομείς. Το Galileo οφείλει φυσικά το όνομα του στον σπουδαίο Ιταλό αστρονόμο Galileo Galilei (Πίζα 1564 - Αρσέτρι 1642) που ανακάλυψε τους 4 μεγαλύτερους δορυφόρους του Δία και θεωρείται ως ο πατέρας της σύγχρονης αστρονομίας. Η πρακτική αναγκαιότητα του συνοψίζεται σε μία και μόνο φράση: «Όπως δεν μπορούμε σήμερα να παραβλέπουμε τι ώρα είναι, έτσι και αύριο δεν θα μπορούμε να παραβλέπουμε το που ακριβώς βρισκόμαστε!»
Σύντομη περιγραφή

Το πρόγραμμα Galileo βασίζεται σε ένα συνολικό σύστημα 30 δορυφόρων τοποθετημένων τροχιά μέσου ύψους, περίπου 24.000χλμ., ώστε να καλύπτουν σε μόνιμη βάση το σύνολο σχεδόν της υδρογείου. Κάθε δορυφόρος είναι εφοδιασμένος µε ένα πολύ μεγάλης ακρίβειας ατομικό ρολόι μέτρησης του χρόνου και επιτρέπει τον εντοπισμό θέσης κάθε κινούμενου ή ακίνητου αντικειμένου µε ακρίβεια ενός μέτρου.

Τα σήματα ραδιοπλοήγησης εκπέμπονται από αυτούς τους δορυφόρους τους οποίους διαχειρίζονται επίγειοι σταθμοί ελέγχου. Δύο τέτοιοι σταθμοί (Galileo Control Centers–GCC) θα εγκατασταθούν σε ευρωπαϊκό έδαφος για να ελέγχουν τους δορυφόρους. Οι σταθμοί ελέγχου θα χρησιμοποιούν τα δεδομένα που τους αποστέλλονται από τους δορυφόρους για να υπολογίσουν την ακρίβεια της πληροφορίας και να συγχρονίσουν τα χρονικά σήματα όλων των δορυφόρων με αυτά των ρολογιών των επίγειων σταθμών. Η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ των επίγειων σταθμών και των δορυφόρων θα πραγματοποιείται μέσω των σταθμών άνω ζεύξης (up-link stations).

Ο τρόπος λειτουργίας του συστήματος συνοψίζεται ως εξής: οι δορυφόροι διαθέτουν ένα ατομικό ρολόι που μετρά το χρόνο με εξαιρετική ακρίβεια. Οι δορυφόροι εκπέμπουν εξατομικευμένα σήματα που δείχνουν τον ακριβή χρόνο που το σήμα αφήνει το δορυφόρο. Ο επίγειος δέκτης, ο οποίος μπορεί να είναι ενσωματωμένος π.χ. σε ένα κινητό τηλέφωνο, έχει αποτυπωμένες στη μνήμη του τις ακριβείς συντεταγμένες των τροχιών όλων των δορυφόρων. Διαβάζοντας το εισερχόμενο σήμα, αναγνωρίζει το δορυφόρο-πομπό, προσδιορίζει το χρόνο που χρειάστηκε το σήμα για να φτάσει μέχρι αυτόν και, κατά συνέπεια, υπολογίζει την απόσταση που τον χωρίζει από το δορυφόρο. Μόλις ένας επίγειος δέκτης λάβει ταυτοχρόνως τα σήματα τουλάχιστον τεσσάρων δορυφόρων, είναι σε θέση να υπολογίσει την ακριβή θέση του.

Συγκεκριμένα ο υπολογισμός της θέσης ενός χρήστη που χρησιμοποιεί την απόσταση του από 4 δορυφόρους βασίζεται στην μέθοδο του τριπλευρισμού (trilateration). Η αρχή λειτουργίας αυτής της μεθόδου είναι η εξής: Αν από τρία σημεία με γνωστές συντεταγμένες μετρηθούν οι χωρικές αποστάσεις προς ένα νέο σημείο, το σημείο αυτό προκύπτει από την τομή τριών σφαιρών οι οποίες έχουν κέντρα τα σημεία αυτά και ακτίνες τη μετρηθείσα απόσταση από το καθένα. Στη προκειμένη περίπτωση το ρόλο των γνωστών σημείων παίζουν προφανώς οι θέσεις των δορυφόρων της κάθε χρονικής στιγμής μέτρησης. Θα μπορούσαν επομένως να αρκούν τρεις δορυφόροι όμως επειδή το χρονόμετρο του δέκτη (πολύ χαμηλότερης ακρίβειας από τα ατομικά των δορυφόρων) παρουσιάζει σφάλμα ως προς τον χρόνο Galileo χρειαζόμαστε μία ακόμη μέτρηση για να προσδιορίσουμε τη διάφορα των δύο ενδείξεων. Διαφορετικά η ακρίβεια θα ήταν αρκετά μειωμένη, π.χ. ένα σφάλμα ενός μικροδευτερολέπτου αντιστοιχεί σε σφάλμα 300μέτρων σε όρους απόστασης.
Καθορισμός του συστήματος (definition phase)

Στη φάση αυτή (1999-2001), η οποία έχει ολοκληρωθεί, η Επιτροπή και η ESA κινητοποίησαν ένα μεγάλο μέρος της ευρωπαϊκής βιομηχανίας διαστήματος όπως και πιθανούς παρόχους υπηρεσιών με σκοπό να προσδιοριστούν τα βασικά στοιχεία του προγράμματοςΤέλοςφόρμαςΑρ χήφόρμας. Μια σειρά από έργα και μελέτες πραγματοποιήθηκαν σε αυτή τη φάση:
1. GALA για τον καθορισμό της γενικής αρχιτεκτονικής του συστήματος
2. GEMINUS για την στήριξη του καθορισμού των υπηρεσιών του Galileo
3. INTEG για την ενσωμάτωση του EGNOS στο Galileo
4. SAGA για τη στήριξη της διαδικασίας τυποποίησης του Galileo
5. GalileoSat για τον καθορισμό της αρχιτεκτονικής του διαστημικού τμήματος
6. GUST που σχετίζεται με τις προδιαγραφές και τη πιστοποίηση των δεκτών του Galileo
7. SARGAL που σχετίζεται με τις δυνητικές εφαρμογές έρευνας και διάσωσης (SAR) του Galileo

Τα αποτελέσματα αυτής της φάσης συγκεντρώθηκαν σε ένα έγγραφο με τίτλο «Galileo Mission High Level Definition» το οποίο παρουσιάζει τα βασικά χαρακτηριστικά της αποστολής του Galileo.

Οι δύο βασικές δραστηριότητες που πραγματοποιήθηκαν στη φάση αυτή ήταν: η Φάση Β2 της μελέτης GalileoSat που διενεργήθηκε από την ESA και καθόρισε τις απαιτήσεις και την αρχιτεκτονική του συστήματος και το χρηματοδοτούμενο από την κοινότητα έργο Galilei που προσδιόρισε τις συνολικές υπηρεσίες και την προσέγγιση των χρηστών για το Galileo.
Χρηματοδότηση

Το κόστος ανάπτυξης και εγκατάστασης του προγράμματος Galileo, στο οποίο περιλαμβάνεται η κατασκευή και η εκτόξευση 30 δορυφόρων και ο επίγειος εξοπλισμός, φτάνει τα 3,4 δις ευρώ. Το κόστος αυτό ισοδυναμεί με το κόστος κατασκευής 150χλμ. εθνικής οδού ταχείας κυκλοφορίας, ενώ ο λόγος κόστους-οφέλους για ένα διάστημα 20 ετών είναι 4 προς 6, λόγος που δεν επιτυγχάνεται σε κανένα άλλο έργο υποδομής στην Ευρώπη. Επιπλέον, η αγορά εξοπλισμών και υπηρεσιών που θα δημιουργηθεί γύρω από το πρόγραμμα, υπολογίζεται σε 10δις ευρώ ετησίως με τη δημιουργία 140.000 θέσεων εργασίας υψηλής εξειδίκευσης σε όλη την Ευρώπη και 2.000 μόνιμων θέσεων εργασίας.

Η χρηματοδότηση του προγράμματος ανά φάση σύμφωνα με το αρχικό χρονοδιάγραμμα έχει ως εξής:
1. Φάση καθορισμού του συστήματος:
- 80εκ. € από τον κοινοτικό προϋπολογισμό
2. Φάση ανάπτυξης και επικύρωσης του συστήματος:
- 1,1δις € (550εκ. € από τον κοινοτικό προϋπολογισμό και 550εκ. € από την ΕΥΔ)
- 200εκ. € από τον ιδιωτικό τομέα
Από νεότερα στοιχεία η δεύτερη φάση αντί του 2005 θα ολοκληρωθεί το 2008 - 2012 και μάλιστα θα στοιχίσει 1,5 αντί 1,1δις ευρώ.
3. Φάση εγκατάστασης του συστήματος
- 2,1δις € (1/3 από τον κοινοτικό προϋπολογισμό και τουλάχιστον 2/3 από τον ιδιωτικό τομέα)
4. Φάση εμπορικής εκμετάλλευσης
- δε χρειάζονται επιχορηγήσεις
ΠιοΤέλοςφόρμαςΑρχήφόρμας συγκεκριμένα όμως το κόστος εκμετάλλευσης υπολογίζεται στα 220εκ. ευρώ ετησίως με μια κατ’ εξαίρεση συνεισφορά του δημοσίου τομέα των 500εκ. ευρώ για τα πρώτα χρόνια ενώ στη συνέχεια αυτό το κόστος θα καλυφθεί εξ ολοκλήρου από τον ιδιωτικό τομέα.

Σύμφωνα με τις τρέχουσες εξελίξεις αναφέρεται ότι το σενάριο των 3,4δις ευρώ ήταν αρκετά αισιόδοξο ενώ λόγω και των καθυστερήσεων που έχουν μεσολαβήσει πιθανολογείται το τελικό κόστος να ανέλθει στα 5δις ευρώ.

Υπηρεσία ανοικτής πρόσβασης (Open Services-OS)

Η υπηρεσία ανοικτής πρόσβασης είναι αποτέλεσμα ενός συνδυασμού από ανοικτά σήματα, χωρίς χρέωση στον χρήστη, και παρέχει απόδοση προσδιορισμού θέσης και χρονισμού συγκρίσιμη με άλλα συστήματα GNSS. Όπως το GPS δηλαδή, το Galileo θα προσφέρει αυτή τη βασική υπηρεσία µέσω του σήματος στο διάστημα (SIS), δωρεάν για όλους τους χρήστες. Προορίζεται επομένως ιδίως για τις εφαρμογές για το ευρύ κοινό και για τις υπηρεσίες γενικότερου ενδιαφέροντος, όπως συμβαίνει και με τις υπηρεσίες του GPS. Για την πρόσβαση σε αυτήν αρκεί ένας δέκτης ενώ δεν χρειάζεται καμία έγκριση. Καμία κρυπτογράφηση δεν προσφέρεται µε αυτήν την υπηρεσία. Θα παράσχει σήματα προσδιορισμού θέσης, σήματα πλοήγησης και σήματα χρονισμού, και θα επιτρέψει στους φορείς παροχής υπηρεσιών να προσφέρουν μια σειρά υπηρεσιών που βασίζονται σε αυτό το σήμα, από το βασικό προσδιορισμό θέσης µέσω των κινητών τηλεφώνων έως πιο σύνθετες υπηρεσίες προστιθέμενης αξίας που απαιτούν επίγεια υποδομή. Οι χρήστες του Galileo θα αποκομίσουν το επιπλέον όφελος από τη διαλειτουργικότητα και συμβατότητα του σήματος του συστήματος Galileo µε αυτό του GPS καθώς ο εξοπλισμός των χρηστών που έχει σχεδιαστεί µε σκοπό να λαμβάνει το σήμα OAS του Galileo θα είναι σε θέση να λαμβάνει συγχρόνως το σήμα GPS. Αυτό θα επιτρέψει στο δέκτη να υπολογίζει μια ακριβέστερη θέση σε σύγκριση με το αποτέλεσμα από καθένα από αυτά τα συστήματα εάν λειτουργούσαν αυτόνομα ενώ θα εξασφαλίσει βελτιωμένη απόδοση σε δύσκολα περιβάλλοντα όπως οι αστικές περιοχές. Θα παράσχει επίσης ένα εναλλακτικό σήμα σε περίπτωση που κάποιο από αυτά τα συστήματα δεν θα είναι διαθέσιμο για οποιοδήποτε λόγο, ή εάν δεν υπάρχει καμία γραμμή οπτικής επαφής για κάποιο από αυτά τα δορυφορικά συστήματα.

Ειδικότερα τα σήματα OS θα μεταδίδονται σε δύο ζώνες συχνοτήτων, 1164-1214MHz και 1563-1587MHz. Οι δέκτες θα επιτυγχάνουν ακρίβεια μικρότερη από 4μ. οριζοντίως και από 8μ. καθέτως χρησιμοποιώντας και τις δύο αυτές ζώνες. Σε δέκτες με χρήση μόνο της μιας ζώνης για εφαρμογές που απαιτούν μόνο μειωμένη ακρίβεια και πάλι αυτή θα είναι μικρότερη από 15μ. οριζοντίως και από 35μ. καθέτως, μεγέθη που είναι συγκρίσιμα με την ακρίβεια που προσφέρει η πολιτική υπηρεσία του GPS σήμερα. Παρόλα αυτά η ανοικτή υπηρεσία δεν προσφέρει πληροφορίες ακεραιότητας και ο προσδιορισμός της ποιότητας των σημάτων επαφίεται στους χρήστες, με άλλα λόγια δεν θα υπάρχει εγγύηση υπηρεσιών.

Εμπορικές υπηρεσίες (Commercial Services-CS)

Η εμπορική υπηρεσία παρέχει πρόσβαση σε δύο πρόσθετα σήματα σε σχέση με την ανοικτή τα οποία επιτρέπουν υψηλότερο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων και δίνουν τη δυνατότητα στους χρήστες για βελτιωμένη ακρίβεια. Τα σήματα είναι κρυπτογραφημένα και προβλέπεται να παρέχεται εγγύηση για αυτές τις υπηρεσίες. Η υπηρεσία αυτή θα καταστήσει επομένως δυνατή την ανάπτυξη εφαρμογών για επαγγελματικούς σκοπούς και δεν πρέπει σε καμιά περίπτωση να υφίσταται διαταραχές. Η προσθήκη των κρυπτογραφημένων δεδομένων προστιθεμένης αξίας και των εξαιρετικής ακριβείας τοπικών διαφορικών εφαρμογών θα συμβάλλουν στη δημιουργία εσόδων και θα προσφέρουν αυξημένες επιδόσεις σε σύγκριση µε τις παρεχόμενες βασικές υπηρεσίες, ιδίως σε ό,τι αφορά στις υπηρεσίες που απαιτούν εγγύηση. Η διαχείριση της κρυπτογράφησης ανατίθεται στους παροχείς υπηρεσιών και στον μελλοντικό διαχειριστή του Galileo. Η πρόσβαση σε επίπεδο χρήστη θα ελέγχεται από τη χρήση κωδικών προστασίας. Οι χρήσεις που προβλέπονται για τις εμπορικές υπηρεσίες περιλαμβάνουν τη μετάδοση δεδομένων και την επίλυση ασαφειών σε διαφορικές εφαρμογές. Εντούτοις, ενώ το Galileo θα παράσχει τα σήματα για να επιτρέψει αυτές τις λειτουργίες, θα είναι στην ευθύνη εμπορικών φορέων παροχής υπηρεσιών η περαιτέρω ενίσχυση της αλυσίδας αξιών και η απόφαση για το ποιες εφαρμογές και υπηρεσίες να προσφέρουν. Επίσης είναι οι φορείς παροχής υπηρεσιών αυτοί που αποφασίζουν ποια τοπική ενίσχυση απαιτείται για να επιτραπεί η λειτουργία των επιλεγόμενων εφαρμογών, και θα είναι αυτοί επίσης που θα χρηματοδοτήσουν μια τέτοια ενίσχυση.

Οι αναπτυσσόμενες εμπορικές εφαρμογές είτε με τη χρήση των εμπορικών σημάτων μόνο, είτε σε συνδυασμό με άλλα σήματα του Galileo ή άλλων συστημάτων επικοινωνιών, δημιουργούν ένα ευρύ πεδίο δυνατοτήτων ενώ η παγκόσμια κάλυψη είναι σημαντικό πλεονέκτημα για εφαρμογές που απαιτούν παγκόσμια μετάδοση δεδομένων. Τυπικές υπηρεσίες προστιθέμενης αξίας περιλαμβάνουν τις εγγυήσεις υπηρεσιών, ακριβείς υπηρεσίες συγχρονισμού, την πρόβλεψη των ιονοσφαιρικών μοντέλων καθυστέρησης, την διόρθωση τοπικών διαφορικών σημάτων για εξαιρετικής ακρίβειας προσδιορισμό θέσης και άλλες υπηρεσίες βασισμένες στη ραδιομετάδοση δεδομένων πληροφορίας του συστήματος. Συγκεκριμένα έναντι της εν λόγω πληρωμής η ακρίβεια που θα παρέχεται θα είναι καλύτερη από 1μ. ενώ σε συνδυασμό με επίγειους σταθμούς θα φτάνει σε λιγότερο από 10cm. Το σήμα θα μεταδίδεται σε τρεις ζώνες συχνοτήτων, τις δύο που χρησιμοποιούνται για τα σήματα OS και εκείνη στα 1260-1300MHz.

