Galileo (navegación por satélite) - Galileo (satellite navigation)

Galileo
Galileo logo.svg

País / es de origen unión Europea
Operador (es) EUSPA , ESA
Escribe Civil , comercial
Estado Servicios iniciales
Cobertura Global
Precisión 1 metro (público)
1 cm (cifrado)
Tamaño de la constelación
Satélites totales 30
Satélites en órbita 24 útiles, 2 no disponibles y 2 retirados (12/2020)
Primer lanzamiento 2011
Lanzamientos totales 28
Características orbitales
Régimen (s) 3 × aviones MEO
Altura orbital 23.222 kilómetros (14.429 mi)
Otros detalles
Costo 10.000 millones de euros

Galileo es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que se puso en marcha en 2016, creado por la Unión Europea a través de la Agencia Espacial Europea (ESA), operado por la Agencia de la Unión Europea para el Programa Espacial (EUSPA), con sede en Praga , República Checa. , con dos centros de operaciones terrestres en Fucino , Italia , y Oberpfaffenhofen , Alemania . El proyecto de 10.000 millones de euros lleva el nombre del astrónomo italiano Galileo Galilei . Uno de los objetivos de Galileo es proporcionar un sistema de posicionamiento independiente de alta precisión para que las naciones europeas no tengan que depender del GPS estadounidense o de los sistemas GLONASS rusos , que sus operadores podrían desactivar o degradar en cualquier momento. El uso de los servicios básicos (de menor precisión) de Galileo es gratuito y está abierto a todos. Las capacidades de mayor precisión estarán disponibles de forma gratuita. Galileo está diseñado para proporcionar mediciones de posición horizontal y vertical con una precisión de 1 metro y mejores servicios de posicionamiento en latitudes más altas que otros sistemas de posicionamiento. Galileo también proporcionará una nueva función global de búsqueda y salvamento (SAR) como parte del sistema MEOSAR .

El primer satélite de prueba Galileo, el GIOVE-A , se lanzó el 28 de diciembre de 2005, mientras que el primer satélite que formará parte del sistema operativo se lanzó el 21 de octubre de 2011. En julio de 2018, 26 de los 30 satélites activos previstos (incluidos los de repuesto) estaban en órbita. Galileo comenzó a ofrecer capacidad operativa temprana (EOC) el 15 de diciembre de 2016, proporcionando servicios iniciales con una señal débil, y se esperaba que alcanzara la capacidad operativa completa (FOC) en 2020. La constelación completa de Galileo consistirá en 24 satélites activos, que se espera para 2021. Se espera que la próxima generación de satélites comience a estar operativa después de 2025 para reemplazar equipos más antiguos, que luego se pueden utilizar para capacidades de respaldo.

A principios de 2020, había 26 satélites lanzados en la constelación: 22 en condiciones de uso (es decir, el satélite está operativo y contribuye a la prestación del servicio), dos satélites están en "prueba" y dos más no están disponibles para los usuarios. De los 22 satélites activos, tres eran de los tipos IOV (Validación en órbita) y 19 de los tipos FOC. Dos satélites FOC de prueba orbitan la Tierra en órbitas muy excéntricas cuya orientación cambia con respecto a otros planos orbitales de Galileo. El sistema Galileo tiene una precisión mayor que el GPS , teniendo una precisión de menos de un metro cuando se utilizan efemérides de transmisión (GPS: tres metros) y un error de rango de señal en el espacio (SISRE) de 1,6 cm (GPS: 2,3 cm, GLONASS y BeiDou: 4-6 cm) cuando se utilizan correcciones en tiempo real para las órbitas y los relojes de los satélites.

Historia

Sede del sistema Galileo en Praga

Objetivos principales

En 1999, los diferentes conceptos de los tres principales contribuyentes de la ESA (Alemania, Francia e Italia) para Galileo fueron comparados y reducidos a uno por un equipo conjunto de ingenieros de los tres países. La primera etapa del programa Galileo fue acordada oficialmente el 26 de mayo de 2003 por la Unión Europea y la Agencia Espacial Europea . El sistema está diseñado principalmente para uso civil, a diferencia de los sistemas más orientados al ejército de los Estados Unidos ( GPS ), Rusia ( GLONASS ) y China ( BeiDou ). El sistema europeo solo estará sujeto a cierre por motivos militares en circunstancias extremas (como un conflicto armado). Los países que más contribuyen al Proyecto Galileo son Italia y Alemania .

Fondos

La Comisión Europea tuvo algunas dificultades para financiar la siguiente etapa del proyecto, después de que varios gráficos de proyección de ventas supuestamente "anuales" para el proyecto fueron expuestos en noviembre de 2001 como proyecciones "acumulativas" que para cada año proyectado incluían todos los años de ventas anteriores. La atención que se llamó a este error creciente de miles de millones de euros en las previsiones de ventas dio como resultado una conciencia general en la comisión y en otros lugares de que era poco probable que el programa produjera el retorno de la inversión que se había sugerido previamente a los inversores y a los responsables de la toma de decisiones. El 17 de enero de 2002, un portavoz del proyecto declaró que, como resultado de la presión estadounidense y las dificultades económicas, "Galileo está casi muerto".

Sin embargo, unos meses después, la situación cambió drásticamente. Los estados miembros de la Unión Europea decidieron que era importante tener una infraestructura de posicionamiento y cronometraje basada en satélites que Estados Unidos no pudiera apagar fácilmente en tiempos de conflicto político.

