Спутниковая навигация galileo что это

Европейская спутниковая система Galileo. История и характеристики

ТАСС-ДОСЬЕ. 14 июля 2019 года стало известно о масштабном сбое европейской глобальной навигационной спутниковой системы Galileo. Первое уведомление о перебоях в работе появилось 11 июля, в настоящее время ни один из спутников не функционирует. О причинах сбоя пока не сообщается. Редакция ТАСС-ДОСЬЕ подготовила материал об этой навигационной системе.

История проекта

Впервые о программе по созданию навигационной спутниковой системы было заявлено в 1994 году, когда Европейский совет, высший орган Европейского союза (ЕС), поручил Еврокомиссии (исполнительный орган ЕС) предпринять шаги по развитию информационных технологий, включая спутниковую навигацию. В 1999 году концепция навигационной системы под названием Galileo была предложена Германией, Великобританией, Францией и Италией. Она была названа в честь итальянского астронома и физика, изобретателя телескопа Галилео Галилея (1564-1642).

Решение о начале работ над проектом было принято ЕС и Европейским космическим агентством (ЕКА) в 2003 году. Договор о практической реализации подписан в январе 2006 года между ЕКА и совместным предприятием Galileo Industries (город Оттобрунн, Германия). В число учредителей Galileo Industries вошли европейские компании Alcatel Alenia Space (ныне — Thales Alenia Space), EADS Astrium (ныне — Airbus Defence and Space) и др.

Первоначально на проект Евросоюзом было выделено €3,4 млрд, в январе 2011 года — еще €1,9 млрд. В 2019 году бюджет программы оценивается в €10 млрд ($12,5 млрд).

Первые два экспериментальных спутника GIOVE-A, GIOVE-B были изготовлены в 2005-2008 годы британской компанией Surrey Satellite (город Гилдфорд). В январе 2010 года генеральным подрядчиком по строительству аппаратов системы Galileo стала немецкая фирма OHB System ( город Бремен), британская компания выступила ее партнером. В OHB System были созданы рабочие спутники Galileo IOV и Galileo FOC.

В марте 2019 года Еврокомиссия сообщила о переводе станций навигационной системы Galileo, расположенных в Великобритании, на территорию Евросоюза в связи с ожидаемым выходом Соединенного королевства из состава ЕС. Ранее, в августе 2018 года, Великобритания заявила, что собирается начать работу над собственной навигационной спутниковой системой, если ей не будет предоставлен равный доступ к Galileo после Brexit (выхода из ЕС). В свой проект королевство планирует вложить £92 млн ($117 млн).

Характеристики спутников

Масса одного спутника составляет от 700 до 738 кг (в зависимости от типа), линейные размеры — 2,5 м, 1,2 м (14,67 с развернутыми солнечными батареями), 1,1 м. Мощность — от 1420 до 1900 ватт, гарантированный срок службы — не менее 12 лет.

Помимо навигационной аппаратуры, на спутниках устанавливается ретранслятор для передачи аварийных сигналов, используемых международной спутниковой поисково-спасательной системой COSRAS-SARSAT.

Статистика запусков и инциденты

Первые спутники GIOVE-A и GIOVE-B были запущены 28 декабря 2005 года и 24 апреля 2008 года с космодрома Байконур российской ракетой "Союз-ФГ". На экспериментальных аппаратах отрабатывались навигационные параметры системы Galileo.

Затем рабочие аппараты стали выводиться на орбиту с космодрома в Куру во Французской Гвиане (официальное название: Гвианский космический центр; Южная Америка). В 2011-2016 годы они запускались ракетой "Союз-СТ" с разгонным блоком "Фрегат-МТ" (созданы Россией специально для запусков с европейского космодрома) — по два аппарата одновременно. С ноября 2016 года запуски проводятся с помощью тяжелой версии европейской ракеты Ariane 5.

Всего к 15 июля 2019 года в рамках проекта Galileo было осуществлено 12 запусков, в ходе которых на околоземную орбиту выведено 28 спутников (включая экспериментальные). Частично успешным был запуск 22 августа 2014 года с помощью "Союза-СТ" с "Фрегатом-МТ". Из-за нештатной работы разгонного блока не удалось вывести на расчетную орбиту два новых аппарата Galileo FOC. Спутникам пришлось задействовать собственные двигательные установки.