[PAVL-2]

Υπηρεσία ασφάλειας της ζωής (Safety of Life Service-SoL)

Η υπηρεσία ασφάλειας ζωής βελτιώνει την απόδοση της ανοικτής υπηρεσίας μέσω της διάθεσης έγκαιρων προειδοποιήσεων στον χρήστη όταν αποτυγχάνει στην επίτευξη συγκεκριμένων περιθωρίων ακρίβειας και προβλέπεται ότι για αυτή την υπηρεσία θα παρέχεται εγγύηση από την μελλοντική εταιρεία λειτουργίας του Galileo καθώς η υπηρεσία θα είναι πιστοποιημένη και οι αποδόσεις της θα λαμβάνονται με χρήση πιστοποιημένων δεκτών διπλής συχνότητας. Για να επωφεληθεί από το υπάρχον επίπεδο ασφάλειας η SoL εφαρμόζεται σε ζώνες συχνοτήτων που είναι δεσμευμένες για Υπηρεσίες Αεροναυτικής Ραδιοπλοήγησης (Aeronautical Radio-Navigation Services), τις L1 και E5. Η υπηρεσία αυτή θα αυξήσει την ασφάλεια ειδικά όπου δεν υπάρχουν οι παραδοσιακές υπηρεσίες επίγειας υποδομής, η παγκόσμια αυτή αφανής υπηρεσία θα αυξήσει την αποτελεσματικότητα εταιρειών που λειτουργούν σε παγκόσμια βάση όπως αερογραμμές και υπερωκεάνιες ναυτικές εταιρείες. Η τοπική ευρωπαϊκή ενίσχυση του EGNOS από το GPS θα συγχωνευτεί βέλτιστα με την υπηρεσία ασφάλειας της ζωής του Galileo για να έχει ανεξάρτητες και συμπληρωματικές πληροφορίες ακεραιότητας για τους αστερισμούς του GPS και του GLONASS.

Η SoL θα παράσχει επομένως μια σειρά από υπηρεσίες προστιθέμενης αξίας µέσω διάφορων πρόσθετων σημάτων που μπορούν να κρυπτογραφούνται για να περιοριστεί η πρόσβαση µόνο στους χρήστες που πληρώνουν για αυτές. Αυτά τα πρόσθετα σήματα θα παρέχουν μεγάλη ακρίβεια, μεγάλη ακεραιότητα (ένα υψηλό επίπεδο συνοχής µε την ικανότητα αντίστασης σε ηθελημένες ή όχι παρεμβολές) και ένα χρονικό διάστημα ειδοποίησης, ώστε οι χρήστες να μπορούν να γνωρίζουν μέσα σε μερικά δευτερόλεπτα εάν η λαμβανόμενη πληροφορία εντοπισμού θέσης έχει υποστεί φθορά. Τέτοια πρόσθετη λειτουργικότητα θα μπορούσε να διευκολύνει μια σειρά εφαρμογών στις οποίες είναι κρίσιμη η ασφάλεια (π.χ. εναέριος έλεγχος κυκλοφορίας) ή που απαιτούν πολύ μεγάλη ακρίβεια και ακεραιότητα για εμπορικούς σκοπούς.

Υπηρεσία έρευνας και διάσωσης (Search and Rescue Service-SAR)

Η στήριξη του Galileo στην υπηρεσία έρευνας και διάσωσης αντικατοπτρίζει την συμβολή της Ευρώπης στην διεθνή προσπάθεια της COSPAS-SARSAT πάνω σε ανθρωπιστικές δραστηριότητες έρευνας και διάσωσης. Το Galileo θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στο σύστημα MEOSAR (Medium Earth Orbit Search and Rescue system). Οι δορυφόροι Galileo θα είναι σε θέση να λαμβάνουν σήματα από φάρους έκτακτης ανάγκης σε πλοία, αεροπλάνα ή άτομα και τελικά να τα επανεκπέμπουν σε διεθνή κέντρα διάσωσης. Από κει, ένα διασωστικό κέντρο μπορεί να γνωρίζει την ακριβή τοποθεσία ενός ατυχήματος. Τουλάχιστον ένας δορυφόρος Galileo θα είναι ορατός από οποιοδήποτε σημείο στη γη έτσι ώστε να είναι δυνατή η σήμανση συναγερμού κινδύνου σε πραγματικό χρόνο. Σε μερικές περιπτώσεις, θα μπορεί να αποστέλλεται στο φάρο ανατροφοδότηση, κάτι που είναι εφικτό μόνο από το Galileo.

Συγκεκριμένα θα επιτρέψει τις εξής βελτιώσεις στο υπάρχον σύστημα, σε πραγματικό χρόνο λήψη μηνυμάτων κινδύνου από οπουδήποτε στη γη ενώ ο τωρινός μέσος χρόνος αναμονής είναι μία ώρα, ακριβή εντοπισμό των συναγερμών σε μερικά μέτρα έναντι της απόκλισης των 5χλμ. που προσδιορίζονται μέχρι τώρα, πολλαπλή δορυφορική ανίχνευση για την αντιμετώπιση εδαφικών εμποδίων σε δύσκολες συνθήκες, αυξημένη διαθεσιμότητα του διαστημικού τμήματος (30 δορυφόροι ΜΕΟ προστιθέμενοι στους τέσσερις LEO και τους τρεις γεωστατικούς δορυφόρους του υπάρχοντος συστήματος COSPAS-SARSAT. Το Galileo θα εισαγάγει νέες λειτουργίες SAR όπως η ζεύξη επιστροφής (return link) από τον χειριστή SAR στον φάρο έκτακτης ανάγκης, διευκολύνοντας έτσι τις επιχειρήσεις διάσωσης και βοηθώντας στη μείωση του ποσοστού των ψευδών συναγερμών

Τα σήματα αυτής της υπηρεσίας θα ανιχνεύονται στη ζώνη συχνοτήτων 406.0-406.1MHz, γεγονός που τα καθιστά μέρος του Παγκόσμιου Συστήματος Ασφάλειας Ναυτικών Εκτάκτων Αναγκών (Global Maritime Distress Safety System)

Δημόσια ρυθμιζόμενη υπηρεσία (Public Regulated Service-PRS)

Η υπηρεσία αυτή παρέχεται σε εξειδικευμένους χρήστες που απαιτούν υψηλή συνέχεια υπηρεσίας, με ελεγχόμενη πρόσβαση. Δύο σήματα πλοήγησης PRS με κρυπτογραφημένους κυκλικούς κωδικούς και δεδομένα θα είναι διαθέσιμα. Η PRS θα παρέχεται σε ορισμένες δεσμευμένες συχνότητες για: υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης (αστυνομία, πυροσβεστική, ακτοφυλακή, τελωνεία), προστασία των πολιτών, εφαρμογές στις τηλεπικοινωνίες, στις μεταφορές και στην ενέργεια. Πολιτικά ιδρύματα θα ελέγχουν την πρόσβαση στην PRS µέσω περίπλοκων τεχνικών ελέγχου πρόσβασης. Η πρόσβαση ανά περιοχή ή χρήστη θα ακολουθεί τους κανόνες της πολιτικής ασφάλειας που εφαρμόζονται στην Ευρώπη. Η PRS θα είναι λειτουργική όλες τις ώρες και σε όλες τις περιστάσεις, συμπεριλαμβανομένων των περιόδων κρίσεων. Βασικό στοιχείο της PRS είναι η ευρωστία του σήματος της που τη προστατεύει από τις παρεμβολές. Θα παρέχει δηλαδή ένα δυνατό σήμα, ανθεκτικό στις παρεμβολές και σε άλλες τυχαίες παρεμβάσεις, ή κακόβουλες δραστηριότητες, και το σήμα αυτό θα περιοριστεί στα κράτη µέλη και σε άλλα κράτη που εγκρίνονται από αυτά.Επομένως η κυβερνητική αυτή υπηρεσία είναι κρυπτογραφημένη, δεν επηρεάζεται από τα παράσιτα και τις παρεμβολές και προορίζεται όπως προαναφέρθηκε να χρησιμοποιηθεί κατά κύριο λόγο για τις ανάγκες των δημόσιων οργανισμών στους οποίους επιβάλλεται η κατοχύρωση απόλυτης προστασίας στους τομείς της πολιτικής προστασίας, της εθνικής ασφάλειας και του σεβασμού του δικαίου.

EGNOS
Περιγραφή

Το EGNOS είναι μία από τις τρεις διαπεριφερειακές, διαλειτουργικές δορυφορικές προστιθέμενες υπηρεσίες (οι άλλες δύο είναι η αμερικανική WAAS και η ιαπωνική MSAS). Οι υπηρεσίες αυτές παρέχουν σήματα που καθιστούν τα στρατιωτικά συστήματα GPS και GLONASS ικανά να χρησιμοποιηθούν ασφαλώς για διάφορες υπηρεσίες σε μεγάλο μέρος του κόσμου.

Συγκεκριμένα το EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), δηλαδή η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Υπέρθεσης για την Γεωστατική Πλοήγηση είναι η πρώτη επιχείρηση της Ευρώπης στη δορυφορική πλοήγηση. Συμπληρώνει όπως προαναφέρθηκε τα δύο στρατιωτικά δορυφορικά συστήματα πλοήγησης που λειτουργούν προς το παρόν, το αμερικανικό GPS και τo ρωσικό GLONASS, και τα καθιστά κατάλληλα για τις κρίσιμες εφαρμογές ασφάλειας όπως η πτήση αεροσκαφών ή η πλοήγηση σκαφών μέσω στενών καναλιών.

Αποτελούμενο λοιπόν από διάφορα φορτία πλοήγησης τα οποία είναι εγκατεστημένα σε γεωστατικούς δορυφόρους και από ένα επίγειο δίκτυο αποτελούμενο από 34 σταθμούς και 4 κέντρα ελέγχου, όλα συνδεδεμένα μεταξύ τους, το EGNOS επιτυγχάνει το στόχο του με τη μετάδοση ενός σήματος που περιέχει τις πληροφορίες για την αξιοπιστία και την ακρίβεια των σημάτων εντοπισμού που εκπέμπονται από το GPS και το GLONASS. Τα διορθωτικά δεδομένα βελτιώνουν την ακρίβεια των υπηρεσιών από την απόσταση των 20μέτρων περίπου σε απόσταση λιγότερη από 5μέτρα ενώ συγκεκριμένα στην Ευρώπη επιτρέπουν στους χρήστες να καθορίσουν τη θέση τους μέσα σε 2μέτρα.

Με το EGNOS η Ευρώπη προσφέρει υπηρεσίες δορυφορικής πλοήγησης κατά πολύ ανώτερες από οποιαδήποτε υπηρεσία που βασίζεται μόνο σε σήματα GPS. Το EGNOS παρέχει σημαντική προστιθέμενη αξία συγκρινόμενο με το σύστημα GPS γιατί:
- βελτιώνει την ακρίβεια εντοπισμού θέσης και αυξάνει την αξιοπιστία της πληροφορίας εντοπισμού συμπληρώνοντας τα σήματα GPS με σήματα από 3 ξεχωριστούς γεωστατικούς δορυφόρους
- προσφέρει καλύτερη λήψη σε κάποιες τοποθεσίες καθώς χρησιμοποιούνται επιπλέον δορυφόροι
- παρέχει στο χρήστη πληροφορίες σχετικά με την αξιοπιστία του συστήματος μεταδίδοντας μηνύματα μέσα σε 6 δευτερόλεπτα κάθε φορά που η ποιότητα των ληφθέντων σημάτων πέφτει κάτω από ορισμένα κατώφλια

Επιπλέον, το EGNOS μεταδίδει ένα Διεθνές Σήμα Χρονικού Συντονισμού ανεκτίμητο στην επιστημονική κοινότητα και τον χρηματοοικονομικό τομέα καθώς εκείνο που έχει σημασία στη διεθνή χρονομέτρηση δεν είναι ένα και μοναδικό εξαιρετικά ακριβές ρολόι, αλλά ένα παγκόσμιο δίκτυο ρολογιών. Ο ονομαζόμενος Παγκόσμιος Συντονισμένος Χρόνος (Universal Time Coordinated), βάσει του οποίου ρυθμίζονται όλα τα ρολόγια των κρατών στον κόσμο, εξαρτάται όχι μόνο από την ακρίβεια της μέτρησης του χρόνου, αλλά εξίσου και από την ακρίβεια σύγκρισης των χρόνων που δίνουν τα κέντρα μέτρησης του χρόνου σε όλο τον κόσμο.

Η ανάπτυξη του προγράμματος EGNOS αποφασίστηκε από το Συμβούλιο το 1994. Βασίζεται σε μια τριμερή συμφωνία μεταξύ της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, της Ευρωπαϊκής Επιτροπής και του Eurocontrol, δηλαδή του ευρωπαϊκού οργανισμού για την ασφάλεια της αεροπλοΐας (European Organization for the Safety of Air Navigation). Διάφοροι φορείς παροχής υπηρεσιών εναέριας κυκλοφορίας υποστηρίζουν επίσης το υπό ανάπτυξη πρόγραμμα με τις επενδύσεις τους. Είναι η πρώτη δραστηριότητα της Ευρώπης στον τομέα των Παγκόσμιων Δορυφορικών Συστημάτων Πλοήγησης και είναι ένας πρόδρομος για το Galileo, το πλήρες παγκόσμιο δορυφορικό σύστημα πλοήγησης υπό ανάπτυξη στην Ευρώπη.

Τα οφέλη που προσφέρει το EGNOS στο Galileo είναι τα εξής:
- Χάρη στο EGNOS, θα διευκολυνθεί η είσοδος των υπηρεσιών του Galileo καθώς αυξάνονται σημαντικά οι εφαρμογές δορυφορικής πλοήγησης και εξασφαλίζεται η απαραίτητη πιστοποίηση και έγκριση των διαδικασιών.
- Εξοικονόμηση λειτουργικού κόστους του μελλοντικού συστήματος Galileo. Η καθαρή παρούσα αξία των εσόδων που θα προέλθουν από το Galileo αυξάνεται κατά 166εκ. €.
- Διείσδυση στις ευρωπαϊκές αγορές τη στιγμή που το αντίστοιχο αμερικανικό σύστημα (WAAS) είναι ήδη παρόν σε αρκετές αγορές.

Η ενσωμάτωση του EGNOS στο Galileo δε δημιουργεί ιδιαίτερα προβλήματα. Σε θεσμικό επίπεδο, η ενσωμάτωση της διαχείρισης των προγραμμάτων EGNOS και Galileo είναι η καλύτερη λύση που εξασφαλίζει άριστη συμπληρωματικότητα. Έτσι, η κοινή επιχείρηση Galileo έχεις ως καθήκον μεταξύ άλλων:
- την επίβλεψη της λειτουργίας του EGNOS μετά την ολοκλήρωση της Σύνοψης Λειτουργικής Ετοιμότητας τον Ιούνιο του 2004
- την προκήρυξη προσκλήσεων για την υπογραφή σύμβασης παραχώρησης της λειτουργίας του EGNOS από τον Ιούνιο του 2004.

Το σύστημα ξεκίνησε την αρχική λειτουργία του το 2005, παρουσιάζοντας εξαιρετικές αποδόσεις από άποψη ακρίβειας (καλύτερη από 2μέτρα) και διαθεσιμότητας (πάνω από 99%) και προορίζεται να πιστοποιηθεί για χρήση στις εφαρμογές ασφάλειας της ζωής το 2008. Στις 28 Ιουλίου 2005, η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος ανήγγειλε ότι είχε υπογράψει μια σύμβαση με μια επιχείρηση, τον Ευρωπαϊκό Φορέα Παροχής Δορυφορικών Υπηρεσιών (European Satellite Services Provider), για να λειτουργεί το EGNOS. Από τον Ιούλιο του 2005 το EGNOS μεταδίδει ένα συνεχές σήμα, και μάλιστα στα τέλη του ίδιου μήνα το σύστημα χρησιμοποιήθηκε για την παρακολούθηση των ποδηλατιστών του γύρου της Γαλλίας (Tour de France).

[PAVL-2]

Λειτουργία

Τρεις γεωστατικοί δορυφόροι και ένα σύνθετο δίκτυο επίγειων σταθμών εκτελούν αυτή την αποστολή. Οι τρεις δορυφόροι στέλνουν ένα σήμα μέτρησης απόστασης (ranging signal) παρόμοιο με εκείνα που διαβιβάζονται από τους δορυφόρους GPS και GLONASS, το οποίο είναι κάτι παραπάνω από άλλη μια ευκαιρία για τους χρήστες να καθορίσουν τη θέση τους. Τα σήματα αυτά παρέχουν επίσης τις πληροφορίες για την ακρίβεια των μετρήσεων θέσης που παραδίδονται από τα GPS και GLONASS έτσι ώστε ένας πιλότος ή οδηγός να μπορεί να αξιολογήσει εάν ο εντοπισμός του είναι αρκετά ακριβής για να στηριχθεί σε αυτόν.

Αυτές οι πληροφορίες, ή στοιχεία ακεραιότητας, είναι διαμορφωμένες επάνω στο σήμα μέτρησης απόστασης που περιλαμβάνει τις ακριβείς πληροφορίες για τη θέση κάθε δορυφόρου GPS και GLONASS, για την ακρίβεια των ατομικών ρολογιών στους δορυφόρους καθώς και τις πληροφορίες για διαταραχές μέσα στην ιονόσφαιρα που μπορούν να έχουν επιπτώσεις στην ακρίβεια των μετρήσεων προσδιορισμού θέσης. Επομένως ο δέκτης του EGNOS, που είναι πιο περίπλοκος από ένα τυποποιημένο δέκτη δορυφορικής πλοήγησης, αποκωδικοποιεί το σήμα για να δώσει μια ακριβέστερη θέση από ότι είναι δυνατό με το GPS ή το GLONASS μόνο, και μια ακριβή εκτίμηση λαθών.