La Unión Europea y la Agencia Espacial Europea acordaron en marzo de 2002 financiar el proyecto, a la espera de una revisión en 2003 (que se completó el 26 de mayo de 2003). El coste inicial para el período que finaliza en 2005 se estima en 1.100 millones de euros. Los satélites necesarios (el número previsto es 30) se lanzarían entre 2011 y 2014, con el sistema en funcionamiento y bajo control civil a partir de 2019. El coste final se estima en 3.000 millones de euros, incluida la infraestructura en la Tierra , construida en 2006 y 2007. El plan era que las empresas privadas y los inversores invirtieran al menos dos tercios del coste de implementación, dividiendo la UE y la ESA el coste restante. El servicio abierto básico estará disponible sin cargo para cualquier persona con un receptor compatible con Galileo , con un servicio comercial cifrado de mayor ancho de banda y precisión mejorada originalmente planeado para estar disponible a un costo, pero en febrero de 2018 el servicio de alta precisión (HAS) (que proporciona datos de posicionamiento preciso de puntos en la frecuencia E6) se acordó que esté disponible gratuitamente, y que el servicio de autenticación siga siendo comercial. A principios de 2011, los costos del proyecto habían superado en un 50% las estimaciones iniciales.

Tensión con Estados Unidos

Una carta de diciembre de 2001 del subsecretario de Defensa de los Estados Unidos , Paul Wolfowitz, a los ministros de los estados de la UE , señalando posibles problemas de compatibilidad.

Galileo está destinado a ser un GNSS civil de la UE que permita a todos los usuarios acceder a él. Inicialmente, el GPS reservaba la señal de mayor calidad para uso militar, y la señal disponible para uso civil se degradó intencionalmente ( disponibilidad selectiva ). Esto cambió cuando el presidente Bill Clinton firmó una directiva de política en 1996 para desactivar la disponibilidad selectiva. Desde mayo de 2000 se ha proporcionado la misma señal de precisión tanto a civiles como a militares.

Dado que Galileo fue diseñado para proporcionar la mayor precisión posible (mayor que el GPS) a cualquier persona, a EE. UU. Le preocupaba que un enemigo pudiera usar las señales de Galileo en ataques militares contra EE. UU. Y sus aliados (algunas armas, como los misiles, usan GNSS como guía). La frecuencia elegida inicialmente para Galileo habría hecho imposible que Estados Unidos bloqueara las señales de Galileo sin interferir también con sus propias señales de GPS. Estados Unidos no quería perder su capacidad GNSS con GPS mientras negaba a sus enemigos el uso de GNSS. Algunos funcionarios estadounidenses se preocuparon especialmente cuando se informó del interés chino en Galileo.

Un funcionario anónimo de la UE afirmó que los funcionarios estadounidenses dieron a entender que podrían considerar derribar los satélites Galileo en caso de un conflicto importante en el que Galileo fuera utilizado en ataques contra las fuerzas estadounidenses. La postura de la UE es que Galileo es una tecnología neutral, disponible para todos los países y para todos. Al principio, los funcionarios de la UE no querían cambiar sus planes originales para Galileo, pero desde entonces han llegado al compromiso de que Galileo utilizará diferentes frecuencias. Esto permite el bloqueo o interferencia de cualquiera de los GNSS sin afectar al otro.

GPS y Galileo

Comparación del tamaño de la órbita de las constelaciones GPS , GLONASS , Galileo , BeiDou-2 e Iridium , la Estación Espacial Internacional , el Telescopio Espacial Hubble y la órbita geoestacionaria (y su órbita cementerio ), con los cinturones de radiación de Van Allen y la Tierra a escala.
La Luna 's órbita es de alrededor de 9 veces más grande que la órbita geoestacionaria. (En el archivo SVG, coloque el cursor sobre una órbita o su etiqueta para resaltarla; haga clic para cargar su artículo).

Una de las razones dadas para desarrollar Galileo como un sistema independiente fue que la información de posición del GPS puede volverse significativamente inexacta por la aplicación deliberada de la disponibilidad selectiva universal (SA) por parte del ejército estadounidense. El GPS se utiliza ampliamente en todo el mundo para aplicaciones civiles; Los defensores de Galileo argumentaron que la infraestructura civil, incluida la navegación y el aterrizaje de aeronaves, no debería depender únicamente de un sistema con esta vulnerabilidad.

El 2 de mayo de 2000, el presidente de los Estados Unidos, Bill Clinton , desactivó la disponibilidad selectiva ; a finales de 2001, la entidad gestora del GPS confirmó que no tenía intención de volver a habilitar la disponibilidad selectiva. Aunque la capacidad de disponibilidad selectiva todavía existe, el 19 de septiembre de 2007 el Departamento de Defensa de EE. UU. Anunció que los satélites GPS más nuevos no serían capaces de implementar la disponibilidad selectiva; la ola de satélites Block IIF lanzada en 2009, y todos los satélites GPS posteriores, no son compatibles con la disponibilidad selectiva. A medida que los satélites antiguos se reemplacen en el programa GPS Block III , la disponibilidad selectiva dejará de ser una opción. El programa de modernización también contiene características estandarizadas que permiten que los sistemas GPS III y Galileo interactúen, permitiendo que los receptores se desarrollen para utilizar GPS y Galileo juntos para crear un GNSS aún más preciso.

Cooperación con Estados Unidos

En junio de 2004, en un acuerdo firmado con los Estados Unidos, la Unión Europea acordó cambiar a una modulación de portadora offset binaria 1.1, o BOC (1,1), permitiendo la coexistencia de GPS y Galileo, y el futuro uso combinado de ambos sistemas. La Unión Europea también acordó abordar las "preocupaciones mutuas relacionadas con la protección de las capacidades de seguridad nacional aliadas y estadounidenses".

Primeros satélites experimentales: GIOVE-A y GIOVE-B

El primer satélite experimental, GIOVE-A , se lanzó en diciembre de 2005 y fue seguido por un segundo satélite de prueba, GIOVE-B , lanzado en abril de 2008. Después de completar con éxito la fase de validación en órbita (IOV), se lanzaron satélites adicionales . El 30 de noviembre de 2007, los 27 ministros de transporte de la UE implicados llegaron a un acuerdo de que Galileo debería estar operativo en 2013, pero comunicados de prensa posteriores sugieren que se retrasó hasta 2014.

