05

Systém Galileo

Oproti dvěma výše zmiňovaným globálním satelitním navigačním systémům je evropský projekt satelitní navigace nazvaný Galileo v současné době stále ve stádiu vývoje. Hlavním cílem projektu je oproštění se od závislosti na dvou fungujících globálních navigačních systémech vytvořením vlastního nezávislého systému. Oba konkurenční systémy jsou od počátku vyvíjeny jako vojenské projekty pod kontrolou armád USA a Ruska a není tak možné v případě konfliktu garantovat zachování dostatečné úrovně služby pro třetí strany a pro civilní sektor.

První plány na vytvoření globálního satelitního navigačního systému zeměmi Evropy se objevily v roce 1999. Projekt byl plánován s podporou soukromého sektoru a s jeho dokončením se počítalo v roce 2008. Soukromí investoři však od plánu pro přílišná rizika upustili a tak bylo později navrženo financování z rozpočtu Evropské unie. Spuštění celého systému bylo posunuto na rok 2012. První testovací družice byla na oběžnou dráhu umístěna v roce 2005. Finální spuštění je plánováno na rok 2019.

Systém Galileo vychází ze systému EGNOS. Tento systém díky síti pozemních stanic aněkolika geostacionárním družicí vylepšuje přesnost GPS vEvropě. EGNOS je prvním dokončeným projektem Evropské unie v oblasti satelitní navigace.


5.1 Kosmický segment systému Galileo

Kosmický segment systému Galileo počítá v plné operační dostupnosti se 27 satelity. Tyto satelity budou umístěny na třech oběžných drahách ve výšce 23 222 km nad Zemí. Oběžné dráhy jsou vzájemně posunuty o 120 stupňů. Na každé oběžné dráze bude rovnoměrně rozmístěno devět satelitů s rozestupy 40 stupňů a sklonem 56 stupňů k rovníku. Kromě těchto devíti satelitů se počítá s umístěním jednoho záložního satelitu na každé oběžné dráze. Záložní satelity budou vysílat navigační signál i ve stavu zálohy a v případě výpadku některé z družic na dané oběžné dráze ji budou schopny rychle nahradit. Stejné rozmístění satelitů se bude opakovat každých deset dnů. Za tuto dobu oběhnou satelity Zemi sedmnáctkrát. Doba oběhu satelitu je přibližně 14 hodin a 7 minut.

Každá družice nese na palubě celkem 4 atomové hodiny (vodíkové a rubidiové), generátor navigačních signálů, antény pro vysílání navigačních signálů a pro příjem řídicích pokynů z kontrolního a řídicího centra a antény určené pro pátrání a záchranu. Dále je každá družice vybavena infračerveným senzorem, senzorem viditelného světla a gyroskopem, díky čemuž je možné zajistit správnou polohu vůči Zemi. Celková hmotnost družice se pohybuje okolo 700 kg. Životnost družic se předpokládá na více než 12 let.

Družice systému Galileo využívají pro přenos navigačních signálů a zpráv stejně jako systémy GPS a GLONASS rozsah frekvencí 1,1 GHz až 1,6 GHz. Právě tento frekvenční rozsah je nejvhodnější pro využití v systémech satelitní navigace akomunikace. Každá združic systému bude vysílat 10 různých navigačních signálů. Rozlišují se signály nesoucí navigační data (data channels) a pilotní signály (pilot channels), které neobsahují žádná data. Datové a pilotní signály jsou vzájemně fázově posunuty o 90 stupňů, což umožňuje přijímat je odděleně.

Družice Galileo využívají pro přenos signálů k uživatelům celkem 6 frekvenčních pásem – E5a (1 175,45 MHz), E5b (1 207,14 MHz), E6 (1 278,75 MHz), E2 (1 561 MHz), L1 (1 575,42 MHz) a E1 (1 589 MHz). Pro komunikaci uživatele se satelitem (speciální služba určená k vyhledávání a záchraně) jsou dostupné frekvence v pásmu L6 (1 544 MHz – 1 545 MHz).


5.2 Řídicí a uživatelský segment systému Galileo

Hlavní řídicí a kontrolních centrum systému Galileo se nachází v italském Fucinu. Administrativní centrum bylo v roce 2012 přesunuto z belgického Bruselu do Prahy.

Monitorovací stanice systému Galileo


Uživatelský segment není vzhledem k vývojovému stádiu celého projektu zatím příliš rozšířený. Zařízení schopná detekovat družice Galileo jsou dnes především profesionální přístroje využívající kombinaci přijímačů GPS/GLONASS/Galileo.


5.3 Služby systému Galileo

Galileo jako civilní projekt bude od samého počátku poskytovat širší nabídku služeb oproti původně pouze vojenským projektům GPS a GLONASS. Díky deseti signálům bude moct celý systém nabídnout 5 úrovní služeb:

  • Základní služba (OS – Open Service) – základní služba je plánována jako volně dostupná. Služba bude poskytována skrze signály vysílané ve třech frekvenčních pásmech – L1, E5a a E5b. Přesnost určení polohy bude záviset především na schopnostech přijímače přijímat jednu, dvě a nebo všechny tři frekvence zároveň. Příjmem frekvence z pásma L1 a E5a nebo L1 a E5b je možné účinně eliminovat ionosférickou chybu a je tak možné určit polohu výrazně přesněji než pouze na základě signálu na frekvenci z pásma L1. Při použití těchto dvou kombinací frekvencí je možné dosáhnout přesnosti řádově v metrech, při použití tří frekvenci v desítkách až jednotkách centimetrů. Protože pásmo L1 je stejné jako používají družice systému GPS, je poměrně jednoduché uzpůsobit přijímač pro příjem obou systémů zároveň.

  • Komerční služba (CS – Commercial Service) – signál komerční služby bude šifrován a zpoplatněn. Oproti OS poskytne navíc vyšší přesnost díky využití frekvencí z pásma E6.

  • Služba zajišťující bezpečnost (SoL – Safety of Life) – služba bude také šifrována a navíc bude doplněna o data o integritě, která budou přenášena ve speciálních zprávách signálů OS. Služba bude využívat stejná frekvenční pásma jako OS. Využití bude především při řízení letového provozu a podobně.

  • Vyhledávací a záchranná služba (SAR – Search and Rescue) – služba bude poskytovat nouzovou lokalizaci s možností oboustranné komunikace probíhající na frekvencích v pásmu L6.

  • Regulovaná veřejná služba (PRS – Public Regulated Service) – regulovaná veřejná služba bude určena především pro armády a bezpečnostní složky státu. Signály budou kódovány, a proto bude umožňovat účinnou kontrolu přístupu. Služba bude poskytována na frekvencích v pásmech L1 a E6.