Το σήμα EGNOS εκπέμπεται τελικώς από τους τρεις γεωστατικούς δορυφόρους: δύο Inmarsat-3 δορυφόρους, έναν πάνω από το ανατολικό μέρος του Ατλαντικού, και τον άλλο πάνω από τον Ινδικό Ωκεανό, και τον δορυφόρο ESA Artemis επάνω από την Αφρική. Αντίθετα από τους δορυφόρους των GPS και GLONASS, αυτοί οι τρεις δεν έχουν γεννήτριες σημάτων εν πλω. Το περίπλοκο επίγειο τμήμα αποτελείται από 34 RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Stations), τέσσερα κύρια κέντρα ελέγχου και έξι σταθμούς άνω ζεύξης. Οι RIMS μετρούν τις θέσεις κάθε δορυφόρου EGNOS και συγκρίνουν τις ακριβείς μετρήσεις των θέσεων κάθε δορυφόρου GPS και GLONASS με τις μετρήσεις που λαμβάνονται από τα σήματα των 3 δορυφόρων. Οι RIMS στέλνουν έπειτα αυτά τα στοιχεία στα κύρια κέντρα ελέγχου, μέσω ενός ειδικά για την περίσταση κατασκευασμένου δικτύου επικοινωνιών.

Τα κύρια κέντρα ελέγχου καθορίζουν την ακρίβεια των σημάτων GPS και GLONASS που λαμβάνονται σε κάθε σταθμό και καθορίζουν τις ανακρίβειες θέσης λόγω των διαταραχών στην ιονόσφαιρα. Όλα τα στοιχεία απόκλισης ενσωματώνονται έπειτα σε ένα σήμα και στέλνονται μέσω της ασφαλούς σύνδεσης επικοινωνιών στους up-link σταθμούς, οι οποίοι είναι αραιά διατεταγμένοι σε ολόκληρη την Ευρώπη. Οι up-link σταθμοί στέλνουν το σήμα στους τρεις δορυφόρους EGNOS, οι οποίοι το διαβιβάζουν έπειτα για λήψη από τους χρήστες των GPS και GLONASS με έναν δέκτη EGNOS.

Ο ιδιαίτερος πλεονασμός στο EGNOS απαιτείται έτσι ώστε η υπηρεσία να είναι εγγυημένη σε όλες τις περιπτώσεις. Σε οποιαδήποτε στιγμή, μόνο ένα κύριο κέντρο ελέγχου θα είναι το κύριο, με ένα άλλο σε ετοιμότητα να αναλάβει στιγμιαία εάν αποτύχει το πρώτο. Υπάρχει επίσης πλεονασμός στους up-link σταθμούς. Μόνο τρεις απαιτούνται για να λειτουργήσει το EGNOS, ένας για κάθε δορυφόρο. Οι άλλοι τρεις είναι σε εφεδρεία σε περίπτωση ανεπάρκειας.

Η περιοχή κάλυψης του EGNOS περιλαμβάνει όλα τα ευρωπαϊκά κράτη και θα μπορούσε να επεκταθεί εύκολα για να περιλάβει και άλλες περιοχές, όπως η Νότια Αμερική, η Αφρική, και μέρη της Ασίας και της Αυστραλίας, μέσα στην κάλυψη των τριών χρησιμοποιούμενων γεωστατικών δορυφόρων.

Διαλετουργικότητα

Το GPS, το Galileo και το GLONASS είναι σχεδιασμένα για να είναι αυτόνομα συστήματα για προφανείς στρατηγικούς λόγους της κάθε χώρας. Εντούτοις, από τον προσεκτικό συνδυασμό των σημάτων που χρησιμοποιούνται από τους πολίτες από τα τρία αυτά συστήματα GNSS ξετυλίγεται ένας νέος κόσμος δυνατοτήτων για τους σχεδιαστές εφαρμογών. Σε αναγνώριση αυτής της δυνατότητας, το Galileo σχεδιάζεται για να είναι όσο πιο συμβατό και όσο το δυνατόν πιο διαλειτουργικό µε υπάρχοντα συστήματα GNSS και τις γνωστές προγραμματισμένες βελτιώσεις τους.

Η συμβατότητα αναφέρεται σε ένα σύστημα με χαρακτηριστικά από τη διαμοίραση συχνότητας µε άλλα συστήματα GNSS, ενώ η διαλειτουργικότητα είναι ένα λειτουργικό χαρακτηριστικό ενός συστήματος που χρησιμοποιείται σε συνδυασμό µε άλλα σε επίπεδο δεκτών των χρηστών. Στο εγγύς μέλλον, η διαλειτουργικότητα µε συστήματα που δεν χρησιμοποιούνται για πλοήγηση, ιδίως επικοινωνιακά συστήματα (όπως τα GSM, UMTS, WLAN, Bluetooth, TETRA, κλπ.) θα αποκτήσει μεγάλη σημασία για να παρέχει υπηρεσίες προστιθέμενης αξίας στον τομέα των μεταφορών καθώς επίσης και στους εξατομικευμένους χρήστες.

Σαφώς, η διαλειτουργικότητα Galileo-GPS έχει να προσφέρει τα περισσότερα σήμερα. Η επιλογή του Galileo των ζωνών σημάτων E5A και L1 θα είναι η βάση που θα στηρίξει μια τέτοια διαλειτουργικότητα. Έτσι, οι σχεδιαστές εφαρμογών θα έχουν ένα αποτελεσματικό σχηματισμό 60 δορυφόρων πάνω στον οποίο θα χτίσουν τις υπηρεσίες και τις εφαρμογές τους.

Η διαλειτουργικότητα επίσης υπονοεί ότι πλαίσια αναφοράς του Galileo και του GPS πρέπει να είναι συμβατά και ότι οι τιμές από οποιεσδήποτε διαφορές να τίθενται στην διάθεση των χρηστών. Το Galileo θα χρησιμοποιήσει έναν γεωδαιτικό πλαίσιο αναφοράς που θα είναι ουσιαστικά ίδιο µε αυτό του GPS και ο χρόνος του Galileo θα έχει σαν αναφορά τον διεθνή ατομικό χρόνο.

[PAVL-2]

Μειονεκτήματα GPS

Συγκεκριμένα το υπάρχον αμερικανικό σύστημα GPS, το οποίο χρησιμοποιείται για πολιτικούς και στρατιωτικούς σκοπούς, θεωρείται σε μεγάλο βαθμό ανεπαρκές. Σύμφωνα λοιπόν με σχετικό ενημερωτικό σημείωμα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής:
- Η ακρίβειά του θεωρείται μέτρια, αφού ορισμένες φορές φτάνει τα μερικές δεκάδες μέτρα και αυτό ανάλογα με τον τόπο και το χρόνο
- Η αξιοπιστία του είναι αμφίβολη, αφού η κάλυψη περιοχών σε ακραία γεωγραφικά μήκη και πλάτη, όπου διέρχονται πολυάριθμοι αεροδιάδρομοι, είναι αβέβαιη. Το ίδιο ισχύει και για τις πυκνοκατοικημένες περιοχές των αστικών κέντρων.
- Σε περίπτωση στρατιωτικής κρίσης, ο αρχικός στρατιωτικός σχεδιασμός του, επιβάλλει την απροειδοποίητη διακοπή του σήματος για πολιτικούς χρήστες, με απρόβλεπτες και ίσως καταστροφικές συνέπειες. Σχετικές έρευνες έχουν αποδείξει ότι μία διακοπή σήματος επί 1 ώρα και 20 λεπτά, μπορεί να οδηγήσει ένα επιβατικό αεροσκάφος σε παρέκκλιση έως και 200χλμ από την πορεία του. Οι αεροναυτικές αρχές της Ισλανδίας, αλλά και των ίδιων των Η.Π.Α., όπως και κυβερνήτες πλοίων που έπλεαν στη Μεσόγειο, έχουν καταγγείλει διακοπή σήματος, που έφτασαν και τα 20΄.
- Δεν παρέχει καμία εγγύηση και δέσμευση υπευθυνότητας, διότι αυτό είναι ασύμβατο με τους καταρχήν στρατιωτικούς σκοπούς του συστήματος

Εναλλακτικές συνεργασίας με τις ΗΠΑ

Δεδομένου ότι οι Αμερικανοί δεν είναι έτοιμοι, για στρατιωτικούς λόγους, να εξετάσουν το ενδεχόμενο μίας από κοινού ιδιοκτησίας, αλλά ούτε έναν ουσιαστικό ρόλο της Ευρώπης στον έλεγχο του συστήματος GPS, μία συνεργασία θα έπρεπε να στηρίζεται στα εξής:
- είτε στο υφιστάμενο σύστημα GPS, ελεγχόμενο από τις Ηνωμένες Πολιτείες·
- είτε στην ανάπτυξη ενός GNSS στηριγμένου σε δύο συστήματα πλοήγησης μέσω συμπληρωματικών και διαλειτουργικών δορυφόρων: GPS και Galileo.

Η τελευταία αυτή λύση είναι και αυτή που προέκρινε η Επιτροπή, απορρίπτοντας, κατ’ αυτόν τον τρόπο, την πρώτη λύση που συνίστατο στην άρνηση κάθε ευρωπαϊκής συμμετοχής στην κύρια διαστημική συνιστώσα του μελλοντικού GNSS.

Σύγκριση Galileo-GPS

Τα πλεονεκτήματα του Galileo έναντι του GPS περιλαμβάνουν:
- Το Galileo έχει σχεδιαστεί και αναπτυχθεί ως μια μη στρατιωτική εφαρμογή, εν τούτοις ενσωματώνοντας όλα τα απαραίτητα προστατευτικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα ασφάλειας. Αντίθετα από το GPS, που σχεδιάστηκε ουσιαστικά για στρατιωτική χρήση, το Galileo παρέχει, για μερικές από τις προσφερόμενες υπηρεσίες, ένα πολύ υψηλό επίπεδο συνέχειας που απαιτείται από τις σύγχρονες επιχειρήσεις.
- Είναι βασισμένο στην ίδια τεχνολογία με το GPS και παρέχει έναν παρόμοιο και ενδεχομένως υψηλότερο βαθμό ακριβείας, χάρη στη δομή του αστερισμού των δορυφόρων και των επίγειων συστημάτων ελέγχου και διαχείρισης που προγραμματίζονται.
- Το Galileo είναι πιο αξιόπιστο δεδομένου ότι περιλαμβάνει ένα σήμα, το επονομαζόμενο και «μήνυμα ακεραιότητας», που ενημερώνει το χρήστη αμέσως για οποιαδήποτε λάθη. Επιπλέον, αντίθετα από το GPS, θα είναι δυνατό να παραληφθεί σήμα του Galileo στις πόλεις και τις περιοχές που βρίσκονται σε ακραία γεωγραφικά πλάτη.
- Αντιπροσωπεύει πραγματικές δημόσιες υπηρεσίες και, υπό αυτήν τη μορφή, εγγυάται τη συνέχεια της παροχής υπηρεσιών για συγκεκριμένες εφαρμογές. Τα σήματα του GPS, αφ' ενός, τα τελευταία χρόνια σε διάφορες περιπτώσεις έχουν γίνει μη διαθέσιμα σε προγραμματισμένη ή μη βάση, μερικές φορές χωρίς προγενέστερη προειδοποίηση.

Το Galileo επίσης συμπληρώνει το GPS:
- Η χρησιμοποίηση και των δύο υποδομών σε μια συντονισμένη μόδα (διπλή πρόσβαση) προσφέρει πραγματικά πλεονεκτήματα από άποψη ακρίβειας και από άποψη ασφάλειας, σε περίπτωση που ένα από τα δύο συστήματα γίνεται μη διαθέσιμο.
- Η ύπαρξη δύο ανεξάρτητων συστημάτων ωφελεί όλους τους χρήστες δεδομένου ότι θα είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν τον ίδιο δέκτη για να λάβουν τα σήματα GPS και Galileo.

Τα ακόλουθα σχήματα παρουσιάζουν μια προσομοίωση της βελτίωσης στην ακρίβεια προσδιορισμού θέσης (πάνω από 95% του χρόνου) που επέρχεται με την χρήση του EGNOS και του Galileo.

Στόχοι

Εν ολίγοις καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι το πρόγραμμα δορυφορικής ραδιοπλοήγησης Galileo έχει τους εξής στόχους:
1. να δοθεί ώθηση στη βιομηχανία και στον τομέα των υπηρεσιών στην Ευρώπη και να διασφαλιστεί η ανεξαρτησία της Ευρώπης σε μια πραγματικά απαραίτητη τεχνολογία,
2. να αναπτυχθούν εφαρμογές και υπηρεσίες που χρησιμοποιούν δορυφόρους για τον εντοπισμό θέσης, την πλοήγηση και το χρονισμό ακριβείας,
3. να αναδείξει την ικανότητα της Ευρώπης να παρέχει ασφαλή, οικονομικά και αποτελεσματικά συστήματα εντοπισμού θέσης, χρονισμού ακριβείας και πλοήγησης,
4. να επεκτείνει τη χρήση των τεχνολογιών πλοήγησης και
5. να καλύψει το κενό που αφήνουν τα άλλα δύο υπάρχοντα συστήματα πλοήγησης: το ρωσικό GLONASS που χρησιμοποιείται μόνο για στρατιωτικούς σκοπούς ενώ το αμερικανικό GPS παρουσιάζει προβλήματα αξιοπιστίας, ακρίβειας και ασφάλειας καθώς δίνει προτεραιότητα στη χρήση για στρατιωτικούς σκοπούς.

[PAVL-2]

Αρχιτεκτονική

Το Παγκόσμιο Μέρος (Global Component) του συστήματος Galileo περιλαμβάνει:
- Ένα διαστημικό τμήμα (space segment) το οποίο αποτελείται από ένα σχηματισμό 30 δορυφόρων MEO, ο οποίος θα περιλαμβάνει 27 δορυφόρους σε τρία επίπεδα για την απαιτούμενη λειτουργία του συστήματος και 3 εφεδρικούς.
- Ένα επίγειο τμήμα (ground segment) για τον έλεγχο των δορυφόρων που βρίσκονται σε τροχιά, την διανομή των πληροφοριών που αφορούν την ακεραιότητα µέσω των δορυφόρων χρησιμοποιώντας σήματα περιορισμένης πρόσβασης, και για να παρέχει στα κέντρα υπηρεσιών επικοινωνία µε τους χρήστες.
- Κέντρα υπηρεσιών για να παρέχουν πληροφορίες και εγγύηση για τις αποδόσεις και αρχειοθέτηση των δεδομένων, και για τη βασική διαχείριση συνδρομής και πρόσβασης, για τη νομική διαχείριση, για τη διαχείριση της πιστοποίησης και της παροχής άδειας για τις πληροφορίες, για τις εμπορικές επαφές, και για την υποστήριξη στην ανάπτυξη εφαρμογών.

Τα Περιφερειακά Μέρη (Regional Components) του συστήματος Galileo θα περιλαμβάνουν:
- Τμήματα εδάφους έξω από την Ευρώπη για να παρέχουν πληροφορίες σχετικά µε την ακεραιότητα των δεδομένων σε περιοχές που θα επιλέξουν να χρησιμοποιήσουν αυτή την υπηρεσία αλλά όχι το Παγκόσμιο Μέρος του συστήματος Galileo.
- Tο EGNOS, ένα σύστημα δορυφόρων GEO το οποίο αναπτύχθηκε µε σκοπό αργότερα να συνδυαστεί µε το Galileo, για να παρέχει ακεραιότητα και διαφορική διόρθωση στο GPS και το GLONASS, µε κύριο στόχο την παροχή εναέριου ελέγχου στον ευρωπαϊκό εναέριο χώρο.

Τα Τοπικά Μέρη (Local Components), όπως επιπρόσθετες κεραίες, είναι απαραίτητα επειδή ορισμένες k@#s$iς χρηστών έχουν πιο απαιτητικές τοπικές ανάγκες από αυτές που θα είναι διαθέσιμες από το παγκόσμιο σύστημα, συμπεριλαμβανομένων των υψηλότερων απαιτούμενων στάνταρ για την ακρίβεια, την ακεραιότητα, το χρονικό διάστημα για ειδοποίηση και ανάκτηση σήματος. Αυτές οι ειδικές υπηρεσίες θα ικανοποιηθούν µέσω της χρήσης ενισχυτών παρεχόμενων από τοπικά μέρη που τοποθετούνται µε συγκεκριμένο τρόπο για να ωθήσουν το τοπικό σήμα του Galileo. Τα τοπικά τμήματα μπορούν να παρέχουν υπηρεσίες όπως:
- εμπορικά δεδομένα (π.χ. χάρτες για επιβάτες, βάσεις δεδομένων)
- επιπλέον σήματα για πλοήγηση
- ενισχυμένα δεδομένα εύρεσης θέσης σε περιοχές µε χαμηλό επίπεδο σήματος (υπόγειοι χώροι στάθμευσης κτλ.), σε υπολογισμούς εύρεσης θέσης από σταθμούς βάσης των δικτύων GSM ή UMTS
- δίαυλους κινητών επικοινωνιών.
Επέκταση των συμπληρωματικών τοπικών μερών µε ευθύνη των φορέων παροχής υπηρεσιών θα διευκολύνει την εμπορική εκμετάλλευση.

Το τμήμα των χρηστών (user segment) περιλαμβάνει τους δέκτες χρηστών και τα τερματικά. Θα είναι κρίσιμος σύνδεσμος στην αλυσίδα του Galileo και θα πρέπει να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις τις αγοράς όσον αφορά στην απόδοση, στο κόστος, στη προσαρμοστικότητα και στη δυνατότητα για πολύτροπη χρήση. Μια ευρεία ποικιλία δεκτών θα είναι διαθέσιμη για να παρέχει τους διαφορετικούς τύπους των υπηρεσιών δορυφορικής πλοήγησης που προσφέρονται από το Galileo.

Στο σχήμα που ακολουθεί παρουσιάζονται τα κύρια φυσικά στοιχεία του συστήματος Galileo και οι σχέσεις που υπάρχουν μεταξύ τους.


Αρχιτεκτονική του συστήματος Galileo
Επίγειο τμήμα Galileo

Ένας βασικός διαχωρισμός στο τμήμα αυτό είναι το Τμήμα Ελέγχου Galileo (Galileo Control Segment-GCS) και το Τμήμα Αποστολής Galileo (Galileo Mission Segment-GMS).