Предыдущий запуск состоялся 25 июля 2018 года, когда ракета Ariane 5 вывела на околоземную орбиту четыре спутника Galileo FOC.

Состояние группировки

С 15 декабря 2016 года система официально начала функционировать и предоставлять первичный набор навигационных услуг. Европейская Galileo работает по тому же принципу, что и аналогичные глобальные навигационные спутниковые системы GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия). В современной бытовой технике устанавливаются чипы, принимающие сигнал как с GPS и ГЛОНАСС, так и с Galileo. Уровень точности позиционирования Galileo составляет около 4 м (в перспективе — 1 м).

Для штатной работы Galileo необходимо 24 работающих спутника, расположенных на круговых орбитах высотой 23 тыс. 222 км — по восемь аппаратов в трех плоскостях с разным наклонением. В настоящее время в состав орбитальной группировки системы входят 26 спутников: четыре Galileo IOV и 22 Galileo FOC. До сбоя в июле 2019 года 22 аппарата передавали навигационные сигналы, два (Galileo FOC-1 и Galileo FOC-2) работали в тестовом режиме и два были временно выведены из системы. Каждый из спутников имеет собственное имя — назван в честь ребенка одной из стран ЕС, ставшего победителем от своей страны в конкурсе на лучший детский рисунок, посвященный Galileo.

Созданный наземный комплекс управления системой включает в себя центры управления в Европе и глобальную сеть передающих и принимающих станций. Главный центр управления Galileo расположен в долине осушенного озера Фучино, в итальянской провинции Аквила.

Планы

Полностью развернуть навигационную систему Galileo до 30 аппаратов (24 действующих и шесть резервных) планируется к 2020 году. С помощью сигналов со спутников пользователи смогут определять свое местоположение в любой точке Земли. Сигнал с координатами высокой точности будет доступен не только государственным пользователям, но и коммерческим заказчикам.

Galileo – мирная и точная навигация Европы

Сегодня уже сложно представить жизнь без спутниковой навигационной системы, к которой подключены не только самолеты, автомобили и телефоны, но и, например, сельскохозяйственная техника. Не первый год Европейский союз разрабатывает собственную спутниковую систему, сигнал которой уже в ближайшие месяцы сможет принимать большинство новых телефонных аппаратов. О том, зачем Европе нужен свой «Галилео», и когда он окончательно станет частью повседневной жизни, рассказал полномочный представитель чешского правительства при европейском агентстве GSA Карел Добеш.

«Огромным преимуществом является то, что у нас увеличено количество спутников, сигнал которых мы можем принимать. И это очень удобно для всех пользователей, потому что для определения своего местоположения вам требуется сигнал четырех спутников. В лесу или в городе, между высокими домами, может сложиться ситуация, что вы не сможете принять сигнал всех четырех спутников. Для 80% пользователей все равно, сигнал какой системы они примут на телефоне, в автомобиле. Существует договоренность между GPS, GLONASS, Galileo, Compass и системами, которые создают индусы и японцы, то есть для вас на орбите может работать и сто спутников. И большой плюс состоит в том, что вы всегда выберете самый сильный из поступающих сигналов», – рассказывает представитель чешского правительства при европейском агентстве GSA Карел Добеш.

Зачем же Европе собственная система, которая разрабатывается уже много лет, в то время как США в 2018 г. планирует запустить уже GPS-3, то есть третье поколение своей спутниковой навигационной системы, а Китай завершает создание своего Compass?

«Вопрос стоит так – хочет ли Европа быть самостоятельным экономическим субъектом. Если Европа планирует быть независимой от партнеров и конкурентов, то должна соблюдать определенные условия. Современная экономика зиждется на трех столпах. Во-первых, необходимо знать, что где находится – товары, люди, корабли, самолеты. Для этого вам нужна спутниковая навигация. Во-вторых, вы должны получать данные об окружающем пространстве. Если речь идет об океане, знать, какая в этом месте глубина, погода и т.д. Третий пункт – это связь. И если чья-либо экономическая система не обладает этими тремя принципиальными составляющими, значит, она зависима от кого-то другого», – подчеркивает Карел Добеш.