Financiamiento nuevamente, problemas de gobernabilidad

A mediados de 2006, la asociación público-privada se vino abajo y la Comisión Europea decidió nacionalizar el programa Galileo.

A principios de 2007, la UE aún tenía que decidir cómo pagar el sistema y se dijo que el proyecto estaba "en una profunda crisis" debido a la falta de más fondos públicos. El ministro de Transporte alemán, Wolfgang Tiefensee, expresó sus dudas sobre la capacidad del consorcio para poner fin a las luchas internas en un momento en que solo se había lanzado con éxito un satélite del banco de pruebas.

Aunque aún no se había tomado una decisión, el 13 de julio de 2007 los países de la UE discutieron recortar 548 millones de euros (755 millones de dólares estadounidenses, 370 millones de libras esterlinas) del presupuesto de competitividad del sindicato para el año siguiente y transferir algunos de estos fondos a otras partes de la financiación. pot, una medida que podría cubrir parte del costo del sistema de navegación por satélite Galileo del sindicato. Los proyectos de investigación y desarrollo de la Unión Europea podrían descartarse para superar un déficit de financiación.

En noviembre de 2007, se acordó reasignar fondos de los presupuestos agrícolas y administrativos de la UE y suavizar el proceso de licitación para invitar a más empresas de la UE.

En abril de 2008, los ministros de transporte de la UE aprobaron el Reglamento de aplicación de Galileo. Esto permitió liberar 3.400 millones de euros de los presupuestos de agricultura y administración de la UE para permitir la emisión de contratos para iniciar la construcción de la estación terrestre y los satélites.

En junio de 2009, el Tribunal de Cuentas Europeo publicó un informe, señalando problemas de gobernanza, retrasos sustanciales y sobrecostos presupuestarios que llevaron al estancamiento del proyecto en 2007, lo que provocó más retrasos y fracasos.

En octubre de 2009, la Comisión Europea redujo el número de satélites definitivamente planeados de 28 a 22, con planes para ordenar los seis restantes en un momento posterior. También anunció que la primera señal OS, PRS y SoL estaría disponible en 2013, y CS y SOL algún tiempo después. El presupuesto de 3.400 millones de euros para el período 2006-2013 se consideró insuficiente. En 2010, el grupo de expertos Open Europe estimó el coste total de Galileo desde el inicio hasta 20 años después de su finalización en 22.200 millones de euros, a cargo íntegramente de los contribuyentes. Según las estimaciones originales realizadas en 2000, este coste habría sido de 7.700 millones de euros, de los cuales 2.600 millones serían soportados por los contribuyentes y el resto por inversores privados.

En noviembre de 2009, se inauguró una estación terrestre para Galileo cerca de Kourou ( Guayana Francesa ). El lanzamiento de los primeros cuatro satélites de validación en órbita (IOV) estaba previsto para el segundo semestre de 2011, y el lanzamiento de satélites de plena capacidad operativa (FOC) estaba previsto para comenzar a finales de 2012.

En marzo de 2010, se verificó que el presupuesto de Galileo solo estaría disponible para proporcionar los 4 satélites IOV y 14 FOC para 2014, sin que se comprometieran fondos para llevar la constelación por encima de este 60% de capacidad. Paul Verhoef, director del programa de navegación por satélite de la Comisión Europea, indicó que esta financiación limitada tendría graves consecuencias comentando en un momento "Para que os hagáis una idea, eso significaría que durante tres semanas al año no tendréis navegación por satélite". en referencia a la constelación propuesta de 18 vehículos.

En julio de 2010, la Comisión Europea estimó que los retrasos y los costes adicionales del proyecto aumentarían entre 1.500 y 1.700 millones de euros, y trasladó la fecha estimada de finalización a 2018. Una vez finalizado, los gobiernos deberán subvencionar el sistema en 750 euros. millones por año. Se planeó gastar 1.900 millones de euros adicionales para llevar el sistema a la dotación completa de 30 satélites (27 operativos + 3 de repuesto activos).

En diciembre de 2010, los ministros de la UE en Bruselas votaron a Praga , en la República Checa , como la sede del proyecto Galileo.

En enero de 2011, los costes de infraestructura hasta 2020 se estimaron en 5.300 millones de euros. En ese mismo mes, Wikileaks reveló que Berry Smutny, director ejecutivo de la empresa de satélites alemana OHB-System , dijo que Galileo "es una idea estúpida que sirve principalmente a los intereses franceses". La BBC se enteró en 2011 de que 500 millones de euros (440 millones de libras esterlinas) estarían disponibles para realizar la compra adicional, lo que llevaría a Galileo en unos pocos años de 18 satélites operativos a 24.

Lanzamiento de Galileo en un cohete Soyuz el 21 de octubre de 2011.

Los dos primeros satélites de validación en órbita de Galileo fueron lanzados por Soyuz ST-B volado desde Center Spatial Guyanais el 21 de octubre de 2011, y los dos restantes el 12 de octubre de 2012. A partir de 2017, los satélites son totalmente útiles para un posicionamiento y geodesia precisos con una usabilidad limitada en la navegación.

A partir del 1 de enero de 2018 se ordenaron otros veintidós satélites con capacidad operativa total (FOC). Los primeros cuatro pares de satélites se lanzaron el 22 de agosto de 2014, el 27 de marzo de 2015, el 11 de septiembre de 2015 y el 17 de diciembre de 2015.