Στο επίγειο τμήμα συγκαταλέγονται φυσικά τα δύο κέντρα ελέγχου του Galileo (GCCs) που βρίσκονται σε ευρωπαϊκό έδαφος και αποτελούνται από τις εξής εγκαταστάσεις:
- Συγχρονισμού τροχιάς και Επεξεργασίας (Orbit Synchronization and Processing Facilities-OSPF)
- Ακριβούς Χρονομέτρησης (Precision Timing Facilities-PTF)
- Επεξεργασίας Ακεραιότητας (Integrity Processing Facilities-IPF)
- Ελέγχου Αποστολής (Mission Control Facility-MCF)
- Ελέγχου Δορυφόρων (Satellite Control Facility -SCF)
- Προϊόντων Υπηρεσιών (Services Product Facility-SPF)
- Ελέγχου Επίγειων Πόρων (Ground Assets Control Facility-GACF)
- Παραγωγής Μηνύματος (Message Generation Facility-MGF)
- Βασικής Διαχείρισης (Key Management Facility-KMF)

Η μεταφορά των δεδομένων από και προς τους δορυφόρους πραγματοποιείται μέσω ενός παγκόσμιου δικτύου σταθμών άνω ζεύξης (Galileo Up-link Stations-GUS ή ULS), καθένας από τους οποίους συνδυάζει ένα σταθμό τηλεμετρίας, ανίχνευσης και εντολών (Telemetry, Tracking & Command Station-TT&C) και ένα σταθμό αποστολής άνω ζεύξης (Mission Up-link Station-MUS).

Οι σταθμοί αισθητήρων Galileo (Galileo Sensor Stations-GSS) θα είναι περίπου 30 σε αριθμό και θα αναπτυχθούν σε διασκορπισμένες γεωγραφικά τοποθεσίες ανάλογα και με τη γεωμετρία του αστερισμού για λόγους Προσδιορισμού Τροχιάς και Χρονικού Συγχρονισμού (OD&TS) και Ακεραιότητας. Κάθε εγκατάσταση GSS θα είναι εξοπλισμένη με τρία παράλληλα κανάλια λήψης, ένα για τα τροχιακά δεδομένα και το συγχρονισμό των ρολογιών, ένα για τον προσδιορισμό της ακεραιότητας και ένα τρίτο περίσσιο. Οι σταθμοί TTC που είναι εξοπλισμένοι ο καθένας με μια παραβολική κεραία S-ζώνης 11μέτρων είναι συνολικά 5 σε αριθμό, ενώ οι 9 σταθμοί MUS θα είναι εξοπλισμένοι συνολικά με 31 (3 ή 4 ανά σταθμό) παραβολικές κεραίες C-ζώνης με διάμετρο κατόπτρου της τάξης των 3μέτρων.

Η επικοινωνία ανάμεσα σε όλες αυτές τις τοποθεσίες εξασφαλίζεται μέσω ενός υβριδικού δικτύου επικοινωνιών (Galileo Communications Network-GCN) που διασυνδέει εσωτερικά τους απομακρυσμένους σταθμούς (ULS, GSS και TTC) με τα δύο GCCs μέσω διαφορετικών ασύρματων και ενσύρματων συνδέσεων.


Διάταξη

Όταν το Galileo θα είναι πλήρως λειτουργικό, θα υπάρχουν 30 νέοι δορυφόροι σε μέση γήινη τροχιά (MEO) στο ύψος των 23.222χλμ. Δέκα δορυφόροι θα καταλαμβάνουν κάθε ένα από τρία τροχιακά επίπεδα που θα έχουν κλίση 56° από τον ισημερινό. Οι δορυφόροι θα απλωθούν σε κάθε επίπεδο και θα χρειαστεί περίπου 14 ώρες για να μπουν σε τροχιά γύρω από τη γη. Ένας δορυφόρος σε κάθε επίπεδο θα είναι εφεδρικός, σε ετοιμότητα εάν κάποιος λειτουργικός δορυφόρος αποτύχει. Οι τροχιακές παράμετροι κάθε δορυφόρου έχουν συντονιστεί λεπτά προκειμένου να μειωθεί ο αριθμός των δορυφορικών ελιγμών που απαιτούνται για να διατηρηθεί ο αστερισμός σε όλη τη διάρκεια ζωής των δορυφόρων. Αυτός ο παράγοντας αυξάνει τη διαθεσιμότητα της υπηρεσίας καθώς επιτρέπει και την αποταμίευση καυσίμων συμβάλλοντας στη μείωση των δαπανών επέκτασης.
Οι αρμόδιοι για το σχεδιασμό και οι μηχανικοί της ESA έχουν σοβαρούς λόγους για την επιλογή μιας τέτοιας δομής για τον αστερισμό του Galileo. Με 30 δορυφόρους σε ένα τέτοιο ύψος, υπάρχει μια πολύ υψηλή πιθανότητα (περισσότερο από 90%) ότι κάθε χρήστης οπουδήποτε στον κόσμο θα είναι πάντα στη θέα τουλάχιστον τεσσάρων δορυφόρων και ως εκ τούτου θα είναι σε θέση να καθορίσει τη θέση του από τα σήματα μέτρησης απόστασης από τους δορυφόρους. Η κλίση των τροχιών επιλέχτηκε για να εξασφαλίσει καλή κάλυψη των πολικών γεωγραφικών πλατών, τα οποία είναι ελλιπώς εξυπηρετούμενα από το αμερικάνικο σύστημα GPS.

Από τις περισσότερες τοποθεσίες, έξι έως οκτώ δορυφόροι θα είναι πάντα ορατοί επιτρέποντας στις τοποθεσίες να καθορίζονται με μεγάλη ακρίβεια, μέσα σε μερικά εκατοστόμετρα. Ακόμη και στις πόλεις με υψηλή δόμηση, θα υπάρχει μια καλή πιθανότητα ότι ένας οδικός χρήστης θα έχει επαρκείς δορυφόρους από πάνω του για την λήψη μιας θέσης, ειδικά δεδομένου του γεγονότος ότι το σύστημα Galileo θα είναι διαλειτουργικό με το αμερικανικό σύστημα GPS των 24 δορυφόρων.

Η λεπτή αυτή διαδικασία της κατασκευής ενός τέτοιου αστερισμού δορυφόρων και η εξασφάλιση ότι καθένας βρίσκεται ακριβώς στη σωστή θέση οποιαδήποτε στιγμή θα πραγματοποιηθεί σταδιακά. Καταρχάς, η ΕΥΔ προώθησε έναν πειραματικό δορυφόρο στο τέλος του 2005 σε έναν προωθητή Soyuz. Οι δορυφόροι του Galileo έχουν μηχανισμούς και ρόδες αντίδρασης για να τους βοηθήσουν να διατηρηθούν στη σωστή τροχιά, αλλά δεν έχουν τις μηχανές για να ελιχτούν στη σωστή τροχιά σε πρώτη φάση. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο ο προωθητής να τοποθετήσει τον δορυφόρο κατευθείαν στη σωστή θέση.

Ο πειραματικός δορυφόρος τοποθετήθηκε στο πρώτο τροχιακό επίπεδο από όπου θα χρησιμοποιηθεί για να εξετάσει τον εξοπλισμό εν πλω και τη λειτουργία των επίγειων σταθμών. Έπειτα, η ΕΥΔ θα εκτοξεύσει τους πρώτους τέσσερις λειτουργικούς δορυφόρους χρησιμοποιώντας δύο ξεχωριστούς προωθητές. Οι πρώτοι δύο δορυφόροι θα τοποθετηθούν στο πρώτο τροχιακό επίπεδο και οι δεύτεροι στο δεύτερο τροχιακό επίπεδο. Αυτοί οι τέσσερις δορυφόροι, συν μέρος του επίγειου τμήματος, θα χρησιμοποιηθούν έπειτα για να επικυρώσουν το σύστημα Galileo συνολικά, χρησιμοποιώντας προηγμένους προσομοιωτές συστημάτων. Κατόπιν, οι επόμενοι δύο δορυφόροι θα προωθηθούν στο τρίτο τροχιακό επίπεδο κ.ο.κ. Μόλις επικυρωθεί το σύστημα Galileo, το επόμενο και τελικό στάδιο θα είναι να δημιουργηθεί το υπόλοιπο του αστερισμού γρήγορα έτσι ώστε μια πλήρης υπηρεσία να μπορεί να παρασχεθεί στους χρήστες.


ΜΕΟ (Medium Earth Orbit)

Όσον αφορά γενικά στους δορυφόρους μέσης γήινης τροχιάς αυτοί είναι δορυφόροι οι οποίοι κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα από τη γη οπότε δε φαίνονται στατικοί από κάποιο σημείο. Βρίσκονται σε τροχιές μεταξύ των LEO (2000χλμ.) και GEO (35.786χλμ.) ύψους από 6.000-12.000μίλια και η τροχιακή περίοδος των δορυφόρων ΜΕΟ κυμαίνεται περίπου από 2 έως 12 ώρες. Οι περισσότεροι από αυτούς χρησιμοποιούν την L-ζώνη συχνοτήτων. Επίσης υπάρχει επικοινωνία μεταξύ των δορυφόρων στο K-ζώνης κανάλι. Τα πλεονεκτήματά τους είναι το μέτριο κόστος τροχιοθέτησης και οι μεσαίες καθυστερήσεις προς τη μετάδοση ενώ το μειονέκτημά τους είναι τα τακτά σφάλματα απωλειών διαδρομής. Η συνηθέστερη χρήση δορυφόρων σε αυτή την περιοχή είναι για πλοήγηση, όπως των αστερισμών του GPS (20.200χλμ.) και του GLONASS (19.100χλμ.). Οι τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι που καλύπτουν το Βόρειο και το Νότιο Πόλο τοποθετούνται επίσης σε MEO. Ο Telstar, ένας από τους πρώτους και πιο διάσημους πειραματικούς δορυφόρους, ήταν σε τροχιά ΜΕΟ.
Η απαίτηση της μαζικής αγοράς, εφαρμόσιμη ακόμα και με περιορισμένη θέα του ουρανού όπως αυτός φαίνεται από τα οχήματα ή τους κινητούς δέκτες στις πόλεις, καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος των οδικών και των σχετικών με την επικοινωνία εφαρμογών. Ο στόχος μέτριας διαθεσιμότητας για το σήμα του Galileo λαμβάνει υπόψη ότι οι χρήστες της μαζικής αγοράς κανονικά δεν απαιτούν το σήμα όλη την ώρα δεδομένου ότι θα είναι σε θέση να λαμβάνουν επίσης σήματα από άλλα συστήματα ή αισθητήρες. Η σχετική με την ασφάλεια απαίτηση, εφαρμόσιμη υποχρεωτικά με καλή ορατότητα του ουρανού όπως φαίνεται από τα πλοία στη θάλασσα ή τα αεροσκάφη εν πτήση, στοχεύει πρώτιστα στις εφαρμογές ασφάλειας της ζωής. Τέσσερα μέτρα είναι η κάθετη απαίτηση ακρίβειας για την πολιτική αεροπορία για προσέγγιση και προσγείωση με ακρίβεια.

Το κλειδί για το γενικό σχέδιο του συστήματος είναι ο αστερισμός. Με βάση παλαιότερες μελέτες, η Μελέτη Καθορισμού (Definition Study) είχε επικεντρωθεί σε δύο επιλογές, μια που να προβλέπει τους δορυφόρους σε MEO και μια άλλη που να χρησιμοποιεί ένα μίγμα MEO και GEO δορυφόρων. Έμφαση έχει δοθεί ώστε να παρέχονται υψηλής ποιότητας υπηρεσίες παγκοσμίως και ειδικότερα σε όλη την Ευρώπη συμπεριλαμβανομένων των βόρειων περιοχών μεγάλου γεωγραφικού πλάτους.

Συχνά, η απόδοση των συστημάτων δορυφορικής πλοήγησης αξιολογείται μόνο για χαμηλής κάλυψης γωνίες, ίσως λόγω της πολιτικής αεροπορίας. Είναι επομένως ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι, στον πρώτο κύκλο των αναλύσεων, οι μόνο-MEO και MEO+GEO αστερισμοί αποδείχτηκαν παρόμοιοι στην κάλυψη των σχετικών με την ασφάλεια προδιαγραφών ενώ στις προδιαγραφές της μαζικής αγοράς παρουσίασαν σημαντικές διαφορές, ειδικά κατά την εξέταση διαφορετικών καταστάσεων αποτυχίας. Αυτό φαίνεται συγκρίνοντας την καμπύλη των δύο αποτυχιών στο σχηματισμό μόνο-ΜΕΟ με την πολύ χαμηλότερη καμπύλη διαθεσιμότητας της μίας αποτυχίας στο σχηματισμό MEO+GEO, όπου υποτίθεται ένας δορυφόρος GEO είναι ήδη αποτυχημένος, έτσι ώστε να παρουσιάζονται δύο αποτυχίες συνολικά .Αυτά τα αποτελέσματα, μαζί με την αναγνώριση ότι οι «τρύπες» που προκαλούνται από τις MEO αποτυχίες τείνουν να μετακινούνται έτσι ώστε καμία τοποθεσία δεν επηρεάζεται για πολύ ενώ οι «τρύπες» που προκαλούνται από τις GEO αποτυχίες παραμένουν πάνω σε μια περιοχή, οδηγούν στη προτίμηση για το μόνο-MEO αστερισμό.
των εφεδρικών δορυφόρων στο έδαφος και των εφεδρικών σε τροχιά. Ένας μόνο εφεδρικός δορυφόρος στο έδαφος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντικαταστήσει οποιονδήποτε αποτυχημένο δορυφόρο στον αστερισμό αλλά πρέπει να μεσολαβήσει περίπου πέντε μήνες χρόνος για την προώθηση ενός εφεδρικού από το έδαφος. Ένας εφεδρικός δορυφόρος σε τροχιά μπορεί μόνο να χρησιμοποιηθεί για να αντικαταστήσει έναν αποτυχημένο δορυφόρο στο ίδιο τροχιακό επίπεδο (εκτός αν φέρει πολύ μεγάλο απόθεμα καυσίμων), έτσι απαιτείται για κάθε επίπεδο τροχιάς ένας εφεδρικός σε τροχιά. Εντούτοις, μόνο περίπου πέντε ημέρες απαιτούνται για την μετακίνηση ενός εφεδρικού σε τροχιά γύρω από το τροχιακό του επίπεδο για να αντικαταστήσει μια αποτυχία. Η ανάλυση συνέκρινε έναν αστερισμό MEO με 30 λειτουργικούς δορυφόρους, προωθώντας ένα νέο δορυφόρο για να αντικαταστήσει κάθε αποτυχημένο δορυφόρο, με ένα παρόμοιο αστερισμό με 27 λειτουργικούς δορυφόρους συν 3 εφεδρικούς σε τροχιά, που χρησιμοποιούν τις εφεδρείες αυτές για να αντικαταστήσουν έναν αποτυχημένο δορυφόρο και προωθούν ένα νέο δορυφόρο για να αντικαταστήσει τον εφεδρικό. Και οι δύο αστερισμοί ανταποκρίθηκαν στη σχετική με την ασφάλεια απόδοση όταν λειτουργούν όλοι οι δορυφόροι, αλλά η μέση πιθανότητα για 20έτη λειτουργία όλων των δορυφόρων είναι πάνω από 90% για το «27+3» αστερισμό αλλά λιγότεροι από 70% για το «30+0» αστερισμό. Σε περίπτωση δορυφορικής αποτυχίας, η διαθεσιμότητα με τον αστερισμό «27+3» είναι χαμηλότερη από αυτή με τον αστερισμό «30+0». Εντούτοις, η αποτυχία μπορεί να επισκευαστεί τόσο πολύ πιο γρήγορα ώστε η γενική πιθανότητα του περιστατικού μιας περίπτωσης αποτυχίας είναι πολύ χαμηλότερη με τον «27+3» αστερισμό.
Το διαστημικό τμήμα του Galileo όπως αναλύθηκε προηγουμένως αποτελεί ο αστερισμός Walker 27/3/1. Κάθε δορυφόρος θα μεταδίδει ακριβή χρονικά σήματα, την αστρονομική εφημερίδα (ephemeris) και άλλα δεδομένα. Η εφημερίδα ή αστρονομικό ημερολόγιο είναι ένας πίνακας τιμών που δίνει τις θέσεις των αστρονομικών αντικειμένων στον ουρανό κατά ημερομηνία και χρόνο 24ώρου, τα διάφορα είδη τους χρησιμοποιούνται στην αστρονομία και την αστρολογία, ενώ εδώ αναφέρεται στα ακριβή στοιχεία τροχιάς κάθε δορυφόρου.

Ο δορυφόρος του Galileo είναι ένας δορυφόρος της κατηγορίας 700χλγρ./1600βατ. Το διαστημικό σκάφος περιστρέφεται γύρω από άξονά του που δείχνει προς την γη έτσι ώστε η επίπεδη επιφάνεια των ηλιακών κυψελών να αντικρίζει πάντα τον ήλιο για να συλλέγει τη μέγιστη ηλιακή ενέργεια. Οι κεραίες, που φαίνονται στην κάτω πλευρά του σκάφους στην εικόνα, δείχνουν πάντα προς τη γη. Οι διαστάσεις του δορυφορικού σκάφους θα είναι 2,7μ.×1,1μ.×1,2μ. και το άνοιγμα των ηλιακών κυψελών 13μέτρα. Η διάρκεια ζωής τους αναμένεται να ξεπερνάει τα 12 έτη και τα σήματα πλοήγησης θα είναι δέκα σήματα που μεταδίδονται στη ζώνη 1200-1600MHz.