Однако не все в Европе безоговорочно приветствуют создание Galileo. Критики системы указывают на то, что GPS и Glonass обладают очень схожими параметрами и предоставляют свои услуги бесплатно. При этом Galileo является самой дорогостоящей совместной инвестицией стран-членов ЕС, сумма которой достигает 10 млрд евро, а ее значение – «лишь вопрос политики и престижа».

Создатели Galileo, со своей стороны, указывают на то, что европейская система обладает многочисленными полезными функциями, такими как обслуживание автотранспорта, железных дорог, авиации и морского транспорта, она помогает сельскохозяйственным работам, способна отслеживать передвижение домашнего скота. В силах Galileo — предоставлять электронные банковские услуги, обеспечивать работу с Интернет-продажами, предоставлять помощь в проведении спасательных операций и охране правопорядка.

Европа запустила Galileo, конкурента GPS И ГЛОНАСС: Что об этом надо знать?

Эпохальное событие: после 17 лет планирования, разработки, сомнений и проблем в Европе наконец-то официально введена в строй Galileo — спутниковая система глобальной навигации, призванная дать Старому Свету независимость от американской GPS или российской ГЛОНАСС. Delfi TechLife рассказывает все, что об этом нужно знать.

В четверг, 15 декабря, ракета-носитель Ariane 5 ES успешно стартовала с космодрома Куру во Французской Гвиане и «вывезла» в космос последние в этом году спутники Galileo. Спустя четыре часа после запуска все четыре спутника, каждый весом 738 килограммов, были выведены на расчетные орбиты. Это позволило официально ввести в строй европейскую спутниковую систему глобальной навигации Galileo. Отвечает за это Европейское агентство глобальных спутниковых навигационных систем (European GNSS Agency).

Сегодня на своих орбитах вокруг Земли трудится группировка из 18 спутников Galileo — этого достаточно для охвата планеты и для запуска системы навигации, как таковой. К 2020 году количество спутников будет увеличено до 30 и Galileo заработает на полную мощность, в разы увеличив точность навигации.

К 2020 году также на полную мощность заработает и китайская система навигации BeiDou из 35 спутников. Свои системы кроме Европы есть только у США и России — GPS и ГЛОНАСС. Но кроме Китая строят их также Япония и Индия. Если сегодня вокруг Земли вращается около 90 навигационных спутников, то в течение последующих 10 лет их число должно увеличиться как минимум до 130 штук.

Учитывая, что запуск Galileo — событие в каком-то смысле историческое, мы решили углубиться в тему и задали сами себе шесть основных вопросов про Galileo. И сами же себе — и вам заодно — на них ответили.

Зачем нужна Galileo, если есть GPS, ГЛОНАСС, BeiDou?

Вопрос наличия собственной спутниковой системы навигации в XXI веке — вопрос стратегической безопасности. Что будет, если США или Россия отключат свои системы навигации? На самом деле мы уже подробно рассматривали такой сценарий. Краткий ответ: ничего хорошего.

Но сегодня просто нельзя говорить о независимости, не имея собственной навигационной системы — настолько сильно в наши жизнь интегрированы услуги и сервисы, обеспеченные этими «железяками», постоянно летающих надо головами.

Чем Galileo отличается от GPS? Ключевое отличие в том, кто контролирует системы. Американскую GPS контролируют военные, а европейскую Galileo — гражданские. Соответственно, GPS может быть отключена в тех или иных точках планеты (и регулярно отключается) по запросу людей с погонами, а вот Galileo будет работать бесперебойно.

Техническими деталями утомлять не будем, но скажем, что когда Galileo заработает в полную силу через три года, то она должна быть на порядок (т.е. в десять раз) точнее, чем GPS. Кроме того, у нее значительно меньше время передачи сигналов точного времени, от которых зависит работа многих промышленных систем.

Чем мне лично сейчас полезна Galileo?

То, что это европейская система — должно греть душу, разве нет? 🙂 Но если оставить в стороне патриотизм, то здесь и сейчас Galileo для европейцев практически бесполезна.