Fallos del reloj

En enero de 2017, las agencias de noticias informaron que seis de los máseres de hidrógeno pasivos (PHM) y tres de los relojes atómicos de rubidio (RAFS) habían fallado. Cuatro de los satélites en pleno funcionamiento han perdido cada uno al menos un reloj; pero ningún satélite ha perdido más de dos. La operación no se ha visto afectada ya que cada satélite se lanza con cuatro relojes (2 PHM y 2 RAFS). Se está considerando la posibilidad de una falla sistémica. SpectraTime , el productor suizo de ambos tipos de relojes de a bordo, declinó hacer comentarios. Según la ESA , concluyeron con sus socios industriales para los relojes atómicos de rubidio que se requerían algunas pruebas implementadas y medidas operativas. Además, se requieren algunas remodelaciones para los relojes atómicos de rubidio que aún deben lanzarse. Para los máseres pasivos de hidrógeno se están estudiando medidas operativas para reducir el riesgo de falla. China e India utilizan los mismos relojes atómicos fabricados por SpectraTime en sus sistemas de navegación por satélite. La ESA se ha puesto en contacto con la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO), que inicialmente informó que no había experimentado fallas similares. Sin embargo, a fines de enero de 2017, los medios de comunicación indios informaron que los tres relojes a bordo del satélite IRNSS-1A (lanzado en julio de 2013 con una esperanza de vida de 10 años) habían fallado y que se lanzaría un satélite de reemplazo en la segunda mitad. de 2017: se dijo que estos relojes atómicos se suministraron en virtud de un acuerdo de cuatro millones de euros.

En julio de 2017, la Comisión Europea informó que se han identificado las principales causas de las averías y se han puesto en marcha medidas para reducir la posibilidad de nuevas averías de los satélites que ya se encuentran en el espacio. Según fuentes europeas, la ESA tomó medidas para corregir ambos conjuntos de problemas identificados mediante la sustitución de un componente defectuoso que puede provocar un cortocircuito en los relojes de rubidio y mejorar los relojes de máser de hidrógeno pasivo, así como en los satélites aún por lanzar.

Cortes

2019

Desde el 11 de julio hasta el 18 de julio de 2019, toda la constelación experimentó una interrupción de la señal "inexplicable" con todos los satélites activos que mostraban el estado "NO UTILIZABLE" en la página de estado de Galileo. La causa del incidente fue un mal funcionamiento del equipo en la infraestructura terrestre de Galileo que afectó el cálculo de las predicciones de tiempo y órbita.

2020

El 14 de diciembre de 2020, a partir de las 0:00 UTC, Galileo experimentó una degradación del rendimiento en todo el sistema que duró 6 horas. Los receptores GNSS que ignoran una bandera de estado "marginal" en los datos de Galileo podrían haber experimentado un error de pseudodistancia de hasta casi 80 km. El problema estaba relacionado con un comportamiento anormal de un reloj atómico de segmento terrestre en la función de determinación del tiempo del sistema.

Participación internacional

En septiembre de 2003, China se unió al proyecto Galileo. China fue de invertir 230 millones de € (millones de US $ 302 millones, £ 155, CNY 2,34 mil millones) en el proyecto durante los años siguientes.

En julio de 2004, Israel firmó un acuerdo con la UE para convertirse en socio del proyecto Galileo.

El 3 de junio de 2005, la Unión Europea y Ucrania firmaron un acuerdo para que Ucrania se una al proyecto, como se indica en un comunicado de prensa. En noviembre de 2005, Marruecos también se incorporó al programa.

A mediados de 2006, la asociación público-privada se vino abajo y la Comisión Europea decidió nacionalizar Galileo como programa de la UE. En noviembre de 2006, China optó en cambio por actualizar el sistema de navegación BeiDou , su entonces sistema regional de navegación por satélite. La decisión se debió a preocupaciones de seguridad y problemas con el financiamiento de Galileo.

El 30 de noviembre de 2007, los 27 estados miembros de la Unión Europea acordaron por unanimidad seguir adelante con el proyecto, con planes para bases en Alemania e Italia. España no lo aprobó durante la votación inicial, pero lo aprobó ese mismo día. Esto mejoró enormemente la viabilidad del proyecto Galileo: "El ejecutivo de la UE había dicho anteriormente que si no se llegaba a un acuerdo en enero de 2008, el proyecto, que había tenido problemas durante mucho tiempo, estaría prácticamente muerto".

El 3 de abril de 2009, Noruega también se unió al programa prometiendo 68,9 millones de euros para los costos de desarrollo y permitiendo a sus empresas presentar ofertas para los contratos de construcción. Noruega, aunque no es miembro de la UE, es miembro de la ESA .

El 18 de diciembre de 2013, Suiza firmó un acuerdo de cooperación para participar plenamente en el programa y aportó retroactivamente 80 millones de euros para el período 2008-2013. Como miembro de la ESA , ya colaboró ​​en el desarrollo de los satélites Galileo, aportando los últimos relojes de máser de hidrógeno. El compromiso financiero de Suiza para el período 2014-2020 se calculará de acuerdo con la fórmula estándar aplicada para la participación suiza en el Programa Marco de investigación de la UE .

En marzo de 2018, la Comisión Europea anunció que el Reino Unido podría ser excluido de partes del proyecto (especialmente en relación con el servicio asegurado PRS) tras su salida de la Unión Europea (UE). Como resultado, Airbus planea trasladar el trabajo en el segmento de control de tierra (GCS) desde sus instalaciones de Portsmouth a un estado de la UE. Se ha informado que los funcionarios británicos están buscando asesoramiento legal sobre si pueden recuperar los 1.400 millones de euros invertidos por el Reino Unido, de los 10.000 millones de euros gastados hasta la fecha. En un discurso en la conferencia del Instituto de Estudios de Seguridad de la UE, el negociador jefe de la UE a cargo de las negociaciones del Brexit , Michel Barnier , destacó la posición de la UE de que el Reino Unido había decidido abandonar la UE y, por lo tanto, todos los programas de la UE, incluido Galileo. En agosto de 2018, se informó que el Reino Unido buscará crear un sistema de navegación por satélite que compita con Galileo después del Brexit. En diciembre de 2018, la primera ministra británica, Theresa May, anunció que el Reino Unido ya no buscaría recuperar la inversión, y el ministro de Ciencia, Sam Gyimah, dimitió por el asunto.