[PAVL-2]

Βασικά στοιχεία

Σχετικά με τα εξωτερικά μέρη των δορυφόρων αναφέρονται τα εξής:
- Η κεραία L-ζώνης που μεταδίδει τα σήματα πλοήγησης στη ζώνη συχνοτήτων 1200-1600MHz.
- Η κεραία S-R (search and rescue) λαμβάνει τα σήματα κινδύνου από ραδιοφάρους στη γη και τα μεταδίδει σε ένα επίγειο σταθμό για προώθηση σε τοπικές υπηρεσίες διάσωσης.
- Η κεραία C-ζώνης λαμβάνει δεδομένα αποστολής από σταθμούς up-link.
Αυτά περιλαμβάνουν δεδομένα για να συγχρονίζονται τα ρολόγια πάνω σ. Αυτά περιλαμβάνουν δεδομένα για να συγχρονίζονται τα ρολόγια πάνω στα σκάφη με ένα βασισμένο στο έδαφος ρολόι αναφοράς και δεδομένα ακεραιότητας που περιλαμβάνουν πληροφορίες για το πόσο καλά λειτουργεί κάθε δορυφόρος. Οι πληροφορίες ακεραιότητας συγχωνεύονται στο προς μετάδοση στους χρήστες σήμα πλοήγησης.
- Δύο κεραίες S-ζώνης είναι τμήμα του υποσυστήματος τηλεμετρίας, ανίχνευσης και εντολών. Μεταδίδουν δεδομένα για το φορτίο και το διαστημικό σκάφος στον επίγειο έλεγχο και, εις απάντηση, λαμβάνουν εντολές για να ελέγχουν το διαστημικό σκάφος και να χειρίζονται το φορτίο. Οι κεραίες S-ζώνης επίσης λαμβάνουν, επεξεργάζονται και μεταδίδουν τα σήματα υπολογισμού απόστασης που μετρούν το ύψος του δορυφόρου με ακρίβεια μερικών μέτρων.
Οι IR επίγειοι αισθητήρες και οι FSS ηλιακοί αισθητήρες μαζί βοηθούν να διατηρηθεί η κατεύθυνση του διαστημικού σκάφους προς τη γη. Οι IR επίγειοι αισθητήρες το κάνουν αυτό ανιχνεύοντας την αντίθεση μεταξύ του ψύχους του αχανούς διαστήματος και της θερμότητα της γήινης ατμόσφαιρας. Οι FSS ηλιακοί αισθητήρες είναι ορατοί αισθητήρες φωτός που μετρούν γωνίες μεταξύ της βάσης εγκατάστασης τους και του περιστασιακού ηλιακού φωτός.
- Ο λέιζερ αντανακλαστήρας (laser retro-reflector) μετρά το ύψος του δορυφόρου με ακρίβεια μερικών εκατοστών του μέτρου αντανακλώντας μια δέσμη λέιζερ που έχει μεταδοθεί από ένα επίγειο σταθμό. Ο λέιζερ αντανακλαστήρας χρησιμοποιείται περίπου μόνο μια φορά το χρόνο, καθώς οι μετρήσεις ύψους μέσω της κεραίας S-ζώνης είναι σε κάθε άλλη περίπτωση επαρκώς ακριβή.
- Οι διαστημικοί ακτινοβολητές ενέργειας (space radiators) είναι εναλλάκτες θερμότητας που ακτινοβολούν την άχρηστη θερμότητα, που παράγεται από τις μονάδες εντός του διαστημικού σκάφους, στο απέραντο διάστημα και έτσι βοηθούν να διατηρηθούν οι μονάδες στο εύρος της λειτουργικής τους θερμοκρασίας.
Στο εσωτερικό του σκάφους διακρίνουμε τα ακόλουθα:
Ένα παθητικό ρολόι μέιζερ είναι το κύριο ρολόι πάνω στο διαστημικό σκάφος. Είναι ένα ατομικό ρολόι που χρησιμοποιεί την πολύ σταθερή εκπομπή των 1.4GHz σε ένα άτομο υδρογόνου για να μετρήσει το χρόνο μέσα σε 0.45ns για 12 ώρες.

Ένα ρολόι ρουβιδίου θα χρησιμοποιείται όταν το μαζικό ρολόι σταματάει να λειτουργεί. Είναι ακριβές μέσα σε 1.8ns για 12 ώρες.

Το διαστημικό σκάφος έχει τέσσερα ρολόγια, δύο από κάθε τύπο. Ανά πάσα στιγμή, μόνο ένα από κάθε τύπο είναι λειτουργικό. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, το υπό λειτουργία ρολόι μέιζερ παράγει τη συχνότητα αναφοράς από την οποία γεννιέται το σήμα πλοήγησης. Ωστόσο αν το ρολόι μέιζερ πάψει να λειτουργεί το υπό λειτουργία ρολόι ρουβιδίου θα αναλάβει άμεσα και τα δύο εφεδρικά θα πάρουν επίσης μπροστά. Αν το πρόβλημα με το χαλασμένο ρολόι μέιζερ είναι μοναδικό για αυτό το ρολόι, το δεύτερο ρολόι μέιζερ θα αναλάβει από το ρολόι ρουβιδίου μετά από μερικές μέρες όταν θα είναι πλήρως λειτουργικό. Το ρολόι ρουβιδίου θα μπει τότε σε αναμονή ή σε εφεδρεία πάλι. Με αυτό τον τρόπο, έχοντας τέσσερα ρολόγια, το διαστημικό σκάφος του Galileo εγγυάται να παράγει σήμα πλοήγησης σε όλες τις περιπτώσεις.

Η μονάδα παρακολούθησης και ελέγχου των ρολογιών (clock monitoring and control unit) παρέχει τη διεπαφή μεταξύ των τεσσάρων ρολογιών και της μονάδας παραγωγής του σήματος πλοήγησης (NSU). Περνάει το σήμα από το ενεργό κύριο ρολόι στην NSU και εξασφαλίζει επίσης ότι οι συχνότητες που παράγονται από το κύριο ρολόι και το ενεργό εφεδρικό είναι σε φάση, έτσι ώστε να μπορεί το εφεδρικό να αναλάβει άμεσα αν τυχόν έχει πρόβλημα το κύριο.

Οι γεννήτρια σήματος πλοήγησης, γεννήτρια συχνοτήτων και μονάδες άνω-μετατροπής (navigation signal generator, frequency generator and up-conversion units) είναι υπεύθυνες για την παραγωγή των σημάτων πλοήγησης χρησιμοποιώντας είσοδο από τη μονάδα παρακολούθησης ρολογιών και τα δεδομένα πλοήγησης και ακεραιότητας της άνω ζεύξης από την κεραία C-ζώνης. Τα σήματα πλοήγησης μετατρέπονται στην L-ζώνη για εκπομπή στους χρήστες.

Η απομακρυσμένη τερματική μονάδα (remote terminal unit) είναι η διεπαφή μεταξύ όλων των μονάδων φορτίου και του υπολογιστή επί του σκάφους.

Βοηθητικός θάλαμος

O μηχανισμός οδήγησης SADM είναι που συνδέει τους ηλιακούς συλλέκτες με το διαστημικό σκάφος και τους περιστρέφει αργά έτσι ώστε η επιφάνεια τους να παραμένει κάθετη στις ηλιακές ακτίνες σε όλες τις περιπτώσεις.

Τα γυροσκόπια (gyroscopes) μετρούν την περιστροφή του διαστημικού σκάφους.

Οι ρόδες αντίδρασης (reaction wheels) ελέγχουν την περιστροφή του διαστημικού σκάφους. Όταν περιστρέφονται, το ίδιο κάνει και το διαστημικό σκάφος. Περιστρέφεται δύο φορές ανά τροχιά για να επιτρέψει στους ηλιακούς συλλέκτες να παραμείνουν κάθετα στις ακτίνες του ήλιου.
Ένα magneto bar τροποποιεί την ταχύτητα της περιστροφής των ροδών αντίδρασης με την εισαγωγή μιας ροπής στην αντίθετη κατεύθυνση.

Η μονάδα βελτίωσης και διανομής της ισχύος (power conditioning and distribution unit) ρυθμίζει και ελέγχει την ισχύ από τους ηλιακούς πίνακες και τις μπαταρίες και την διανέμει στα υποσυστήματα όλου του διαστημικού σκάφους και στο ωφέλιμο φορτίο.

Ο επί του σκάφους υπολογιστής (on-board computer) ελέγχει όλες τις πτυχές της λειτουργίας του διαστημικού σκάφους και του ωφέλιμου φορτίου

Κρίσιμες τεχνολογικές εξελίξεις

Η ESA έχει αρχίσει, μέσω προσεκτικών ανταγωνιστικών ενεργειών, μια σειρά τεχνολογικών δραστηριοτήτων ανάπτυξης για να εγγυηθεί τη διαθεσιμότητα του κρίσιμου επί του σκάφους εξοπλισμού για το Galileo στην Ευρώπη. Αυτός ο εξοπλισμός περιλαμβάνει εκτός από τα δύο δορυφορικά ρολόγια, το Πρότυπο Ρουβιδίου Ατομικής Συχνότητας (Rubidium Atomic Frequency Standard-RAFS) και το Παθητικό Μέιζερ Υδρογόνου (Passive Hydrogen Maser-PHM), τον Ενισχυτή Ισχύος Στερεάς Κατάστασης (Solid-State Power Amplifier- SSPA), τον Πολυπλέκτη Εξόδου (Output Multiplexer-OMUX) και την Κεραία Πλοήγησης, που περιγράφονται αναλυτικά κατωτέρω. Τα περί των δύο τύπων ρολογιών παρουσιάζονται διεξοδικά σε επόμενη παράγραφο.
Η δραστηριότητα ανάπτυξης ενός άκρως αποδοτικού γραμμικού ενισχυτή ισχύος στερεάς κατάστασης (SSPA) άρχισε από την ESA στα τέλη του 1999. Ο ενισχυτής ενσωματώνει ένα κύκλωμα προέμφασης για να ελαχιστοποιήσει τη φασματική μεγέθυνση λόγω της μη γραμμικότητας και αυτόνομα κυκλώματα αποζημίωσης για να ελαχιστοποιήσει την απόκλιση της καθυστέρησης και της ισχύος εξόδου πέρα από τη θερμοκρασιακή διακύμανση λειτουργίας. Ο ενισχυτής χρησιμοποιεί μια συμπαγή δομή με το τμήμα παροχής ηλεκτρικού ρεύματος πάνω από το τμήμα RF. Προηγμένα GaAs MESFETs χρησιμοποιούνται για υψηλή παράδοση ισχύος και χαμηλή κατανάλωση ισχύος σε συνδυασμό με υψηλή αξιοπιστία. Συγκεκριμένα χαρακτηριστικά σχεδιασμού συμπεριλαμβάνονται προκειμένου να αποφευχθούν τα φαινόμενα εκφόρτισης.

Οι κύριες προδιαγραφές του SSPA είναι:
- Ισχύς εξόδου: 50 W
- Σταθερότητα ισχύος εξόδου: 0.2 dB p-p
- Απόλυτη σταθερότητα καθυστέρησης: 0.05 ns
- Κέρδος: 60 dB
- Μάζα: 0,8κιλά
- Μέγεθος: 250 x 80 x 60χιλιοστά
- Κατανάλωση ισχύος: 120 W.

Ο ενισχυτής είναι σχεδιασμένος για να λειτουργεί από ένα σταθεροποιημένο κύριο δίαυλο των 50V. Τα πρότυπα εφαρμοσμένης μηχανικής αυτού του SSPA ήταν προγραμματισμένα για ολοκλήρωση στο πρώτο τρίμηνο του 2001. Η δεύτερη φάση θα τελείωνε το δεύτερο τρίμηνο του 2002 με την κατασκευή δύο προτύπων EQM.

Ατομικά Ρολόγια

Λειτουργία

Για να δουλεύει σωστά ένα δορυφορικό σύστημα πλοήγησης, είναι απαραίτητο τα σήματα που εκπέμπονται από τους δορυφόρους να μεταδίδονται συγχρονισμένα. Προκειμένου να επιτευχθεί αυτό, οι δορυφόροι φέρουν πολύ σταθερά ρολόγια.

Ειδικότερα οι δορυφόροι Galileo θα φέρουν δύο τύπους ρολογιών: ατομικά ρολόγια ρουβιδίου και ατομικά ρολόγια υδρογόνου. Η σταθερότητα του ρολογιού ρουβιδίου είναι τόσο καλή που θα έχανε μόνο 3 δευτερόλεπτα σε 1 εκατομμύριο έτη, ενώ το μέιζερ υδρογόνου είναι ακόμα πιο σταθερό και θα έχανε μόνο 1 δευτερόλεπτο σε 3 εκατομμύρια έτη. Πραγματικά όμως απαιτείται αυτό το είδος της σταθερότητας δεδομένου ότι ένα λάθος μόνο μερικών νανοδευτερολέπτων (δισεκατομμυριοστών ενός δευτερολέπτου) στις μετρήσεις Galileo θα παρήγαγε ένα λάθος προσδιορισμού θέσης ολόκληρων μέτρων που δεν θα ήταν αποδεκτό.

Ένα ατομικό ρολόι λειτουργεί όπως ένα συμβατικό ρολόι αλλά η χρονική βάση του ρολογιού, αντί της ύπαρξης μια ταλαντευόμενης μάζας όπως σε ένα εκκρεμές ρολόι, στηρίζεται στις ιδιότητες των ατόμων καθώς μεταβαίνουν μεταξύ διαφορετικών ενεργειακών καταστάσεων. Επομένως πρόκειται για ένα ρολόι ακριβείας, του οποίου η λειτουργία βασίζεται σε μια ηλεκτρική ταλάντωση, η οποία ρυθμίζεται από τις φυσικές συχνότητες ταλάντωσης ενός ατομικού συστήματος, όπως π.χ. μιας δέσμης ατόμων καισίου.

Ένα άτομο, όταν διεγείρεται από μια εξωτερική πηγή ενέργειας, μεταβαίνει εν γένει από τη θεμελιώδη σε μια υψηλότερη κατάσταση. Κατόπιν, από αυτή τη κατάσταση, αποδιεγείρεται μεταπίπτοντας σε μια χαμηλότερη ενεργειακά κατάσταση. Σε αυτήν την μετάβαση, το άτομο εκπέμπει ενέργεια σε μια πολύ συγκεκριμένη συχνότητα που είναι χαρακτηριστική του τύπου του ατόμου καθώς εξαρτάται από την ενεργειακή διαφορά των σταθμών του. Αυτό το γεγονός είναι σαν μια υπογραφή για τον τύπο του χρησιμοποιούμενου υλικού. Αυτό που απαιτείται για τη δημιουργία ενός καλού ρολογιού είναι ένας τρόπος ανίχνευσης αυτής της συχνότητας και χρήσης της ως εισόδου σε έναν μετρητή. Αυτή είναι η αρχή πίσω από ένα ατομικό ρολόι. Οι μεταβάσεις μεταξύ των ενεργειακών σταθμών μπορούν να πραγματοποιηθούν με αποτέλεσμα την απελευθέρωση ή την απορρόφηση ενέργειας στις οπτικές ή μικροκυματικές συχνότητες. Το δευτερόλεπτο στο σύστημα SI (ατομικό δευτερόλεπτο) αντιστοιχεί στο χρονικό διάστημα που χρειάζεται για να συμπληρωθούν 9.192.631.770 ταλαντώσεις του ατόμου του ισοτόπου Καισίου 133, όταν υποστεί κατάλληλη διέγερση.
Ρολόι ρουβιδίου

Αυτό το ρολόι του Galileo αποτελείται από έναν ατομικό συντονιστή ή αντηχείο (resonator) και κάποια ηλεκτρονικά ελέγχου. Κοιλότητα συντονισμού ή ηλεκτρομαγνητικό αντηχείο είναι μια συσκευή ή ένα σύστημα που παρουσιάζει αντήχηση ή συντονισμό, δηλαδή ταλαντεύεται φυσικά σε μερικές συχνότητες με μεγαλύτερο πλάτος απ' ό,τι σε άλλες. Αν και η χρήση του έχει διευρυνθεί, ο όρος αναφέρεται συνήθως σε ένα φυσικό αντικείμενο που ταλαντεύεται σε συγκεκριμένες συχνότητες επειδή οι διαστάσεις του είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του μήκους κύματος σε εκείνες τις συχνότητες. Οι ταλαντώσεις ή τα κύματα σε ένα αντηχείο μπορούν να είναι είτε ηλεκτρομαγνητικά είτε μηχανικά. Τα αντηχεία χρησιμοποιούνται είτε για την παραγωγή κυμάτων σε συγκεκριμένες συχνότητες είτε για την επιλογή συγκεκριμένων συχνοτήτων από ένα σήμα.