Чтобы смартфоны или навигационные устройства работали со спутниками Galileo, необходима поддержка на аппаратном и программном уровне. Это как для того, чтобы сфотографировать кого-то смартфоном, в нем должны быть: а)сама камера на задней или передней крышке; б)программа, в которой можно нажать на виртуальную кнопку и получить фото. «Железо» и «софт».

Практически всех ведущие производители «железа» для смартфонов, навигаторов и автомобильных систем в теории уже создали нужные чипы с нужной поддержкой, однако в реальных устройствах это пока почти не реализовано. Например, единственный смартфон, официально поддерживающий Galileo и доступный в Латвии — Huawei Mate 9. Посмотреть на невпечатляющий список устройств можно на сайте UseGalileo.

Но помимо аппаратной поддержки должна быть и программная. В Android поддержка Galileo появилась лишь начиная с версии 7.0, которая доступна лишь на топовых смартфонах. В iOS такой поддержки пока вообще нет. Но все будет — поддержку ГЛОНАСС тоже не сразу добавили.

Чем мне будет полезна Galileo… и когда?

У Европейской комиссии, присматривающей за Galileo, есть план по тому, как «насадить» использование европейской системы в ЕС. Кроме того, рано или поздно Galileo начнут применять и вполне добровольно — по нескольким причинам.

С 2018 года все новые автомобили, продаваемые на территории Европейского союза, должны будут соответствовать требованиям общей системы автоматического сообщения о ДТП под названием eCall. Разумеется, eCall будет работать на базе Galileo, а значит, во всех новых машинах с 2018 года появится «железо», понимающее Galileo. Это станет поводом для разработчиков навигационных систем в авто использовать Galileo наряду с GPS и ГЛОНАСС. Правда, когда eCall заработает в Латвии — неизвестно.

Аналогичный план у Еврокомиссии есть и в отношении смартфонов — строить системы, сообщающие координаты при звонке в службу спасения исключительно на базе Galileo. Но пока это лишь планы. И латвийцы, которые хотят, чтобы латвийские спасатели их точно нашли, должны заботиться о себе сами.

Наконец, в ЕС хотят обязать всех поставщиков спасательного (и не только) оборудования для государственных нужд использовать именно Galileo, а прочие навигационные системы будут лишь дублирующими.

Технически Galileo, по крайней мере «на бумаге», выглядит привлекательнее аналогов. Если это теоретическое превосходство подтвердится реальными тестами, производители оборудования и сами начнут добровольно добавлять поддержку Galileo в свои устройства.

Доказывать это превосходство будут в том числе сервисом Galileo Searchand Rescue. Он предназначен для производителей спасательных буйков и датчиков. Обещано, что сигнал в системах на базе Galileo будет доходить до спасателей не за три часа, как сейчас считается нормой, а всего за 10 минут. Это европейский подарок старой глобальной системе спасения «Коспас-Сарсат», группировка которой насчитывает всего шесть спутников. Именно из-за того, что их так мало, сигнал и может идти до трех часов — пока спутник не пролетит над терпящими бедствие, их никто не услышит. А у Galileo спутников уже 18, а будет вообще 30, что позволяет «наблюдать» даже за медвежьими углами планеты с минутной, а не часовой задержкой.

Как я пойму, что мое устройство использует Galileo?

Обычный пользователь скорее всего никак не сможет это понять. Навигация в бытовом смысле всегда «черный ящик» — обычно мы не видим, к каким спутникам каких систем навигации подключаются наши устройства. Но если задаться такой целью, то с помощью специальных программ и настроек можно увидеть и «изнанку» работы навигации в смартфоне.

Правда, пока, как мы уже сказали, смотреть не на что. Если только вы не обладатель Huawei Mate 9. Тогда можете попробовать приложение https://play.google.com/store/apps/details?id=com.android.gpstest GPSTest, в котором уже реализована поддержка Galileo.

Если вы не профессиональный путешественник-экстремал, вникать в тонкости работы Galileo и доступности нужного оборудования — не нужно. Если же любите «забуриться» куда-нибудь в горы или бескрайнюю Сибирь, мы рекомендуем глубокое погружение в тему перед следующей покупкой оборудования и гаджетов.