Descripción del sistema

Segmento espacial

Visibilidad de la constelación desde una ubicación en la superficie de la Tierra

A partir de 2012, el sistema estaba programado para tener 15 satélites operativos en 2015 y alcanzar su pleno funcionamiento en 2020 con las siguientes especificaciones:

  • 30 naves espaciales en órbita (24 en servicio completo y 6 de repuesto)
  • Altitud orbital: 23.222 km ( MEO )
  • 3 planos orbitales , inclinación de 56,0 ° , nodos ascendentes separados por 120,0 ° de longitud (8 satélites operativos y 2 repuestos activos por plano orbital)
  • Vida útil del satélite:> 12 años
  • Masa satélite: 675 kg
  • Dimensiones del cuerpo del satélite: 2,7 × 1,2 × 1,1 metros
  • Alcance de los paneles solares: 18,7 metros
  • Potencia de los paneles solares: 1,5 kW (fin de vida útil)
  • Potencia de las antenas de navegación: 155-265 W

Segmento de tierra

Antena Galileo IOT de banda L en ESTRACK Redu Station

La órbita del sistema y la precisión de la señal están controladas por un segmento de tierra que consta de:

  • Dos centros de control terrestre, ubicados en Oberpfaffenhofen y Fucino para el control de satélites y misiones
  • Seis estaciones de telemetría, seguimiento y control (TT&C), ubicadas en Kiruna , Kourou , Nouméa , Sainte-Marie, Réunion , Redu y Papeete
  • Diez estaciones de enlace ascendente de datos de misión (ULS), dos por sitio, ubicadas en Svalbard , Kourou , Papeete , Sainte-Marie, Reunión y Numea
  • Varias estaciones de sensores de referencia distribuidas en todo el mundo (GSS)
  • Una red de difusión de datos entre todas las ubicaciones distribuidas geográficamente
  • Un centro de servicios, ubicado en Madrid , para ayudar a los usuarios de Galileo.

Señales

El sistema transmite tres señales: E1 (1575,42 MHz), E5 (1191,795 MHz) que consta de E5a (1176,45 MHz) y E5b (1207,14 MHz) y E6 (1278,75 MHz):

Señales Galileo FOC
Parámetros E1-I E1-Q E5a E5b E6-I E6-Q
Frecuencia portadora, MHz 1575.42 1575.42 1176,45 1207.14 1278,75 1278,75
Modulación CBOC (6,1,1 / 11) BOCcos (15,2,5) AltBOC (15,10) AltBOC (15,10) BPSK (5) BOCcos (10,5)

Servicios

El sistema Galileo tendrá cuatro servicios principales:

Servicio abierto (SO)
Estará disponible sin cargo para su uso por cualquier persona con equipo apropiado para el mercado masivo; sincronización simple y posicionamiento hasta un metro (para un receptor de doble frecuencia, en el mejor de los casos).
Servicio de Alta Precisión (HAS; resultado de la re-alcance del antiguo Servicio Comercial de Galileo)
Precisión de un centímetro sin cargo.
Servicio público regulado (PRS; cifrado)
Diseñado para ser más robusto, con mecanismos anti-jamming y detección confiable de problemas. Limitado a organismos gubernamentales autorizados.
Servicio de búsqueda y salvamento (SAR)
El sistema detectará las ubicaciones de las balizas de socorro; factible enviar comentarios, por ejemplo, confirmar que la ayuda está en camino.

El antiguo servicio Safety of Life está siendo rediseñado y probablemente dependerá del receptor evaluar la integridad de la señal. (ARAIM: Monitoreo de integridad autónomo del receptor avanzado)

Concepto

Space Passive Hydrogen Maser utilizado en los satélites Galileo como reloj maestro para un sistema de cronometraje a bordo

Cada satélite Galileo tiene dos relojes atómicos maestros pasivos máser de hidrógeno y dos relojes atómicos secundarios de rubidio que son independientes entre sí. Como los relojes atómicos calificados para el espacio precisos y estables son componentes críticos para cualquier sistema de navegación por satélite, la redundancia cuádruple empleada mantiene a Galileo funcionando cuando los relojes atómicos a bordo fallan en el espacio. La precisión de los relojes máser de hidrógeno pasivo a bordo es cuatro veces mejor que la de los relojes atómicos de rubidio a bordo y se estima en 1 segundo cada 3 millones de años (un error de tiempo de un nanosegundo o una mil millonésima de segundo ( 10-9 o 1 / 1.000.000.000 de segundo) se traduce en un error de posición de 30 centímetros (12 pulgadas) en la superficie de la Tierra), y proporcionará una señal de sincronización precisa para permitir que un receptor calcule el tiempo que tarda la señal en llegar. Los satélites Galileo están configurados para ejecutar un reloj máser de hidrógeno en modo primario y un reloj de rubidio como respaldo en caliente. En condiciones normales, el reloj máser de hidrógeno en funcionamiento produce la frecuencia de referencia a partir de la cual se genera la señal de navegación. Si el máser de hidrógeno encontrara algún problema, se realizaría una conmutación instantánea al reloj de rubidio. En caso de falla del máser de hidrógeno primario, el segmento de tierra podría activar el máser de hidrógeno secundario para asumir el control en un período de días como parte del sistema redundante. Una unidad de control y monitoreo de reloj proporciona la interfaz entre los cuatro relojes y la unidad generadora de señales de navegación (NSU). Pasa la señal del reloj maestro de hidrógeno activo a la NSU y también asegura que las frecuencias producidas por el reloj maestro y el repuesto activo estén en fase, de modo que el repuesto pueda tomar el control instantáneamente si falla el reloj maestro. La información NSU se utiliza para calcular la posición del receptor trilaterando la diferencia en las señales recibidas de múltiples satélites.

Los relojes de rubidio y máser de hidrógeno pasivo a bordo son muy estables durante unas pocas horas. Sin embargo, si se dejaran funcionar indefinidamente, su cronometraje se desviaría, por lo que deben sincronizarse regularmente con una red de relojes de referencia terrestres aún más estables. Estos incluyen relojes con máser de hidrógeno activo y relojes basados ​​en el estándar de frecuencia de cesio , que muestran una estabilidad a medio y largo plazo mucho mejor que los relojes con máser de rubidio o de hidrógeno pasivo. Estos relojes en tierra están reunidos dentro de las instalaciones de sincronización precisa que funcionan en paralelo en los centros de control de Fucino y Oberpfaffenhofen Galileo. Los relojes terrestres también generan una referencia de tiempo mundial llamada Galileo System Time (GST), el estándar para el sistema Galileo y se comparan de forma rutinaria con las realizaciones locales de UTC, la UTC (k) de los laboratorios de frecuencia y hora europeos.

Para obtener más información sobre el concepto de sistemas globales de navegación por satélite, consulte Cálculo de posicionamiento GNSS y GNSS .

Centro de servicio GNSS europeo

El Centro de servicio GNSS europeo es el punto de contacto para la asistencia a los usuarios de Galileo.

El Centro Europeo de Servicios GNSS (GSC), ubicado en Madrid, es una parte integral de Galileo y proporciona la interfaz única entre el sistema Galileo y los usuarios de Galileo. GSC publica la documentación oficial de Galileo, promueve los servicios actuales y futuros de Galileo en todo el mundo, apoya la estandarización y distribuye almanaques, efemérides y metadatos de Galileo.

El servicio de asistencia al usuario de GSC es el punto de contacto para la asistencia al usuario de Galileo. GSC responde consultas y recopila notificaciones de incidentes de los usuarios de Galileo. El servicio de asistencia técnica está continuamente disponible para todos los usuarios de Galileo en todo el mundo a través del portal web GSC.

GSC proporciona el estado actualizado de la constelación de Galileo e informa sobre eventos planificados y no planificados a través de avisos de aviso a los usuarios de Galileo (NAGU). GSC publica documentación de referencia de Galileo e información general sobre los servicios de Galileo y la descripción de señales e informes de rendimiento de Galileo.

Búsqueda y rescate

Galileo proporcionará una nueva función global de búsqueda y salvamento (SAR) como parte del sistema MEOSAR . Los satélites estarán equipados con un transpondedor que transmitirá las señales de socorro de las balizas de emergencia al centro de coordinación de salvamento , que luego iniciará una operación de salvamento. Al mismo tiempo, se proyecta que el sistema proporcione una señal, el Mensaje de Enlace de Retorno (RLM), a la baliza de emergencia, informándoles que su situación ha sido detectada y que la ayuda está en camino. Esta última característica es nueva y se considera una mejora importante en comparación con el sistema Cospas-Sarsat existente , que no proporciona retroalimentación al usuario. Las pruebas realizadas en febrero de 2014 encontraron que para la función de búsqueda y rescate de Galileo , que opera como parte del Programa Internacional Cospas-Sarsat existente, el 77% de las ubicaciones de emergencia simuladas se pueden localizar dentro de los 2 km y el 95% dentro de los 5 km.

El servicio Galileo Return Link Service (RLS), que permite el reconocimiento de los mensajes de socorro recibidos a través de la constelación, se puso en marcha en enero de 2020.

Constelación

Resumen de satélites , al 21 de enero de 2021
Cuadra
Periodo de lanzamiento
Lanzamientos de satélites En funcionamiento
y saludable
Éxito total Falla Planificado
GIOVE 2005-2008 2 0 0 0
IOV 2011-2012 4 0 0 3
FOC Desde 2014 20 2 12 19
G2G Desde 2024 0 0 12 0
Total 26 2 24 22

Bancos de prueba del satélite Galileo: GIOVE

GIOVE-A se lanzó con éxito el 28 de diciembre de 2005.

En 2004, el proyecto del banco de pruebas del sistema Galileo versión 1 (GSTB-V1) validó los algoritmos en tierra para la determinación de la órbita y la sincronización del tiempo (OD&TS). Este proyecto, dirigido por la ESA y las industrias europeas de navegación por satélite , ha proporcionado a la industria conocimientos fundamentales para desarrollar el segmento de misión del sistema de posicionamiento Galileo.

SSTL planeó originalmente construir un tercer satélite, GIOVE-A2 , para su lanzamiento en el segundo semestre de 2008. La construcción de GIOVE-A2 se terminó debido al exitoso lanzamiento y operación en órbita de GIOVE-B .

El segmento de la Misión GIOVE operado por European Satellite Navigation Industries utilizó los satélites GIOVE-A / B para proporcionar resultados experimentales basados ​​en datos reales que se utilizarán para mitigar el riesgo de los satélites IOV que siguieron a los bancos de pruebas. La ESA organizó la red mundial de estaciones terrestres para recopilar las mediciones de GIOVE-A / B con el uso de los receptores GETR para un estudio más sistemático. Los receptores GETR son suministrados por Septentrio , así como los primeros receptores de navegación Galileo que se utilizarán para probar el funcionamiento del sistema en etapas posteriores de su implementación. El análisis de señales de los datos de GIOVE-A / B confirmó el funcionamiento satisfactorio de todas las señales de Galileo con el rendimiento de seguimiento esperado.

Satélites de validación en órbita (IOV)

Estos satélites del banco de pruebas fueron seguidos por cuatro satélites IOV Galileo que están mucho más cerca del diseño final del satélite Galileo. La función de búsqueda y rescate (SAR) también está instalada. Los dos primeros satélites se lanzaron el 21 de octubre de 2011 desde Center Spatial Guyanais utilizando un lanzador Soyuz , los otros dos el 12 de octubre de 2012. Esto permite realizar pruebas de validación clave, ya que los receptores terrestres, como los de los automóviles y los teléfonos, necesitan "ver" un mínimo de cuatro satélites para calcular su posición en tres dimensiones. Esos 4 satélites IOV Galileo fueron construidos por Astrium GmbH y Thales Alenia Space . El 12 de marzo de 2013, se realizó una primera corrección utilizando esos cuatro satélites IOV. Una vez que se haya completado esta fase de validación en órbita (IOV), los satélites restantes se instalarán para alcanzar la capacidad operativa completa.

Satélites de capacidad operativa total (FOC)

El 7 de enero de 2010, se anunció que el contrato para construir los primeros 14 satélites FOC fue adjudicado a OHB System y Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) . Se construirán catorce satélites a un costo de € 566 millones (£ 510 millones; US $ 811 millones). Arianespace lanzará los satélites por un coste de 397 millones de euros (358 millones de libras esterlinas; 569 millones de dólares estadounidenses). La Comisión Europea también anunció que el contrato de 85 millones de euros para el soporte del sistema que cubre los servicios industriales requeridos por la ESA para la integración y validación del sistema Galileo se había adjudicado a Thales Alenia Space . Thales Alenia Space subcontrata actuaciones a Astrium GmbH y seguridad a Thales Communications .

En febrero de 2012, OHB Systems recibió un pedido adicional de ocho satélites por 250 millones de euros (327 millones de dólares estadounidenses), tras superar la oferta pública de EADS Astrium. Con lo que el total asciende a 22 satélites FOC.

El 7 de mayo de 2014, los dos primeros satélites FOC aterrizaron en Guyana para su lanzamiento conjunto planeado en verano. Inicialmente planeado para su lanzamiento durante 2013, los problemas de herramientas y el establecimiento de la línea de producción para el ensamblaje llevaron a un retraso de un año en la producción en serie de satélites Galileo. Estos dos satélites (satélites Galileo GSAT-201 y GSAT-202) se lanzaron el 22 de agosto de 2014. Los nombres de estos satélites son Doresa y Milena, que llevan el nombre de niños europeos que habían ganado previamente un concurso de dibujo. El 23 de agosto de 2014, el proveedor de servicios de lanzamiento Arianespace anunció que el vuelo VS09 experimentó una anomalía y los satélites se inyectaron en una órbita incorrecta. Terminaron en órbitas elípticas y, por lo tanto, no se pudieron utilizar para la navegación. Sin embargo, más tarde fue posible usarlos para realizar un experimento de física, por lo que no fueron una pérdida completa.

Los satélites GSAT-203 y GSAT-204 se lanzaron con éxito el 27 de marzo de 2015 desde el Centro Espacial de Guayana utilizando un lanzador Soyuz de cuatro etapas. Utilizando el mismo lanzador y plataforma de lanzamiento Soyuz, los satélites GSAT-205 (Alba) y GSAT-206 (Oriana) se lanzaron con éxito el 11 de septiembre de 2015.

Los satélites GSAT-208 (Liene) y GSAT-209 (Andriana) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, utilizando el lanzador Soyuz el 17 de diciembre de 2015.

Los satélites GSAT-210 (Daniele) y GSAT-211 (Alizée) se lanzaron el 24 de mayo de 2016.

A partir de noviembre de 2016, el despliegue de los últimos doce satélites utilizará un lanzador Ariane 5 modificado , llamado Ariane 5 ES, capaz de colocar cuatro satélites Galileo en órbita por lanzamiento.

Los satélites GSAT-207 (Antonianna), GSAT-212 (Lisa), GSAT-213 (Kimberley), GSAT-214 (Tijmen) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, el 17 de noviembre de 2016 en un Ariane 5 ES.

El 15 de diciembre de 2016, Galileo comenzó a ofrecer capacidad operativa inicial (IOC). Los servicios que se ofrecen actualmente son Servicio Abierto, Servicio Público Regulado y Servicio de Búsqueda y Salvamento.

Los satélites GSAT-215 (Nicole), GSAT-216 (Zofia), GSAT-217 (Alexandre), GSAT-218 (Irina) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, el 12 de diciembre de 2017 en un Ariane 5 ES.

Los satélites GSAT-219 (Tara), GSAT-220 (Samuel), GSAT-221 (Anna), GSAT-222 (Ellen) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, el 25 de julio de 2018 en un Ariane 5 ES.

Satélites de segunda generación (G2G)

A partir de 2014, la ESA y sus socios industriales han comenzado estudios sobre los satélites Galileo de segunda generación, que se presentarán a la CE para el período de lanzamiento de finales de la década de 2020. Una idea es emplear propulsión eléctrica , lo que eliminaría la necesidad de una etapa superior durante el lanzamiento y permitiría que los satélites de un solo lote se inserten en más de un plano orbital. Se espera que los satélites de nueva generación estén disponibles en 2025 y sirvan para aumentar la red existente. El 20 de enero de 2021, la Comisión Europea anunció que había adjudicado un contrato de 1.470 millones de euros a Thales Alenia Space y Airbus Defence and Space para seis naves espaciales de satélites Galileo de segunda generación. La firma de los contratos con Thales Alenia Space y Airbus Defence and Space, prevista para el 29 de enero de 2021, ha sido suspendida por el Tribunal de Justicia de las Comunidades Europeas tras una protesta presentada por OHB SE, el postor perdedor. La protesta de la OHB ante el Tribunal General del TJCE se basa en “alegaciones de robo de secretos comerciales” y busca tanto la suspensión de las firmas del contrato como la cancelación de la adjudicación del contrato.