Μέσα στον ατομικό συντονιστή υπάρχει ένα κελί ατμού ρουβιδίου. Τα άτομα διατηρούνται σε αέρια κατάσταση λόγω υψηλής θερμοκρασίας. Προκειμένου να αρχικοποιηθεί ο συντονισμός, τα άτομα του κελιού διεγείρονται σε μια υψηλότερη κατάσταση από το φως μιας λάμπας εκκένωσης ρουβιδίου που βρίσκεται στην μια άκρη του ατομικού συντονιστή. Στην άλλη άκρη του συντονιστή υπάρχει μια φωτοδίοδος που ανιχνεύει τη ποσότητα του φωτός που περνά διαμέσου του κελιού. Μετά από τη διέγερση, τα άτομα καταπίπτουν σε μια χαμηλότερη ενεργειακά κατάσταση. Από αυτή τη κατάσταση, τα άτομα διεγείρονται πίσω σε ένα ενδιάμεσο επίπεδο με την έγχυση μικροκυματικής ενέργειας στον συντονιστή σε μια δεδομένη συχνότητα. Η μετάβαση στο ενδιάμεσο επίπεδο πραγματοποιείται μόνο εάν η συχνότητα αντιστοιχεί ακριβώς σε αυτή που συνδέεται με αυτήν την μετάβαση. Όταν τα άτομα βρίσκονται στην ενδιάμεση κατάσταση, η απορρόφηση του φωτός είναι μέγιστη. Η έξοδος της φωτοδιόδου συνδέεται με τα στοιχεία του κυκλώματος ελέγχου που ρυθμίζουν τη συχνότητα των μικροκυμάτων. Η ορθή συχνότητα διατηρείται με το συντονισμό της μικροκυματικής πηγής ώστε να λαμβάνεται η μέγιστη απορρόφηση φωτός. Ο συντονισμός διατηρείται από την ενέργεια του λαμπτήρα ρουβιδίου, δεδομένου ότι τα άτομα στην ενδιάμεση κατάσταση διεγείρονται ξανά στην υψηλότερη κατάσταση και έπειτα μεταπίπτουν στη χαμηλότερη, από όπου ολόκληρη η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Το πρώτο στάδιο της δραστηριότητας ανάπτυξης του προτύπου RAFS ολοκληρώθηκε το Μάιο του 2000 με την παράδοση ενός ρολογιού Προτύπου Ηλεκτρικής Πιστοποίησης (Electrical Qualification Model-EQM). Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής της μονάδας είναι:
- Βραχυχρόνια σταθερότητα 5x10-13 για 100δευτ.
- Μάζα 1,4κιλά
-Όγκος  1,3λίτρα
- Κατανάλωση ισχύος: 20 W

[PAVL-2]

Ρολόι μέιζερ υδρογόνου

Ιστορικά καταρχήν ο όρος μειζερ προήλθε από το αρκτικόλεξο MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) που μεταφράζεται ως «Ενίσχυση Μικροκυμάτων από την Εκπομπή Ακτινοβολίας κατόπιν Διέγερσης», αν και τα σύγχρονα μέιζερ εκπέμπουν μια ευρεία μερίδα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Αυτό οδήγησε στην αντικατάσταση της λέξης microwave στο αρκτικόλεξο από τη λέξη molecular που σημαίνει μοριακή. Όταν αναπτύχθηκαν αρχικά οι οπτικοί σύμφωνοι ταλαντωτές, μετονομάστηκαν σε οπτικά μέιζερ, αλλά εν τέλει κατέληξε να αναφερόμαστε συχνότερα σε αυτά ως λέιζερ.

Το ρολόι μέιζερ υδρογόνου του Galileo αποτελείται ομοίως από ένα ατομικό αντηχείο και κάποια ηλεκτρονικά ελέγχου. Σε αυτό το ρολόι ένα μικρό δοχείο αποθήκευσης παρέχει το μοριακό υδρογόνο σε μια λάμπα εκκένωσης αερίου. Εδώ τα μόρια του υδρογόνου διαχωρίζονται στο ατομικό υδρογόνο. Μετά από το διαχωρισμό τα άτομα εισέρχονται σε μια κοιλότητα συντονισμού που περνά μέσω ενός κατευθυντήρα και ενός επιλογέα μαγνητικής κατάστασης. Αυτός ο επιλογέας μαγνητικής κατάστασης χρησιμοποιείται για να αφήσει μόνο τα άτομα του επιθυμητού ενεργειακού επιπέδου να εισέλθουν στην κοιλότητα συντονισμού. Εδώ τα άτομα είναι περιορισμένα σε μια λάμπα χαλαζία ή κουάρτς. Όταν βρεθούν σε αυτό τον γλόμπο αποθήκευσης τα άτομα υδρογόνου τείνουν να επιστρέψουν στη θεμελιώδη ενεργειακή τους κατάσταση, εκπέμποντας μια μικροκυματική συχνότητα κατά την επιστροφή αυτή.

Αυτή η συχνότητα ανιχνεύεται από ένα κύκλωμα ερώτησης που κλειδώνει ένα εξωτερικό σήμα με τη φυσική μετάβαση των ατόμων υδρογόνου. Το κλείδωμα εμφανίζεται όταν η επιβαλλόμενη συχνότητα είναι η ίδια με τη συχνότητα συντονισμού των ατόμων, το γεγονός αυτό αντιστοιχεί σε ενίσχυση του μικροκυματικού σήματος.

Η συχνότητα συντονισμού της μικροκυματικής κοιλότητας είναι περίπου 1,420 GHz. Τα ηλεκτρονικά του ρολογιού περιλαμβάνουν τα στοιχεία κυκλώματος για τον έλεγχο της συχνότητας συν το θερμικό σύστημα ελέγχου για να διατηρείται η κοιλότητα συντονισμού στη σωστή θερμοκρασία.
Το ατομικό αντηχείο είναι πολύ ευαίσθητο στο εξωτερικό περιβάλλον (παραδείγματος χάριν στο μαγνητικό πεδίο). Απαιτείται μεγάλη προσοχή για να κρατηθούν οι περιβαλλοντικές διαταραχές μικρές έτσι ώστε το πλήρες δυναμικό της απόδοσης αυτών των περίπλοκων ρολογιών να μπορεί να επιτευχθεί.

Το 1998 λοιπόν, η ESA ξεκίνησε μια δραστηριότητα ανάπτυξης για ένα κατάλληλο για το διάστημα Ενεργό Μέιζερ Υδρογόνου. Χρησιμοποιώντας το υπόβαθρο που αποκτήθηκε από αυτήν την δραστηριότητα, η ESA έχει εγκαινιάσει τώρα την ανάπτυξη μιας παθητικής έκδοσης αυτού του μέιζερ (Passive Hydrogen Maser-PHM).

Ένα Παθητικό Μέιζερ Υδρογόνου είναι μικρότερο από ένα ενεργό μέιζερ και μπορεί να είναι πιο ευπροσάρμοστο πάνω στο διαστημικό σκάφος. Οι κύριες προδιαγραφές του είναι:
- Μακρυχρόνια σταθερότητα 1x10-14 για 10.000δευτ.
- Μάζα 15κιλά
- Όγκος 25λίτρα
- Κατανάλωση ισχύος 60 W.

Ζώνες Συχνοτήτων

Τα σήματα πλοήγησης Galileo μεταδίδονται στη μικροκυματική ζώνη L (1-2GHz) και συγκεκριμένα στις τέσσερις ζώνες συχνοτήτων που υποδεικνύονται με το μπλε χρώμα στο σχήμα 3.1. Αυτές οι ζώνες είναι η E5a και E5b (1164-1215 MHz), η E6 (1260-1300 MHz) και η E2L1E1 (1559-1591 MHz) και παρέχουν ένα μεγάλο εύρος ζώνης για τη μετάδοση των σημάτων Galileo.
Αυτές οι ζώνες συχνοτήτων έχουν επιλεγεί στο διατιθέμενο φάσμα για τις Δορυφορικές Υπηρεσίες Ραδιοπλοήγησης (RNSS) και εκτός αυτού, οι ζώνες E5a, E5b και L1 συμπεριλαμβάνονται και στο διατιθέμενο φάσμα για τις Αεροναυτικές Υπηρεσίες Ραδιοπλοήγησης (ARNS), που υιοθετείται από τους χρήστες της πολιτικής αεροπορίας επιτρέποντας αξιόπιστες εφαρμογές κρίσιμες για την ασφάλεια.
Τα μηνύματα κινδύνου SAR (από ραδιοφάρους προς τους χειριστές SAR), θα ανιχνεύονται από τους δορυφόρους Galileo στη ζώνη 406-406.1MHz και θα μεταδίδονται έπειτα στους αντίστοιχους επίγειους σταθμούς λήψης στη ζώνη 1544-1545MHz, αποκαλούμενη και L6 (που βρίσκεται κάτω από τη ζώνη πλοήγησης Ε2 και είναι ρεζερβέ για τις υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης). Τα δεδομένα SAR, από τους χειριστές SAR προς τους ραδιοφάρους θα χρησιμοποιούνται για την επαγρύπνηση και το συντονισμό των ομάδων διάσωσης και θα ενσωματωθούν στα δεδομένα του σήματος OS που μεταδίδεται στη συχνότητα φέροντος E2-L1-E.
Πόλωση

Όλα τα σήματα Galileo θα μεταδίδονται με δεξιόστροφη κυκλική πόλωση (righthand circular polarization-RHCP).
Περιγραφή σημάτων πλοήγησης Galileo

Κάθε δορυφόρος του Galileo εκπέμπει έξι σήματα πλοήγησης, τα οποία ονομάζονται σήματα L1F, L1P, E6C, E6P, E5A, και E5B:

- Σήμα L1F: το L1F είναι ένα σήμα ανοιχτής πρόσβασης που διαβιβάζεται στη ζώνη L1 που περιλαμβάνει ένα κανάλι δεδομένων και ένα πειραματικό κανάλι (τα τμήματα σημάτων L1B και L1C αντίστοιχα). Έχει μη κρυπτογραφημένους κωδικούς ταξινόμησης και δεδομένα πλοήγησης, που είναι προσιτά σε όλους τους χρήστες. Το ρεύμα των δεδομένων πλοήγησης L1F αντιστοιχεί στον τύπο μηνυμάτων I/Nav και περιέχει τα μηνύματα ακεραιότητας όπως και τα κρυπτογραφημένα εμπορικά δεδομένα.

- Σήμα L1P: το L1P σήμα είναι ένα σήμα περιορισμένης πρόσβασης που διαβιβάζεται στο κανάλι σημάτων L1A. Οι κωδικοί ταξινόμησης και τα δεδομένα πλοήγησης του κρυπτογραφούνται χρησιμοποιώντας έναν κυβερνητικό αλγόριθμο κρυπτογράφησης. Το ρεύμα των δεδομένων πλοήγησης L1P αντιστοιχεί στον τύπο μηνυμάτων G/Nav.

- Σήμα E6C: το E6C είναι ένα σήμα εμπορικής πρόσβασης που διαβιβάζεται στο E6 που περιλαμβάνει ένα κανάλι δεδομένων και ένα πειραματικό κανάλι (τα τμήματα σημάτων E6B και E6C αντίστοιχα). Οι κωδικοί ταξινόμησης και τα δεδομένα πλοήγησης του κρυπτογραφούνται χρησιμοποιώντας έναν εμπορικό αλγόριθμο. Το ρεύμα των δεδομένων πλοήγησης E6C αντιστοιχεί στον τύπο μηνυμάτων C/Nav.

- Σήμα E6P: το σήμα E6P είναι ένα σήμα περιορισμένης πρόσβασης που διαβιβάζεται στο κανάλι σημάτων E6A. Οι κωδικοί ταξινόμησης και τα δεδομένα πλοήγησης του κρυπτογραφούνται χρησιμοποιώντας έναν κυβερνητικό αλγόριθμο κρυπτογράφησης. Το ρεύμα των δεδομένων πλοήγησης E6P αντιστοιχεί στον τύπο μηνυμάτων G/Nav.

- Σήμα E5a: το σήμα E5a είναι ένα σήμα ανοικτής πρόσβασης που διαβιβάζεται στη ζώνη E5 που περιλαμβάνει ένα κανάλι δεδομένων και ένα πειραματικό (τα τμήματα σημάτων E5aI και E5aQ αντίστοιχα). Το E5a σήμα έχει κωδικούς ταξινόμησης και δεδομένα πλοήγησης, τα οποία είναι προσιτά σε όλους τους χρήστες. Το ρεύμα των δεδομένων πλοήγησης E5a αντιστοιχεί στον τύπο μηνυμάτων F/Nav και μεταδίδει τα βασικά δεδομένα για να υποστηρίζει τις λειτουργίες πλοήγησης και συγχρονισμού.

- Σήμα E5b: το E5b είναι ένα σήμα ανοικτής πρόσβασης που διαβιβάζεται στη ζώνη Ε5 που περιλαμβάνει ένα κανάλι δεδομένων και ένα πειραματικό (τα τμήματα σημάτων E5bI και E5bQ αντίστοιχα). Έχει κωδικούς ταξινόμησης και δεδομένα πλοήγησης προσιτά σε όλους τους χρήστες. Το ρεύμα των δεδομένων πλοήγησης E5b αντιστοιχεί στον τύπο μηνυμάτων I/Nav και περιέχει τα μηνύματα ακεραιότητας καθώς επίσης και κρυπτογραφημένα εμπορικά δεδομένα.

Τα σήματα E5a και E5b είναι διαμορφωμένα προς έναν μοναδικό φέρον E5 που χρησιμοποιεί μια τεχνική γνωστή ως AltBOC. Αυτό το σήμα είναι γνωστό ως E5 και μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία ως ενιαίο σήμα από έναν κατάλληλο δέκτη χρηστών.

Οδικές εφαρμογές

Ο οδικός τομέας είναι μια σημαντική πιθανή αγορά για τις εφαρμογές του Galileo. Στην Ε.Ε. κυκλοφορούν συνολικά 240 εκατομμύρια οχήματα ενώ μέχρι το 2010 θα υπάρχουν περισσότερα από 670 εκατομμύρια αυτοκίνητα, 33 εκατομμύρια λεωφορεία και φορτηγά και 200 εκατομμύρια ελαφριά εμπορικά οχήματα παγκοσμίως.

Οι δέκτες δορυφορικής πλοήγησης εγκαθίστανται πλέον στα νέα αυτοκίνητα ως βασικό εργαλείο για την παροχή νέων τηλεματικών υπηρεσιών στους ανθρώπους εν κινήσει όπως η ηλεκτρονική είσπραξη τελών (EFC) στους σταθμούς διοδίων αυτοκινητοδρόμων ή πόλεων, οι πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για την κυκλοφορία, οι κλήσεις έκτακτης ανάγκης, η καθοδήγηση διαδρομών, η διαχείριση στόλου, η ασφάλιση βάσει χρέωσης ανά χρήση και τα προηγμένα συστήματα υποβοήθησης της οδήγησης (ADAS). Το Galileo θα προσφέρει στους ταξιδιώτες των πόλεων μια βελτιωμένη διαθεσιμότητα των δορυφορικών σημάτων, μειώνοντας την επίδραση της σκίασης από τα κτίρια.

Υπηρεσίες καθοδήγησης διαδρομών και πληροφοριών

Η καθοδήγηση διαδρομών που χρησιμοποιεί τη δορυφορική πλοήγηση είναι ήδη ένα καθιερωμένο προϊόν που προσφέρεται από τους κατασκευαστές αυτοκινήτων. Η πλειοψηφία αυτών των συστημάτων είναι βασισμένη σε δορυφορικά συστήματα πλοήγησης και αισθητήρες επί των οχημάτων (οδόμετρο και γυροσκόπια) για να υπολογίζονται οι βέλτιστες διαδρομές σε πραγματικό χρόνο. Εντούτοις, το GPS δεν προσφέρει ικανοποιητική κάλυψη στις αστικές περιοχές για να χρησιμοποιείται από μόνο του. Το Galileo θα αυξήσει την κάλυψη και την ακρίβεια και αυτό θα επιτρέψει στους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν φτηνότερους αισθητήρες για να καλύψουν τα κενά της δορυφορικής πλοήγησης (π.χ. σε σήραγγες, στενές οδούς).

Χάρη στον εντοπισμό που παρέχεται από τις συσκευές πλοήγησης, πρόσθετες υπηρεσίες μπορούν να προσφερθούν, συμπεριλαμβανομένων των κλήσεων έκτακτης ανάγκης με την αυτόματη μετάδοση της τοποθεσίας, της βοήθειας σε περίπτωση βλάβης με την μετάδοση και άλλων πληροφοριών όπως η φύση της δυσλειτουργίας, αλλά και της αποκατάστασης του οχήματος μετά από κλοπή (κάθε έτος 500.000 αυτοκίνητα κλέβονται και δεν ανακτώνται μόνο στην Ευρώπη).

Διαχείριση κυκλοφορίας

Ο έλεγχος και η διαχείριση της ροής της κυκλοφορίας θα διευκολυνθούν σημαντικά όταν ένας μεγάλος αριθμός αυτοκινήτων θα είναι εξοπλισμένος με δέκτες δορυφορικής πλοήγησης και συστήματα καθοδήγησης. Για παράδειγμα εάν σε ένα οδικό τμήμα η μέση ταχύτητα των αυτοκινήτων που είναι εξοπλισμένα με τους δέκτες Galileo μειωθεί σημαντικά, ένα κέντρο ελέγχου μπορεί να διαγνώσει τη κυκλοφοριακή συμφόρηση που αναμένεται και να προτείνει στα οχήματα που πλησιάζουν προς τα εκεί να επιλέξουν μια διαφορετική διαδρομή. Διάφορες μελέτες έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ο χρόνος ταξιδιού θα μειωνόταν έτσι κατά 10-20%.


Διαχείριση στόλου

Η διαχείριση του στόλου των ταξί, λεωφορείων και τρένων είναι κρίσιμο και σύνθετο καθήκον για τους χειριστές. Οι εταιρείες έχουν εξοπλίσει ήδη περισσότερα από 500.000 οχήματα στην Ευρώπη με αισθητήρες για να προσδιορίζουν τη θέση κάθε ενός σε ένα κέντρο ελέγχου. Το Galileo προσφέρει την εγγύηση ότι η υπηρεσία θα είναι συνεχής. Για παράδειγμα γνωρίζοντας την ακριβή θέση των λεωφορείων τους, οι χειριστές μπορούν να ενημερώσουν τους ταξιδιώτες για τον αναμενόμενο χρόνο της άφιξης του επόμενου λεωφορείου μέσω ηλεκτρονικών πινάκων που επιδεικνύουν τις πληροφορίες αυτές στις στάσεις λεωφορείων.

Υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης

Ένα ποσοστό άνω του 50% των κλήσεων έκτακτης ανάγκης προέρχονται πλέον από κινητά τηλέφωνα ενώ η πρωτοβουλία «eSafety» θέτει ως προτεραιότητα την καθιέρωση ενός πανευρωπαϊκού προτύπου κλήσης έκτακτης ανάγκης από το όχημα για τη μείωση του χρόνου παρέμβασης έκτακτης ανάγκης κατά 40 έως 50%, µε τη δυνατότητα διάσωσης 2.500 ζωών. Οπότε οι αξιόπιστοι δέκτες Galileo θα βραχύνουν εντυπωσιακά την αλυσίδα διάσωσης, με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση χρόνου και τη διάσωση περισσότερων ζωών.

Ακολούθως εξίσου σημαντική είναι η ανίχνευση και η διαχείριση των οχημάτων έκτακτης ανάγκης και διάσωσης. Σε συνδυασμό με δυναμικές πληροφορίες για την κυκλοφορία, ένα ασθενοφόρο (στην Ευρώπη υπάρχουν 60.000) με ένα δέκτη Galileo και μια τηλεπικοινωνιακή σύνδεση θα είναι σε θέση να φθάσει στον προορισμό του πολύ πιο γρήγορα. Ακόμα και οι φωτεινοί σηματοδότες θα μπορούσαν να ελεγχθούν για να επιταχύνουν την έγκαιρη άφιξη ενός οχήματος έκτακτης ανάγκης.

Προηγμένα συστήματα υποστήριξης οδηγού (ADAS)

Τα προηγμένα συστήματα υποβοήθησης της οδήγησης συνδυάζουν τις δυνατότητες των οχημάτων να βελτιώνουν τη κινητικότητα τους και να προσφέρουν μεγαλύτερη ασφάλεια. Το Galileo θα παρέχει σημαντικά επιπρόσθετα στοιχεία στο ADAS για το περιβάλλον του οχήματος και έπειτα το ADAS θα προειδοποιεί τον οδηγό για τον επικείμενο κίνδυνο ή θα παίρνει τον πλήρη ή μερικό έλεγχο του οχήματος. Για παράδειγμα, υπό συνθήκες χαμηλής ορατότητας θα μπορούσε να μειωθεί η ταχύτητα από το ADAS εάν το αυτοκίνητο πλησιάζει μια κλειστή στροφή πάρα πολύ γρήγορα. Αυτή η λειτουργία θα είναι δυνατή μόνο με τα ακριβή δεδομένα εντοπισμού θέσης με την εγγυημένη ακεραιότητα που εξασφαλίζεται από το Galileo και τα τοπικά στοιχεία του. Αναμένεται ότι τα μισά από τα οχήματα που κυκλοφορούν στην Ευρώπη μέχρι το 2020 θα φέρουν το ADAS.

Διαλειτουργικότητα για την οδική χρέωση

Ορισμένες χώρες έχουν ήδη εφαρμόσει συστήματα χρέωσης βάσει διανυθέντων χιλιομέτρων, τα οποία στηρίζονται στο GNSS, ειδικά για τα βαρέα φορτηγά οχήματα που κινούνται σε υπεραστικούς αυτοκινητοδρόμους. Επίσης χρησιμοποιούνται ήδη συστήματα χρέωσης για την αποσυμφόρηση των πόλεων. Η οδηγία 2004/52 απαιτεί να χρησιμοποιούνται σε όλα τα νέα συστήματα EFC μια ή περισσότερες από τις εξής τεχνολογίες: δορυφορική πλοήγηση, δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, συστήματα τηλεπικοινωνιών μικρού βεληνεκούς ή συνδυασμός τους. Η δορυφορική πλοήγηση συνιστάται επειδή είναι ευέλικτη και αρμόζει κάλλιστα στην ευρωπαϊκή πολιτική χρέωσης, διότι δεν χρειάζεται υποδομή και μπορεί εκ φύσεως να επεκταθεί εύκολα.

Το Galileo λοιπόν θα προσφέρει τη δυνατότητα να εφαρμοστούν νέες και πιο προηγμένες μέθοδοι οδικής χρέωσης φιλικές προς τον χρήστη όπως χρέωση για τη χρήση συγκεκριμένων δρόμων σε συγκεκριμένες ώρες με συγκεκριμένα οχήματα, ή χρέωση χρηστών που ταξιδεύουν σε μια ορισμένη αστική ζώνη, σύμφωνα με την απόσταση που έχουν διανύσει. Το όχημα θα χρησιμοποιεί το Galileo για να προσδιορίζει τη θέση του και να αποθηκεύει την απόσταση που διένυσε σε κάθε τύπο δρόμου (με χρέωση ή χωρίς). Κατόπιν θα αναφέρει τα αποτελέσματα αυτά σε ένα κέντρο ελέγχου ώστε μια κεντρική οντότητα χρέωσης να είναι σε θέση να τιμολογήσει τον κάθε χρήστη. Αυτό θα μπορούσε να λειτουργήσει τόσο στους υπεραστικούς όσο και στους αστικούς δρόμους. Μια τέτοια λύση αποφεύγει τις ακριβές επενδύσεις στον εξοπλισμό των χρηστών και των δρόμων και αποτρέπει τα μποτιλιαρίσματα στα παραδοσιακά διόδια.

Οι εμπορικές υπηρεσίες ασφάλισης µε χρέωση ανά χρήση διατίθενται ήδη στην αγορά. Οι υπηρεσίες αυτές βασίζονται στη δορυφορική πλοήγηση σε συνδυασμό µε την κινητή τηλεφωνία. Οι ασφαλιστικές εταιρείες που προσφέρουν την υπηρεσία αυτή εφαρμόζουν τιμές ανάλογα µε τις υπολογιζόμενες αποστάσεις ή παρέχουν οικονομικά κίνητρα για περιορισμό της χρήση των οχημάτων.

Περιβάλλον

Το Galileo θα διαδραματίσει έναν σημαντικό ρόλο στην προστασία του περιβάλλοντος. Θα συμβάλει στην ανίχνευση διαφόρων παραγόντων μόλυνσης, των επικίνδυνων αγαθών και των παγόβουνων, στη χαρτογράφηση των ωκεανών και της κρυόσφαιρας (η κρυόσφαιρα περιλαμβάνει τους πάγους της Γροιλανδίας, τους ηπειρωτικούς παγετώνες, τις χιονοσκεπείς περιοχές και τον πάγο της θάλασσας) και στη μελέτη των παλιρροιών, των ρευμάτων και της στάθμης της θάλασσας. Θα βοηθήσει στην παρακολούθηση της ατμόσφαιρας, δηλαδή των υδρατμών για τις καιρικές προβλέψεις και τις μελέτες κλίματος, αλλά και στον έλεγχο της ιονόσφαιρας για τις ραδιοεπικοινωνίες, τη διαστημική επιστήμη ακόμη και την πρόβλεψη σεισμών. Στη φύση, οι μετακινήσεις των άγριων ζώων μπορούν να ανιχνευθούν για να επικουρηθεί η διατήρηση των βιοτόπων τους.

Εφαρμογές για τα άτομα με αναπηρία (ΑμεΑ)

Υπάρχουν αυτήν τη στιγμή 37 εκατομμύρια άνθρωποι στην Ευρώπη, με άλλα λόγια ένα άτομο ανά δέκα, με κάποια μορφή αναπηρίας. Το Galileo υπόσχεται την έλευση εφαρμόσιμων, προσιτών τεχνολογικών λύσεων για να βοηθήσει τους ανθρώπους με αναπηρίες σε ποικίλες καταστάσεις. Η αυξημένη διαθεσιμότητα του Galileo, ειδικά σε περιοχές στο εσωτερικό των πόλεων, και το χαρακτηριστικό γνώρισμα της ακεραιότητάς του είναι βασικά προτερήματα για αυτό το είδος εφαρμογών και υπηρεσιών.

Χρονική αναφορά

Το πλεονέκτημα της χρήσης του Galileo σε αυτόν τον τομέα δεν προέρχεται μόνο από την υψηλή ακρίβεια που λαμβάνεται για τον καθορισμό του χρόνου από έναν δέκτη Galileo, αλλά κυρίως από τα χαρακτηριστικά της διαλειτουργικότητάς του, τα οποία καθιστούν τη χρονική κλίμακα του Galileo ακριβώς συγχρονισμένη με την ευρέως χρησιμοποιούμενη χρονική κλίμακα UTC. Η πιστοποίηση αυτής της υπηρεσίας συγχρονισμού είναι επίσης ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα που είναι υποχρεωτικό για τέτοιους τύπους εφαρμογών. Οι χρονικές πληροφορίες που δίνονται από το Galileo θα είναι επίσης χρήσιμες σε πολλούς τομείς εφαρμογών. Τα ασύρματα δίκτυα τηλεπικοινωνιών θα τις χρησιμοποιήσουν για τη διαχείριση των δικτύων τους, για το χρονικό μαρκάρισμα και για το συγχρονισμό των πολλών αναφορών συχνότητας. Οι εγκαταστάσεις και τα δίκτυα παραγωγής ενέργειας θα χρησιμοποιήσουν αυτό το σύστημα αναφοράς κοινού χρόνου επίσης για τη χρονική σφράγιση, αλλά και ως κοινή αναφορά για όλα τα συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου.

Η επιστημονική κοινότητα θα έχει επίσης οφέλη από τη χρήση του Galileo, επειδή η υψηλή ακρίβεια συγχρονισμού θα επιτρέψει τη διατήρηση και ανάπτυξη των διεθνών χρονικών προτύπων, και τη βαθμονόμηση χρόνου και συχνότητας των ατομικών ρολογιών. Τελικά, η παρουσία μιας επικυρωμένης χρονικά σφραγίδας είναι υποχρεωτική για εφαρμογές όπως οι ηλεκτρονικές τραπεζικές εργασίες, το ηλεκτρονικό εμπόριο, το χρηματιστήριο, τα συστήματα και οι υπηρεσίες διασφάλισης ποιότητας, αλλά και πολλές άλλες όπως η ρύθμιση των φωτεινών σηματοδοτών, η παραγωγή επικυρωμένων εγγράφων, κ.λπ.

Ελεύθερος χρόνος-Διασκέδαση

Ο τομέας της αγοράς του ελεύθερου χρόνου θα γνωρίσει μια τεράστια ανάπτυξη των εφαρμογών του από τα συστήματα εντοπισμού, την οποία μπορούμε μόνο μερικώς να φανταστούμε σήμερα. Σήμερα οι εφαρμογές (εκτός από εκείνες που υπάρχουν ήδη και είναι βασισμένες στο GPS όπως οι ψυχαγωγικές πτήσεις, ή τα θαλάσσια σκάφη αναψυχής) μπορούν να συμπεριλάβουν τη βασική προσωπική πλοήγηση με τη βοήθεια φορητών τερματικών, σε συνδυασμό με την επίδειξη χαρτών, και τις δευτερεύουσες λειτουργίες επικοινωνίας. Στην προοπτική μιας βαθιάς ολοκληρωμένης ενσωμάτωσης με την τεχνολογία των κινητών επικοινωνιών, αυτές οι τεχνικές θα διευκολύνουν διάφορα σενάρια και εφαρμογές για τη προσωπική ενημέρωση για την κινητικότητα. Σε αυτήν την περιοχή, η ειδοποιός διαφορά του Galileo είναι η εστίασή του σε ζητήματα διαλειτουργικότητας, τα οποία επιτρέπουν εύκολα την ενσωμάτωσή του (σε επίπεδο συστήματος και χρηστών) με άλλα υπάρχοντα και μελλοντικά συστήματα (GSM, UMTS, κ.λπ.). Σίγουρα τα ταξίδια αποτελούν χαρακτηριστικό μέσο αναψυχής με τα πολλαπλά οφέλη από το Galileo για τους ταξιδιώτες.

Πηγή

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών
και Μηχανικών Υπολογιστών
Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας
και Τεχνολογίας Υλικών

[PAVL-2]

<a target="_blank" href="http://img691.imageshack.us/i/23517344.png/"><img src="http://img691.imageshack.us/img691/9160/23517344.th.png" border="0"/></a><br>
Απεικόνιση προωθητή και πολλαπλής δορυφορικής εκτόξευσης

<a target="_blank" href="http://img827.imageshack.us/i/20594935.jpg/"><img src="http://img827.imageshack.us/img827/5753/20594935.th.jpg" border="0"/></a><br>
Διαστημικό σκάφος σε τροχιά, με ανεπτυγμένες ηλιακές κυψέλες

<a target="_blank" href="http://img641.imageshack.us/i/galileo.png/"><img src="http://img641.imageshack.us/img641/4113/galileo.th.png" border="0"/></a><br>
Επίγειο τμήμα Galileo

<a target="_blank" href="http://img514.imageshack.us/i/gstbv1.png/"><img src="http://img514.imageshack.us/img514/3500/gstbv1.th.png" border="0"/></a><br>
Πειραματικό επίγειο τμήμα GSTB-V1

<a target="_blank" href="http://img821.imageshack.us/i/60648190.png/"><img src="http://img821.imageshack.us/img821/5097/60648190.th.png" border="0"/></a><br>
Ρολόι μέιζερ υδρογόνου

<a target="_blank" href="http://img69.imageshack.us/i/rafseqm.png/"><img src="http://img69.imageshack.us/img69/1291/rafseqm.th.png" border="0"/></a><br>
Ρολόι Ρουβιδίου (RAFS, EQM)

<a target="_blank" href="http://img18.imageshack.us/i/74166353.png/"><img src="http://img18.imageshack.us/img18/7054/74166353.th.png" border="0"/></a><br>
Σχεδιάγραμμα κεραιών δορυφόρου

[PAVL-2]

<a target="_blank" href="http://img594.imageshack.us/i/galileo.png/"><img src="http://img594.imageshack.us/img594/4113/galileo.th.png" border="0"/></a><br>
Αρχιτεκτονική του συστήματος Galileo

<a target="_blank" href="http://img838.imageshack.us/i/galileo.png/"><img src="http://img838.imageshack.us/img838/4113/galileo.th.png" border="0"/></a><br>
Γενική μορφή συστήματος Galileo

<a target="_blank" href="http://img638.imageshack.us/i/iov.png/"><img src="http://img638.imageshack.us/img638/1350/iov.th.png" border="0"/></a><br>
Διάρθρωση συστήματος IOV

<a target="_blank" href="http://img706.imageshack.us/i/egnos2004.png/"><img src="http://img706.imageshack.us/img706/7376/egnos2004.th.png" border="0"/></a><br>
Κάλυψη EGNOS από τον Απρίλη του 2004

<a target="_blank" href="http://img43.imageshack.us/i/56706704.png/"><img src="http://img43.imageshack.us/img43/3424/56706704.th.png" border="0"/></a><br>
Κεραία Πλοήγησης

<a target="_blank" href="http://img697.imageshack.us/i/galileogps.png/"><img src="http://img697.imageshack.us/img697/4738/galileogps.th.png" border="0"/></a><br>
Κοινές συχνότητες Galileo-GPS

<a target="_blank" href="http://img15.imageshack.us/i/galileo.png/"><img src="http://img15.imageshack.us/img15/4113/galileo.th.png" border="0"/></a><br>
Οργανωτική δομή προγράμματος Galileo

[FJ]

Χρηστο ευχαριστουμε για τον χρονο που διαθετεις για να μας ενημερωνεις για αυτες τις σημαντικες εξελιξεις...respect1

[PAVL-2]

Εσύ και πολλοί άλλοι κάνετε καλύτερη από έμενα ενημέρωση ,προσπαθώ να βάλω και εγώ κάτι χρήσιμο εδώ μέσα.

Έχεις παρατηρήσει το πόσο ποιο εξελιγμένο ειναι το GALILEO τεχνολογικά και δεν έχει τόσο σχέση με τα άλματα τις τεχνολογίας αλλά με τις αρχικές προδιαγραφές υλοποίησης του,τα περισσότερα τεχνικά χαρακτηριστικά τα εχω αφαιρέσει . Η τεχνικές προδιαγραφές του GALILEO ειναι 2,500 σελίδες .

[FJ]

Αυτα τα πραγματα με τα οποια ασχολεισαι εσυ, ειναι πολυ ''μακρια'' για εμας τους υπολοιπους...the best1

[panosha]

http://img651.imageshack.us/img651/4707/10x1007kubn23resa.jpg


Όπως αναφέρουν οι Γερμανικές Financial Times, η ολοκλήρωση του του ευρωπαϊκού συστήματος Galileo θα καθυστερήσει τουλάχιστον μέχρι το 2017. Αυτό προκύπτει μετά τη σημερινή συνεδρίαση της Commission και τις διαπιστώσεις ότι το συνολικό κόστος θα ξεπεράσει τα 20 δισεκατομμύρια ευρώ. Η επιτροπή διαπιστώνει ότι τα έσοδα από το σύστημα δεν θα είναι τα αρχικά αναμενόμενα και πάντως μικρότερα από το κόστος συντήρησης του. Οι πρώτοι δορυφόροι αναμένεται να τεθούν σε τροχιά το τρίτο τρίμηνο του 2011 και οι τελευταίοι το 2017 ή 2018 (δέκα χρόνια αργότερα από τον αρχικό προγραμματισμό).

Με το Galileo, οι Ευρωπαίοι θέλουν να δημιουργήσουν το δικό τους δίκτυο πλοήγησης απέναντι στον ανταγωνισμό και να συμπληρώσουν το Αμερικάνικο GPS που είναι υπό την αιγίδα του Πενταγώνου. Η Κίνα επίσης ετοιμάζει ένα παρόμοιο σύστημα και εν μέρει χρησιμοποιεί τις συχνότητες του Galileo.
Από την έναρξη του προγράμματος Galileo, έχουν υπάρξει επανειλημμένες καθυστερήσεις και το κόστος αυξήθηκε πολλές φορές.



Πηγή (http://www.ftd.de/unternehmen/industrie/:navigationssatellit-galileo-projekt-wird-zum-milliardengrab/50179534.html)

[PAVL-2]

Καλά και οι τρεις τετράδες που ειναι σε τροχιά και σε δοκιμαστική λειτουργία τη θα τους κάνουν θα τους αφήσουν να γεράσουν πρώτα η να καούν στην ατμοσφαίρα ,τόσο πολύ εξυπηρετούν τα εξ δυσμάς συμφέροντα ; οι ανίκανοι .
Και από την άλλη τα κονδύλια ειναι εγκεκριμένα από την γενική συνέλευση, τη χάθηκαν σαν τα ελληνικά στη διαδρομή .

[Scooby Doo]

Το ευρωπαϊκό σύστημα παγκόσμιας δορυφορικής πλοήγησης, Galileo, θα τεθεί σε λειτουργία το 2014. Η EGNOS, που βελτιώνει την ακρίβεια του GPS σε όλη την Ευρώπη, παρέχει ήδη υπηρεσίες σε διάφορους χρήστες, όπως οι γεωργοί και οι διασώστες.

Η έκθεση για τα δύο προγράμματα δορυφορικής πλοήγησης της ΕΕ διαπιστώνει ότι έχει επιτευχθεί ικανοποιητική πρόοδος και ότι η Ένωση παραμένει προσηλωμένη στην ολοκλήρωση αυτών των προγραμμάτων.

Η ΕΕ άρχισε να αναπτύσσει τα δικά της προγράμματα δορυφορικής πλοήγησης πριν από δέκα χρόνια για στρατηγικούς και οικονομικούς λόγους. Σήμερα οι λόγοι αυτοί εξακολουθούν να αποτελούν τα πρωταρχικά κίνητρα για την υλοποίηση αυτών των προγραμμάτων.

Αναγνωρίζοντας τον καθοριστικό ρόλο της δορυφορικής πλοήγησης στη σύγχρονη κοινωνία, τα κράτη μέλη συμφώνησαν ότι η Ευρώπη έπρεπε να διασφαλίσει την ανεξαρτησία της από το αμερικανικό σύστημα GPS και το ρωσικό σύστημα Glonass.
Τα συστήματα Galileo και EGNOS ανήκουν στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στοχεύουν στην ικανοποίηση των αναγκών της στον οικονομικό τομέα και στον τομέα της ασφάλειας.

Όπως το Διαδίκτυο, έτσι και η δορυφορική πλοήγηση αποτελεί οικονομικό καλύτη για την καινοτομία και τη δημιουργία απασχόλησης σε ευρύ φάσμα τομέων. Σήμερα περί τα 800 δισ. ευρώ του ευρωπαϊκού ΑΕΠ βασίζονται στη χρήση της δορυφορικής πλοήγησης. Σύμφωνα με εκτιμήσεις, η παγκόσμια αγορά για τα εν λόγω προϊόντα και υπηρεσίες αυξάνεται με ρυθμό της τάξης του 30% τα τελευταία χρόνια και η αξία της αναμένεται να ανέλθει σε 240 δισ. ευρώ έως το 2020.

<iframe title="YouTube video player" class="youtube-player" type="text/html" width="560" height="345" src="http://www.youtube.com/embed/VVG8x9zGlVY?rel=0&amp;hd=1" frameborder="0" allowFullScreen></iframe>

Ακρίβεια, διαθεσιμότητα, αξιοπιστία

Η EGNOS και αργότερα το Galileo θα έχουν ως αποτέλεσμα να αυξηθεί κατά πολύ η διαθεσιμότητα και να βελτιωθεί η ακρίβεια των σημάτων πλοήγησης από το διάστημα. Οι χρήστες θα λαμβάνουν ταχύτερα πιο αξιόπιστα σήματα και θα είναι σε θέση να προσδιορίζουν τη θέση τους με ακρίβεια ενός μέτρου, ενώ το GPS επιτρέπει σήμερα τον εντοπισμό θέσης με περιθώριο λάθους αρκετών μέτρων.

Χάρη στη μεγαλύτερη ακρίβεια, διαθεσιμότητα και αξιοπιστία, θα αυξηθούν οι δυνατότητες καινοτομίας τόσο για τις επιχειρήσεις όσο και για τους επιχειρηματίες. Για παράδειγμα, τα συστήματα μπορούν να χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση των μεταφορών και των υπηρεσιών έκτακτης ανάγκης της ΕΕ, καθώς και της διαδικασίας επιβολής του νόμου, της ασφάλειας στα σύνορα της ΕΕ και της ασφάλειας των ειρηνευτικών αποστολών.

Η EGNOS, η οποία λειτουργεί από τον Οκτώβριο του 2009, παρέχει ήδη οφέλη, όπως αύξηση της φυτικής παραγωγής χάρη στη μεγαλύτερη ακρίβεια όσον αφορά τη σπορά και τον ψεκασμό με λιπάσματα. Φέτος αναμένεται να εγκριθεί η χρήση της από τις ευρωπαϊκές αεροπορικές εταιρείες, παρέχοντας έτσι μεγαλύτερη ασφάλεια στους επιβάτες.

Εν τω μεταξύ, οι δύο πειραματικοί δορυφόροι του συστήματος Galileo βρίσκονται ήδη σε τροχιά. Η ΕΕ θα εκτοξεύσει τους πρώτους τέσσερις επιχειρησιακούς δορυφόρους φέτος και τον επόμενο χρόνο. Στη συνέχεια, θα εκτοξεύονται δύο δορυφόροι κάθε τρεις μήνες μέχρι την έναρξη των αρχικών επιχειρήσεων το 2014.

Πηγή (http://ec.europa.eu/news/business/110119_el.htm)

[papajo]

Κάπου μιλάνε για έσοδοα. Αναρωτιέμαι από που μπορεί να προέρχονται αυτά τα έσοδα; Θα είναι επί πληρωμή η χρήση του από τον απλό χρήστη;

[PAVL-2]

Υπάρχουν δυο συχνότητες ,η μια θα είναι ελεύθερη με κυκλικό σφάλμα 2-4 m , και μια που θα είναι επί πληρωμή και με ειδικούς δέκτες και που θα έχει κυκλικό σφάλμα 0,20 m για εξειδικευμένους πελάτες -Κυβερνήσεις -αεροπλοΐα -στρατός κλπ .
Το μεγάλο στοίχημα είναι η διασύνδεση του με το Clonas άμεσα και οχι με το EGNOS .

Και μην μπερδεύουμε το EGNOS με το GPS η το CLONAS [EGNOS-European Geostationary Navigation Overlay Service η βελτίωση υπηρεσιών που παρέχονται από GPS-CLONAS]

[Kostinios]

Παιδια εχω μια απορεια. Πριν ακριβως απο ελαχιστους μηνες δεν μας λεγαν οτι το galileo θα λειτουργηση το 2018;

[PAVL-2]

Παιδια εχω μια απορεια. Πριν ακριβως απο ελαχιστους μηνες δεν μας λεγαν οτι το galileo θα λειτουργηση το 2018;


Είναι πολλά τα λεφτά Κώστα [Σταθμοί βάσης τηλεμετρίας-κόστος κατασκευής και εκτόξευσης sat -Πολιτικά συμφέροντα μην δυσαρεστήσουμε τους Αμερικάνους-Αλλά και ασυνεννοησία μεταξύ μελών προγράμματος] ,αλλά ότι και να λέγετε θα θα πραγματοποιηθεί τα στρατιωτικά συμφέροντα είναι άμεσα και περισσότερα [υπάρχουν 7 sat έτοιμα προς εκτόξευση ].

Τροχιακές θέσεις σε κατάσταση ελέγχου και δοκιμών σε πλήρη λειτουργία ΜΟΝΟ για την Ευρώπη.

Ν1...AOR-E [15,5 W]
N2...AOB-E [22,5 E]
N3...NOR-F5 [25.0 E]
N4...NOF-F4.2 [32.0 E ]
N5...ARTEMIS [21,5 E]

[ChrisAthens]

Βρυξέλλες, Βέλγιο
To EGNOS, ένα σύστημα δορυφορικής πλοήγησης που σχεδιάστηκε να λειτουργεί συμπληρωματικά με το GPS, έλαβε πιστοποίηση για χρήση στην πολιτική αεροπορία, ανακοίνωσε η Ευρωπαϊκή Επιτροπή.

Περισσότερα... (http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231081918)

[PAVL-2]

Το σύστημα δορυφορικής πλοήγησης EGNOS έτοιμο με τα αποτελέσματα τον τεστ αποδοχής να είναι μακράν καλύτερα από τα υπόλοιπα δυο , άραγε είναι τυχαίο ότι η επιχειρήσεις στην Λιβύη και η καθοδήγηση των πυραύλων [ RAFALE + SCALP-EG ] γίνετε με αυτό το σύστημα .

Μπα δεν νομίζω .

[weather1967]

Ακρίβεια 3-5 μέτρα blink1

http://www.sportfishing.gr/media/egnos.html

[PAVL-2]

Ακρίβεια 3-5 μέτρα blink1

http://www.sportfishing.gr/media/egnos.html


Για πολιτική χρήση [ L1 CEP 3-10 m] για στρατιωτική [ L1+L2 CEP 0,20 - 1,0 m]

CEP = κυκλικό σφάλμα
L1 + L2 = Συχνότητες κώδικα

[weather1967]

Η τελειότητα σε όλο το μεγαλείο,το επομενο βήμα θα είναι ακρίβεια εκατοστού.

[PAVL-2]

Πυραυλικοί φορείς Soyuz Στην Γαλλική Γουινέα είναι η πρώτη φορά που Ρώσικος πυραυλικός φορέας χρησιμοποιείτε εκτός Ρωσίας ,η συναρμολόγηση έχει ολοκληρωθεί και την 20η Οκτωβρίου 2011 καιρού επιτρέποντος θα γίνει η εκτόξευση τον δυο φορέων με 4 δορυφόρους του Galileo ,αυτή την στιγμή δεν υπάρχει πιο σύγχρονος τεχνολογικά δορυφόρος GPS η ακρίβεια του ατομικού ωρολογίου τους είναι 1 δευτερόλεπτο κάθε 3.000.000 χρόνια ,έχουν επιλέξει την συγκεκριμένη τοποθεσία κυρίως σαν την καλύτερη δυνατή ανάμεσα από τις υπόλοιπες [Baikonur – Kazakhstan και Plesetsk – Ρωσία],το ύψος τροχιακής θέσης θα είναι 23.222 Km .
Κατασκευαστριες εταιρίες τον δορυφόρων GPS είναι η Thales Alenia Space [ Γαλλία ] και η Astrium [Αγγλια] έχουν ανατεθεί και δρομολογηθεί 18 δορυφόροι .

<a target='_blank' title='ImageShack - Image And Video Hosting' href='http://imageshack.us/photo/my-images/20/soyuzrocket2.jpg/'><img src='http://img20.imageshack.us/img20/9392/soyuzrocket2.jpg' border='0'/></a>

Uploaded with <a target='_blank' href='http://imageshack.us'>ImageShack.us</a>

<a target='_blank' title='ImageShack - Image And Video Hosting' href='http://imageshack.us/photo/my-images/820/soyuzrocketunloaded.jpg/'><img src='http://img820.imageshack.us/img820/638/soyuzrocketunloaded.jpg' border='0'/></a>

Uploaded with <a target='_blank' href='http://imageshack.us'>ImageShack.us</a>

[PAVL-2]

Οικογένεια Soyuz

<a target='_blank' href='http://imageshack.us/photo/my-images/155/soyuzfamily.gif/'><img src='http://img155.imageshack.us/img155/9366/soyuzfamily.th.gif' border='0'/></a>

Uploaded with <a target='_blank' href='http://imageshack.us'>ImageShack.us</a>

[PAVL-2]

Γαλλική Γουινέα πλατφόρμα εκτόξευσης .


<a target='_blank' title='ImageShack - Image And Video Hosting' href='http://imageshack.us/photo/my-images/8/21906a4large1.jpg/'><img src='http://img8.imageshack.us/img8/2913/21906a4large1.jpg' border='0'/></a>

Uploaded with <a target='_blank' href='http://imageshack.us'>ImageShack.us</a>

<a target='_blank' title='ImageShack - Image And Video Hosting' href='http://imageshack.us/photo/my-images/706/21909a4medium1.jpg/'><img src='http://img706.imageshack.us/img706/1200/21909a4medium1.jpg' border='0'/></a>

Uploaded with <a target='_blank' href='http://imageshack.us'>ImageShack.us</a>


<a target='_blank' title='ImageShack - Image And Video Hosting' href='http://imageshack.us/photo/my-images/171/0987b07.jpg/'><img src='http://img171.imageshack.us/img171/8223/0987b07.jpg' border='0'/></a>

Uploaded with <a target='_blank' href='http://imageshack.us'>ImageShack.us</a>

Σύννεφα από εξάτμιση υγρού οξυγόνου δευτερόλεπτα πριν την ανάφλεξη

<a target='_blank' title='ImageShack - Image And Video Hosting' href='http://imageshack.us/photo/my-images/4/pauldsc4882m.jpg/'><img src='http://img4.imageshack.us/img4/6363/pauldsc4882m.jpg' border='0'/></a>

Uploaded with <a target='_blank' href='http://imageshack.us'>ImageShack.us</a>

[CKV_1860]

Παρ´ όλες τις καθυστερήσεις/ αναβολές το σύστημα Galileo παίρνει σάρκα και οστά. Την Πέμπτη θά γινει η εκτόξευση του πρώτου δορυφόρου.

Το Galileo προγραμματίζεται μπεί σε εμπορική λειτουργία το 2014, με καθυστέρηση περίπου έξι ετών. Σε πρώτη φάση θα περιλαμβάνει 18 δορυφόρους, οι οποίοι τελικά θα αυξηθούν στους 28.

Πηγή: http://www.newsbomb.gr/episthmh/story/86455/h-eyrwph-ektoxeyei-toys-prwtoys-doryforoys-toy-galileo?utm_source=dlvr.it&utm_medium=twitter

[Kostinios]

Το 2018 δεν ηταν να λειτουργησει; Θα μας τρελανουν!

[panosha]

Αν διαβάσεις το θέμα από την αρχή, θα βρεις πολλές πληροφορίες που συγκρούονται μεταξύ τους. Από τη μια ο προγραμματισμός έχει αλλάξει αρκετές φορές κι από την άλλη δεν υπάρχουν για αρκετά από όσα έχουν γραφτεί - όχι μόνο εδώ - έγκυρες πηγές.

[Kostinios]

δηλαδη το 2014 θα λειτουργει βαση του τορινου προγραμματισμου?

[panosha]

Νομίζω πως όποιος ενδιαφέρεται για λεπτομέρειες, πρέπει να δει τους παρακάτω συνδέσμους.

http://www.esa.int/esaNA/index.html
http://www.esa.int/esaNA/galileo_1_a.html
http://www.esa.int/esaNA/SEM9RJCUHTG_galileo_0.html

[PAVL-2]

Αν διαβάσεις το θέμα από την αρχή, θα βρεις πολλές πληροφορίες που συγκρούονται μεταξύ τους. Από τη μια ο προγραμματισμός έχει αλλάξει αρκετές φορές κι από την άλλη δεν υπάρχουν για αρκετά από όσα έχουν γραφτεί - όχι μόνο εδώ - έγκυρες πηγές.


Όντως ο προγραμματισμός έχει αλλάξει πάρα πολλές φορές ,αλλά το κύριο πρόβλημα δεν ήταν η χρηματοδότηση αλλά το κόστος η αξιοπιστία και διαθεσιμότητα του πυραυλικού φορέα που και αυτό λύθηκε με την χρήση του Soyuz ,η όχι ;

[panosha]

http://img718.imageshack.us/img718/6367/04asr.jpg

http://img248.imageshack.us/img248/9774/65097677.jpg

http://img43.imageshack.us/img43/8961/21040642.jpg

Η εκτόξευση έχει καθυστερήσει, λόγω κάποιων προβλημάτων με τα καύσιμα.

Θα γίνει μάλλον αργότερα σήμερα. Δείτε το από εδώ.

[panosha]

<iframe width="800" height="500" src="http://cdn.livestream.com/embed/spaceflightnow?layout=4&color=0xe7e7e7&autoPlay=false&mute=false&iconColorOver=0x888888&iconColor=0x777777&allowchat=true&height=500&width=800" style="border:0;outline:0" frameborder="0" scrolling="no"></iframe>

Η ομάδα εκτόξευσης φόρτωσε περισσότερο από 500.000 λίβρες υγρού οξυγόνου και προωθητικής κηροζίνης σήμερα το πρωί, υπεροξείδιο του υδρογόνου για να κινεί στροβίλους αερίου των μηχανών, και υγρό άζωτο για να κρατήσει τις δεξαμενές καυσίμου υπό πίεση.

Το πράσινο φως για την εκτόξευση δόθηκε. Αν και υπάρχει ανησυχία για κεραυνούς, ο καιρός είναι βελτιωμένος και η νέα προγραμματισμένη ώρα έναρξης της μετάδοσης, είναι 12.30 Ελλάδας.

[PAVL-2]

Ούτε η βροχή δεν σταμάτησε τα δυο πουλιά ,αλλά είχαν ότι καλύτερο υπάρχει σε μεταφορική πλατφόρμα .
Άντε να μπουν στη θέση [ τροχιακή ] τους, να ανοίξουν τα πανελς ,να γίνουν τα τεστ ,και σιγά σιγά να δούμε άσπρη μέρα.

[Scooby Doo]

http://img840.imageshack.us/img840/1610/40666571.jpg

http://img835.imageshack.us/img835/4908/84149512.jpg

http://img88.imageshack.us/img88/8569/12708537.jpg

http://img402.imageshack.us/img402/7397/11588372.jpg

http://img822.imageshack.us/img822/5264/80738387.jpg

http://img708.imageshack.us/img708/5663/49915388.jpg

[gamer]

rocket science, γουστάρω the best1

[PAVL-2]

Εδώ έχουμε περίπου 4.000.000 hp με χρήση υγρού καυσίμου ενώ στο διαστημικό Λεωφορείο 55.000.000 hp με διπλή προώθηση λεωφορείο υγρά καύσιμα βοηθητική προωθητήρες στερεά .