А вот если вы запланировали покупку авто на вторую половину 2017 или начало 2018 года, мы настоятельно рекомендуем убедиться в том, что выбранный автомобиль уже поддерживает eCall и, соответственно, Galileo. Автомобили покупаются на годы и рано или поздно система в Латвии все равно заработает. Конечно, в обычной жизни она не нужна, но в случае ДТП авто, само вызывающее спасателей через секунды после тяжелой аварии, может спасти жизнь.

Galileo — The Single Most Important Enabling Technology Of the 2020s

Europe’s Galileo Global Navigation System will be fully operational by 2020 — providing 10x precision than the current GPS system, enabling a new era of applications which will improve human life. With eventually billions of devices and humans having a precise (1m to a few cm) location known — this is a good time to dream.

Image: ESA — Thank you to these and other wonderful people involved in bringing Galileo to life

“Galileo will increase geo-localisation precision tenfold,” European Commission vice-president Maros Sefcovic said ahead of Thursday’s launch.

Unless you live under a rock, GPS has been a key part of your life. Well, irony aside, take a moment to think about what GPS has meant for the world. From location information used for air, sea and road travel to accurate timekeeping which is essential to how your wireless phone works to the operation of power grids, GPS has been the most important enabling technology platform of the past few decades.

The European Commission (EC) estimates that 6–7% of European GDP — around EUR 800 billion by value — is already dependent on satellite navigation.

Uber, a startup valued at $65 billion, owes its fundamental existence to the free location and accurate time provided by the GPS network of satellites, managed by a small team of just 8 employees, working for the US Space Command (according to this CNN documentary).

Yet, because it is owned by the US government, and because it is an older system, the location information available for public, civilian use is roughly accurate at best. In urban locations — within and around buildings, it doesn’t work that great.

Now comes Europe’s Galileo — which, when fully operational by 2020, will provide much higher precision than GPS, down to 1 meter (free) to a few centimeters (for paying customers), and will provide that high precision even in urban areas, and at higher latitudes. European Space Agency says this is because Galileo is a civilian (and a newer, modern) system. In cases of a global crisis, they have (obviously) figured out a way to work with the US to prevent this system from being abused by adversaries.

Planners and engineers at ESA had good reasons for choosing such a structure for the Galileo constellation. With 30 satellites at such an altitude, there is a very high probability that anyone anywhere in the world will always be in sight of at least four satellites and hence will be able to determine their position from the ranging signals broadcast by the satellites. The inclination of the orbits was chosen to ensure good coverage of polar latitudes, which are poorly served by the US GPS system.

From most locations, six to eight satellites will always be visible, allowing positions to be determined very accurately — to within a few centimeters. Even in high rise cities, there will be a good chance that a road user will have sufficient satellites overhead for taking a position, especially as the Galileo system will be interoperable with the US system of 24 GPS satellites.

Galileo-enabled chips will start becoming pervasive in smartphones and in cars and trucks around the world. You can refer some of the links included below to get a primer on that. In Europe, all car manufacturers are mandated to have Galileo enabled in new cars from April 2018 onwards. Next generation of smartphones will have Galileo enabled as well, with leading chip manufacturers already supporting it.

Most importantly, Galileo interoperates with GPS.

The European Union and the United States reached a bilateral agreement for the interoperability and compatibility of GPS and Galileo, and have created several working groups in charge of the implementation of such agreement in terms of space infrastructure and signals, as well as in the domain of applications.
This means that the same receiver should be able to make use of GPS and Galileo signals, and then it will be subject to its application layer how this data are used to compute navigation solutions.
It is expected that in the future, compatibility and interoperability concepts will move even further in order to offer interchangeability between both constellation’s satellites, and the user’s receiver will be able to choose the best option, combining signals from both constellations to produce to best navigation solution possible.

The smartest entrepreneurs and investors will dream up and build new applications which leverage this highly precise location information. Some potential applications include:

• Emergency services can know your precise location in the event of an emergency. GPS is approximate in a particular area, and works even poorly in urban areas, Galileo will be precise.
• Autonomous car driving, car to car communication and social networks will be realized in such areas where bulk of the cars are Galileo enabled.
• Automated toll collection — without the need for overhead sensors.
• Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) applications will work much better with extremely high precision.
• Indoor precision, even in buildings in cities — what applications could be possible there ?
• Better coverage for higher latitudes — northern Europe and Canada.