Aplicaciones e impacto

Proyectos científicos que utilizan Galileo

En julio de 2006, un consorcio internacional de universidades e instituciones de investigación se embarcó en un estudio de las posibles aplicaciones científicas de la constelación de Galileo. Este proyecto, denominado GEO6, es un estudio amplio orientado a la comunidad científica en general, con el objetivo de definir e implementar nuevas aplicaciones de Galileo.

Entre los diversos usuarios de GNSS identificados por la Empresa Común Galileo, el proyecto GEO6 se dirige a la Comunidad de Usuarios Científicos (UC). El proyecto GEO6 tiene como objetivo fomentar posibles aplicaciones novedosas dentro de la UC científica de las señales GNSS, y en particular de Galileo.

El proyecto AGILE es un proyecto financiado con fondos europeos dedicado al estudio de los aspectos técnicos y comerciales de los servicios basados ​​en la ubicación (LBS) . Incluye el análisis técnico de los beneficios aportados por Galileo (y EGNOS) y estudia la hibridación de Galileo con otras tecnologías de posicionamiento (basadas en red, WLAN, etc.). Dentro de estos proyectos, se implementaron y demostraron algunos prototipos piloto.

Sobre la base del número potencial de usuarios, los ingresos potenciales para la Compañía Operadora o Concesionaria (GOC) de Galileo, la relevancia internacional y el nivel de innovación, el consorcio seleccionará un conjunto de Aplicaciones Prioritarias (PA) y las desarrollará dentro del tiempo. marco del mismo proyecto.

Estas aplicaciones ayudarán a aumentar y optimizar el uso de los servicios EGNOS y las oportunidades que ofrecen el banco de pruebas de señales de Galileo (GSTB-V2) y la fase de Galileo (IOV).

Todos los satélites Galileo están equipados con matrices de retrorreflectores láser que les permiten ser rastreados por las estaciones del Servicio Internacional de Alcance Láser. El rango de láser de satélite a los satélites Galileo se utiliza para la validación de las órbitas de los satélites, la determinación de los parámetros de rotación de la Tierra y para las soluciones combinadas que incorporan observaciones de láser y microondas.

Receptores

Teléfonos inteligentes Samsung Galaxy S8 + que reciben Galileo y otras señales GNSS

Todos los principales chips receptores GNSS son compatibles con Galileo y cientos de dispositivos de usuario final son compatibles con Galileo. Los primeros dispositivos Android con capacidad GNSS de doble frecuencia, que rastrean más de una señal de radio de cada satélite, las frecuencias E1 y E5a para Galileo, fueron la línea Huawei Mate 20 , Xiaomi Mi 8 , Xiaomi Mi 9 y Xiaomi Mi MIX 3 . En julio de 2019, había más de 140 teléfonos inteligentes habilitados para Galileo en el mercado, de los cuales 9 estaban habilitados para doble frecuencia. Una lista extensa de dispositivos habilitados, para diversos usos, en tierra, mar y aire se actualiza con frecuencia en el Sitio web de la UE. El 24 de diciembre de 2018, la Comisión Europea aprobó un mandato para que todos los nuevos teléfonos inteligentes implementaran Galileo para el soporte E112 .

A partir del 1 de abril de 2018, todos los vehículos nuevos vendidos en Europa deben ser compatibles con eCall , un sistema automático de respuesta de emergencia que marca el 112 y transmite datos de ubicación de Galileo en caso de accidente.

Hasta finales de 2018, Galileo no estaba autorizado para su uso en los Estados Unidos y, como tal, solo funcionaba de forma variable en dispositivos que podían recibir señales de Galileo, dentro del territorio de los Estados Unidos. La posición de la Comisión Federal de Comunicaciones al respecto fue (y sigue siendo) que los receptores de sistemas de navegación por satélite (RNSS) que no sean GPS deben tener una licencia para recibir dichas señales. La UE solicitó una exención de este requisito para Galileo, que se presentó en 2015, y el 6 de enero de 2017 se solicitó un comentario público sobre el asunto. El 15 de noviembre de 2018, la FCC otorgó la exención solicitada, permitiendo explícitamente que los dispositivos de consumo no federales accedan a las frecuencias de Galileo E1 y E5. Sin embargo, la mayoría de los dispositivos, incluidos los teléfonos inteligentes, aún requieren actualizaciones del sistema operativo o actualizaciones similares para permitir el uso de señales de Galileo dentro de los Estados Unidos.

Monedas

El proyecto de navegación por satélite europeo fue seleccionado como motivo principal de una moneda de colección de muy alto valor: la moneda conmemorativa de navegación por satélite europea de Austria , acuñada el 1 de marzo de 2006. La moneda tiene un anillo de plata y una "píldora" de niobio marrón dorado . En el reverso, la porción de niobio representa satélites de navegación que orbitan la Tierra. El anillo muestra diferentes modos de transporte, para los que se desarrolló la navegación por satélite: un avión, un automóvil, un camión, un tren y un buque portacontenedores.

Ver también

Sistemas competidores

Otro

Notas

Referencias

Bibliografía

Otras lecturas

  • Psiaki, ML, "Adquisición en bloque de señales GPS débiles en un receptor de software", Actas de ION GPS 2001, 14ª Reunión Técnica Internacional de la División de Satélites del Instituto de Navegación, Salt Lake City, Utah, 11 a 14 de septiembre de 2001, págs. 2838–2850.
  • Bandemer, B., Denks, H., Hornbostel, A., Konovaltsev, A., "Rendimiento de métodos de adquisición para receptores Galileo SW", European Journal of Navigation, Vol.4, No. 3, págs. 17-19, Julio de 2006
  • Van Der Jagt, Culver W. Galileo: La Declaración de Independencia Europea  : una disertación (2002). LLAME # JZ1254 .V36 2002, Descripción xxv, 850 p. : enfermo. ; 30 cm + 1 CD-ROM

enlaces externos