From ESA’s own site — Galileo applications would include (copy-pasted below for easy reference):

Internet of Things

• The Internet of Things (IoT) is everywhere. It’s connecting your personal cell phone, tablet computer and PC, and it’s making roads, signage and appliances smarter. In every sector of the economy, IoT is enabling objects to exchange data with manufacturers, operators and other devices — creating a vast integrated network of connected things and services that is expected to surpass 50 billion by 2020.
• As part of a ‘system of systems’, Galileo will play a key role in IoT, providing the positioning, velocity and timing information required by an increasing number of context-aware applications. For example, thanks to its signal strength, with Galileo, IoT users will enjoy better accuracy and availability in such difficult environments as in the city.

Location-based services (LBS)

• LBS is the broader market for Galileo and provides users, wherever they are, with information and advertising about nearby businesses and services.
• The integration of accurate positioning signal receivers within mass-market consumer electronic devices brings Galileo directly into our daily lives and fundamentally transforms the way we live and work.
• Dedicated positioning devices will increasingly represent a fundamental tool for tourists and hikers, amusement park and museum visitors, and those shopping at large commercial centres.

Emergency, security and humanitarian services

• Galileo-enabled devices will provide new security-related applications, helping to locate stolen property, lost pets and missing persons.
• Galileo signals will play a crucial role in civilian protection and humanitarian operations, such as in harsh environments. Galileo will be an invaluable asset for coastguards and border control authorities, ensuring faster rescue operations and the saving of more lives.
• Galileo’s Search and Rescue (SAR) will help save lives. For example, in the event of a boat or airplane crash, the SAR transmitter will send an emergency positioning signal that will be received by the satellites, allowing for a quick and accurate emergency response.

Science, environment, weather

• Galileo will support scientific research in such areas as meteorology, geology and geodesy, in tracking pollutants, dangerous goods and icebergs, and in the mapping and measuring of oceans, tides and sea levels.
• Galileo improves atmospheric measurements, including the level of water vapour in the air — crucial information for more accurate weather forecasting and a better understanding of climate change. It also helps us study the ionosphere and space weather, earthquakes’ predictor events, and better understand the movement of animal populations.
• The scientific community benefits from Galileo’s high-accuracy timing signals (see below), allowing for the precise adherence to international time standards and the calibration of atomic clocks — a key element to such cutting-edge scientific research as the Very Long Base Interferometry (VLBI).

Transport

• Satellite navigation improves the way we use vehicles, meaning increased traffic safety and efficiency (which in turns contribute to reduce pollution). In road transport, Galileo’s highly accurate and reliable signals play an important role in fleet management, delivering the vehicle’s positioning on a map and helping to locate specific shipments. Its signals deliver similar benefits in aviation, maritime, rail, and even pedestrian traffic.
• GNSS also plays a key role in transport security. For example, the GeoKey project utilises GNSS positioning information as keys, meaning that when attached to secure cargo such as oil, gas or even hazardous goods, it can only be unlocked based on a preconfigured location.

Agriculture

• By integrating Galileo signals with other technologies, the agriculture community benefits from an improved monitoring of the distribution and dilution of chemicals, improved parcel yield thanks to customised treatment, and more efficient property management.

Fisheries

• Galileo provides the fishing industry with a more effective exchange of information between vessels and stations, and fishermen with improved navigational aids.
• The fishery industry will also benefit from Galileo’s Search and Rescue service (SAR). For example, fishermen can send distress signals in case of emergency, and public authorities can better manage maritime border disputes.

Civil engineering

• In civil engineering, accuracy and reliability are absolute musts. When combined with digital mapping, Galileo offers a powerful tool for decreasing costs and increasing productivity.
• Galileo also allows construction companies to maintain the highest level of standards across a project’s entire lifespan — from a structure’s planning to its ongoing maintenance and surveillance. For example, the GeoSHM project monitors the overall health of such structures as bridges by integrating GNSS and Earth observation technologies.

A crucial time-reference function

Galileo satellites are synchronised to an extraordinary level of accuracy with the widely used Coordinated Universal Time (UTC) standard. This means Galileo is capable of delivering a timing signal demanded by such applications as: