Galileo — это глобальная навигационная спутниковая система (GNSS), запущенная в 2016 году [5], созданная Европейским Союзом через Европейское космическое агентство (ESA), управляемая Агентством Европейского Союза по космической программе (EUSPA), [6] штаб-квартира находится в Праге , Чехия , [7] с двумя наземными оперативными центрами в Фучино , Италия , и Оберпфаффенхофене , Германия . Проект стоимостью 10 миллиардов евро [4] [8] назван в честь итальянского астронома Галилео Галилея .
Одна из целей Galileo — предоставить независимую высокоточную систему позиционирования, чтобы европейским политическим и военным властям не приходилось полагаться на американскую GPS или российскую систему ГЛОНАСС , которые могут быть отключены или ухудшены их операторами в любое время. . [9] Использование базовых (низкоточных) сервисов Galileo бесплатно и открыто для всех. Полностью зашифрованная высокоточная услуга доступна бесплатно уполномоченным правительством пользователям. [10] [11] Galileo также предоставит новую глобальную функцию поиска и спасания (SAR) как часть системы MEOSAR .
Первый испытательный спутник Galileo GIOVE-A был запущен 28 декабря 2005 года, а первый спутник, который станет частью операционной системы, был запущен 21 октября 2011 года. Galileo начал предлагать возможности раннего запуска (EOC) 15 декабря 2016 года, [1] обеспечивая начальные услуги со слабым сигналом. [12] В октябре 2018 года были подключены еще четыре спутника Galileo, в результате чего количество активных спутников увеличилось до 18. [13] В ноябре 2018 года FCC одобряет использование Galileo в США . [14] По состоянию на декабрь 2023 года в группировке работают 23 запущенных спутника , пять недоступны. [15] [16] [17] Ожидается, что спутники следующего поколения начнут вводиться в эксплуатацию после 2025 года для замены старого оборудования, которое затем можно будет использовать для резервного копирования.
Система Galileo имеет большую точность, чем GPS , имея точность менее 1 м при использовании широковещательных эфемерид (GPS: 3 м) [18] и ошибку дальности сигнала в пространстве (SISRE) 1,6 см (GPS: 2,3). см) при использовании поправок реального времени к спутниковым орбитам и часам. [19] [20]
В 1999 году различные концепции трех основных участников ЕКА ( Германии, Франции и Италии) [21] для Галилео были сравнены и сведены к одной объединенной командой инженеров из всех трех стран. Первый этап программы Галилео был официально согласован 26 мая 2003 года Европейским Союзом и Европейским космическим агентством . Система предназначена в первую очередь для гражданского использования, в отличие от более военных ориентированных систем США ( GPS ), России ( ГЛОНАСС ) и Китая ( BeiDou ). Европейская система может быть отключена только в военных целях в чрезвычайных обстоятельствах (например, во время вооруженного конфликта). [22] Италия и Германия возглавили разработку первого поколения программы «Галилео», [23] в то время как Франция играет более заметную роль в разработке второго поколения «Галилео» (G2G). [24] [25] [26]
У Европейской комиссии возникли некоторые трудности с финансированием следующего этапа проекта после того, как в ноябре 2001 года несколько графиков прогнозов продаж по проекту, предположительно «годовых», были представлены как «кумулятивные» прогнозы, которые на каждый прогнозируемый год включали продажи за все предыдущие годы. Внимание, которое было привлечено к этой растущей ошибке в прогнозах продаж на многие миллиарды евро, привело к общему осознанию в комиссии и других местах того, что маловероятно, что программа принесет доход от инвестиций , который ранее предлагался инвесторам и лицам, принимающим решения. . [27] [ нужен лучший источник ] 17 января 2002 года представитель проекта заявил, что в результате давления США и экономических трудностей «Галилей почти мертв». [28]
Однако через несколько месяцев ситуация резко изменилась. Государства-члены Европейского Союза решили, что важно иметь спутниковую инфраструктуру позиционирования и синхронизации, которую США не могли бы легко отключить во время политического конфликта. [29]
Европейский Союз и Европейское космическое агентство договорились в марте 2002 года профинансировать проект до завершения его рассмотрения в 2003 году (завершившегося 26 мая 2003 года). Начальная стоимость на период, заканчивающийся в 2005 году, оценивается в 1,1 миллиарда евро. Необходимые спутники (запланированное количество — 30) должны были быть запущены в период с 2011 по 2014 год, а система будет введена в эксплуатацию и находится под гражданским контролем с 2019 года. Окончательная стоимость оценивается в 3 миллиарда евро, включая инфраструктуру на Земле , построенную в 2019 году. 2006 и 2007 годы. План заключался в том, чтобы частные компании и инвесторы инвестировали не менее двух третей стоимости реализации, а ЕС и ЕКА делили оставшуюся стоимость. Базовая открытая услуга должна быть доступна бесплатно всем, у кого есть приемник , совместимый с Galileo, при этом коммерческая служба с повышенной точностью и высокой пропускной способностью с шифрованием изначально планировалась доступной за плату, но в феврале 2018 года услуга высокой точности (HAS) (предоставление данных точного позиционирования точки на частоте E6) было решено сделать бесплатным, а услуга аутентификации останется коммерческой. [30] К началу 2011 года затраты на проект превысили первоначальную оценку на 50%. [31]
Galileo задуман как гражданская ГНСС ЕС, обеспечивающая доступ к ней всем пользователям. Первоначально GPS зарезервировал сигнал самого высокого качества для использования в военных целях, а сигнал, доступный для гражданского использования, был намеренно ухудшен ( Выборочная доступность ). Ситуация изменилась после того, как президент Билл Клинтон в 1996 году подписал политическую директиву об отключении выборочной доступности. С мая 2000 года один и тот же точный сигнал предоставляется как гражданским лицам, так и военным. [32]
Поскольку Galileo был разработан для обеспечения максимально возможной точности (выше, чем GPS), США были обеспокоены тем, что противник может использовать сигналы Galileo для военных ударов по США и их союзникам (некоторые виды оружия, такие как ракеты, используют GNSS для наведения). Частота, первоначально выбранная для Galileo, не позволила бы США блокировать сигналы Galileo, не создавая при этом помех своим собственным сигналам GPS. США не хотели терять свои возможности GNSS с помощью GPS, одновременно отказывая врагам в использовании GNSS. Некоторые официальные лица США стали особенно обеспокоены, когда стало известно об интересе Китая к Галилею. [33]
Анонимный представитель ЕС заявил, что официальные лица США подразумевали, что они могут рассмотреть возможность сбивания спутников Galileo в случае крупного конфликта, в котором Galileo будет использоваться для атак на американские войска. [34] Позиция ЕС заключается в том, что Galileo — это нейтральная технология, доступная всем странам и каждому. Поначалу официальные лица ЕС не хотели менять свои первоначальные планы в отношении Галилео, но с тех пор они пришли к компромиссу, согласно которому Галилео должен использовать другие частоты. Это позволяет блокировать или глушить любую GNSS, не затрагивая другую. [35]
Одной из причин разработки Galileo как независимой системы было то, что информация о местоположении от GPS может быть существенно неточной из-за преднамеренного применения военными США универсальной избирательной доступности (SA). GPS широко используется во всем мире в гражданских целях; Сторонники Галилея утверждали, что гражданская инфраструктура, включая навигацию и посадку самолетов, не должна полагаться исключительно на систему с такой уязвимостью.
2 мая 2000 года выборочная доступность была отключена президентом США Биллом Клинтоном ; в конце 2001 года организация, управляющая GPS, подтвердила, что больше не намерена включать выборочную доступность. [36] Хотя возможность выборочной доступности все еще существует, 19 сентября 2007 года Министерство обороны США объявило, что новые спутники GPS не будут способны реализовать выборочную доступность; [37] Заявлено , что волна спутников Block IIF, запущенных в 2009 году, и все последующие спутники GPS не поддерживают выборочную доступность. Поскольку в программе GPS Block III заменяются старые спутники , выборочная доступность перестанет быть вариантом. [38] Программа модернизации также содержит стандартизированные функции, которые позволяют системам GPS III и Galileo взаимодействовать, что позволяет разрабатывать приемники для совместного использования GPS и Galileo для создания еще более точной GNSS.
В июне 2004 года в подписанном соглашении с Соединенными Штатами Европейский Союз согласился перейти на бинарную модуляцию со смещением несущей 1.1, или BOC(1,1), что позволило сосуществовать как GPS, так и Galileo, а также в будущем совместно использовать обе системы. Европейский Союз также согласился заняться «взаимными проблемами, связанными с защитой возможностей национальной безопасности союзников и США». [22]
Первый экспериментальный спутник GIOVE-A был запущен в декабре 2005 года, за ним последовал второй испытательный спутник GIOVE-B , запущенный в апреле 2008 года. После успешного завершения этапа орбитальной проверки (IOV) были запущены дополнительные спутники. . 30 ноября 2007 года 27 министров транспорта ЕС достигли соглашения о том, что Галилео должен начать работу к 2013 году, [39] но в более поздних пресс-релизах говорится, что это было отложено до 2014 года. [40]
В середине 2006 года государственно-частное партнерство развалилось, и Европейская комиссия решила национализировать программу «Галилео». [41]
В начале 2007 года ЕС еще не решил, как платить за систему, и сообщалось, что проект находится «в глубоком кризисе» из-за нехватки государственных средств. [42] Министр транспорта Германии Вольфганг Тифензее особенно сомневался в способности консорциума положить конец борьбе в то время, когда был успешно запущен только один испытательный спутник.
Хотя решение еще не было принято, 13 июля 2007 г. [43] страны ЕС обсудили сокращение 548 миллионов евро (755 миллионов долларов США, 370 миллионов фунтов стерлингов) из бюджета конкурентоспособности Союза на следующий год и перемещение некоторых из этих средств в другие части. из банка финансирования, шаг, который мог бы покрыть часть стоимости союзной спутниковой навигационной системы Galileo. Проекты исследований и разработок Европейского Союза могут быть отменены, чтобы преодолеть дефицит финансирования.
В ноябре 2007 года было решено перераспределить средства из сельскохозяйственного и административного бюджетов ЕС [44] и смягчить тендерный процесс, чтобы пригласить больше компаний ЕС. [45]
В апреле 2008 года министры транспорта ЕС утвердили Положение о внедрении Galileo. Это позволило высвободить 3,4 миллиарда евро из сельскохозяйственного и административного бюджетов ЕС [46] для заключения контрактов на начало строительства наземной станции и спутников.
В июне 2009 года Европейская счетная палата опубликовала отчет, в котором указала на проблемы управления, существенные задержки и перерасход бюджета, которые привели к остановке проекта в 2007 году, что привело к дальнейшим задержкам и неудачам. [47]
В октябре 2009 года Европейская комиссия сократила окончательно запланированное количество спутников с 28 до 22, планируя заказать оставшиеся шесть позднее. Также было объявлено, что первые сигналы OS, PRS и SoL будут доступны в 2013 году, а CS и SOL — некоторое время спустя. Бюджет в 3,4 миллиарда евро на период 2006–2013 годов был сочтен недостаточным. [48] В 2010 году аналитический центр «Открытая Европа» оценил общую стоимость Галилео от начала до 20 лет после завершения в 22,2 миллиарда евро, полностью покрываемых налогоплательщиками. По первоначальным оценкам, сделанным в 2000 году, эти затраты составили бы 7,7 миллиарда евро, из которых 2,6 миллиарда евро пришлось бы на долю налогоплательщиков, а остальную часть - на долю частных инвесторов. [49]
В ноябре 2009 года недалеко от Куру ( Французская Гвиана ) была открыта наземная станция «Галилео» . [50] Запуск первых четырех спутников для проверки на орбите (IOV) планировался на вторую половину 2011 года, а запуск спутников с полной эксплуатационной готовностью (FOC) планировалось начать в конце 2012 года.
В марте 2010 года было подтверждено, что бюджет Галилео будет доступен только для обеспечения 4 спутников IOV и 14 спутников FOC к 2014 году, без каких-либо средств на то, чтобы увеличить мощность группировки выше этих 60%. [51] Пол Верхуф, менеджер программы спутниковой навигации в Европейской комиссии, отметил, что это ограниченное финансирование будет иметь серьезные последствия, прокомментировав в какой-то момент: «Чтобы дать вам представление, это будет означать, что в течение трех недель в году у вас не будет спутниковая навигация» применительно к предлагаемой группировке из 18 аппаратов.
В июле 2010 года Европейская комиссия оценила, что дальнейшие задержки и дополнительные затраты по проекту вырастут до 1,5–1,7 миллиарда евро, и перенесла предполагаемую дату завершения на 2018 год. После завершения система должна будет субсидироваться правительством в размере 750 евро. миллионов в год. [52] Еще 1,9 миллиарда евро планировалось потратить на доведение полного состава системы до 30 спутников (27 рабочих + 3 активных запасных). [31] [53]
В декабре 2010 года министры ЕС в Брюсселе проголосовали за Прагу в Чехии как за штаб-квартиру проекта Галилео. [54]
В январе 2011 года затраты на инфраструктуру до 2020 года оценивались в 5,3 миллиарда евро. В том же месяце Wikileaks сообщил , что Берри Смутни, генеральный директор немецкой спутниковой компании OHB-System , заявил, что Галилео «является глупой идеей, которая в первую очередь служит интересам Франции». [55] В 2011 году BBC узнала, что на дополнительную покупку будет выделено 500 миллионов евро (440 миллионов фунтов стерлингов), в результате чего количество действующих спутников Galileo за несколько лет увеличится с 18 до 24. [56]
Первые два спутника Galileo для проверки на орбите были запущены кораблем «Союз СТ-Б», вылетевшим из Центра пространственной Гайаны 21 октября 2011 года, [57] , а остальные два — 12 октября 2012 года . [58] По состоянию на 2017 год спутники полностью работоспособны. для точного позиционирования и геодезии с ограниченными возможностями использования в навигации. [59]
По состоянию на 1 января 2018 года были заказаны еще двадцать два спутника с полной эксплуатационной способностью (FOC) [обновлять]. Первые четыре пары спутников были запущены 22 августа 2014 г., 27 марта 2015 г., 11 сентября 2015 г. и 17 декабря 2015 г. [60]
В январе 2017 года информационные агентства сообщили, что шесть пассивных водородных мазеров (PHM) и три рубидиевых атомных часов (RAFS) вышли из строя. Каждый из четырех полностью работоспособных спутников потерял как минимум по одному тактовому сигналу; но ни один спутник не потерял более двух. На работу это не повлияло, поскольку каждый спутник запускается с четырьмя часами (2 PHM и 2 RAFS). Рассматривается возможность системного сбоя. [61] [62] [63] SpectraTime, швейцарский производитель обоих типов бортовых часов, отказался от комментариев. [64] По данным ЕКА , они пришли к заключению со своими промышленными партнерами по поводу рубидиевых атомных часов, что необходимы некоторые проведенные испытания и эксплуатационные меры. Кроме того, требуется некоторый ремонт рубидиевых атомных часов, которые еще предстоит запустить. Для пассивных водородных мазеров изучаются эксплуатационные меры по снижению риска отказа. [61] Китай и Индия используют одни и те же атомные часы, созданные SpectraTime, в своих спутниковых навигационных системах. ЕКА связалось с Индийской организацией космических исследований (ISRO), которая первоначально сообщила, что не сталкивалась с подобными сбоями. [64] [63] Однако в конце января 2017 года индийские новостные агентства сообщили, что все три часа на борту спутника IRNSS-1A (запущенного в июле 2013 года с ожидаемым сроком службы 10 лет) вышли из строя и что будет установлен новый спутник. будут запущены во второй половине 2017 года: сообщалось, что эти атомные часы будут поставлены по сделке на четыре миллиона евро. [65] [66] [67] [68]
В июле 2017 года Еврокомиссия сообщила, что выявлены основные причины неисправностей и приняты меры по снижению возможности дальнейших неисправностей спутников, уже находящихся в космосе. [69] [70] Согласно европейским источникам, ЕКА приняло меры по исправлению обоих выявленных наборов проблем путем замены неисправного компонента, который может вызвать короткое замыкание в рубидиевых часах, а также улучшить пассивные водородные мазерные часы на спутниках, которые еще предстоит разработать. запущен. [71]
С 11 по 18 июля 2019 года во всем созвездии произошло «необъяснимое» отключение сигнала [72] [73] , при этом все активные спутники отображали статус «НЕ ИСПОЛЬЗУЕМО» на странице статуса Galileo. [74] Причиной инцидента стала неисправность оборудования в наземной инфраструктуре «Галилео», которая повлияла на расчет времени и прогнозов орбиты. [75]
14 декабря 2020 года, начиная с 0:00 UTC, в Galileo произошло общесистемное снижение производительности, продолжавшееся 6 часов. [76] Приемники GNSS, игнорирующие «маргинальный» флаг состояния в данных Galileo, могли столкнуться с ошибкой псевдодальности почти до 80 км. Проблема была связана с ненормальным поведением атомных часов наземного сегмента в функции определения времени системы. В параллельно функционирующих средствах точного времени в центрах управления Галилео в Фучино и Оберпфаффенхофене возникла проблема в Фучино во время выполнения технического обслуживания параллельной системы в Оберпфаффенхофене. [77]
В сентябре 2003 года к проекту Галилео присоединился Китай. Китай должен был инвестировать в проект 230 миллионов евро (302 миллиона долларов США, 155 миллионов фунтов стерлингов, 2,34 миллиарда юаней ) в проект в течение следующих лет. [78] [ нужно обновить ]
В июле 2004 года Израиль подписал соглашение с ЕС о том, чтобы стать партнером проекта Галилео. [79]
3 июня 2005 года Евросоюз и Украина подписали соглашение о присоединении Украины к проекту, отмечается в пресс-релизе. [80] В ноябре 2005 года к программе присоединилось и Марокко .
В сентябре 2005 года Индия подписала соглашение с ЕС о присоединении к проекту. [81] [82]
В середине 2006 года государственно-частное партнерство развалилось, и Европейская комиссия решила национализировать «Галилео» в рамках программы ЕС. [41] В ноябре 2006 года Китай решил вместо этого модернизировать навигационную систему BeiDou , свою тогдашнюю региональную спутниковую навигационную систему. [83] Решение было принято из соображений безопасности и проблем с финансированием Галилео. [84]
30 ноября 2007 года 27 государств-членов Европейского Союза единогласно согласились продолжить реализацию проекта, планируя создание баз в Германии и Италии. Испания не одобрила его во время первоначального голосования, но одобрила его позже в тот же день. Это значительно повысило жизнеспособность проекта Галилео: «Ранее исполнительный директор ЕС заявил, что, если соглашение не будет достигнуто к январю 2008 года, давно проблемный проект по сути умрет». [85]
3 апреля 2009 года Норвегия также присоединилась к программе, взяв на себя обязательства в размере 68,9 миллиона евро на покрытие расходов на разработку и позволив своим компаниям участвовать в торгах на строительные контракты. Норвегия, хотя и не является членом ЕС, является членом ЕКА . [86]
18 декабря 2013 года Швейцария подписала соглашение о сотрудничестве для полного участия в программе и задним числом внесла 80 миллионов евро на период 2008–2013 годов. Будучи членом ЕКА , он уже участвовал в разработке спутников Галилео, внося свой вклад в создание водородных мазерных часов. Финансовые обязательства Швейцарии на период 2014–2020 годов будут рассчитываться в соответствии со стандартной формулой, применяемой для участия Швейцарии в Рамочной программе исследований ЕС . [87]
В марте 2018 года Европейская комиссия объявила, что Соединенное Королевство может быть исключено из частей проекта (особенно в отношении защищенной службы PRS) после ее выхода из Европейского Союза (ЕС). В результате Airbus пришлось перенести работу над сегментом наземного управления (GCS) из своего помещения в Портсмуте в одно из государств ЕС. [4] Сообщается, что британские чиновники обращаются за юридической консультацией по поводу того, могут ли они вернуть 1,4 миллиарда евро, инвестированных Соединенным Королевством, из 10 миллиардов евро, потраченных на сегодняшний день. [88] В своем выступлении на конференции Института исследований безопасности ЕС главный переговорщик ЕС, отвечающий за переговоры по Брекситу , Мишель Барнье , подчеркнул позицию ЕС, согласно которой Великобритания решила выйти из ЕС и, следовательно, из всех программ ЕС, включая Галилео. . [89] В августе 2018 года Великобритания заявила, что рассмотрит возможность создания конкурирующей спутниковой навигационной системы Galileo после Брексита. [90] В декабре 2018 года премьер-министр Великобритании Тереза Мэй объявила, что Великобритания больше не будет пытаться вернуть инвестиции, а министр науки Сэм Гима подал в отставку по этому поводу. [91]
По состоянию на 2012 год [92] планировалось, что в 2015 году в системе будет работать 15 спутников, а к 2020 году она выйдет на полную мощность [ нужно обновить ] со следующими характеристиками:
Орбита системы и точность сигнала контролируется наземным сегментом, состоящим из:
Система передает три сигнала: E1 (1575,42 МГц), E5 (1191,795 МГц), состоящий из E5a (1176,45 МГц) и E5b (1207,14 МГц), и E6 (1278,75 МГц): [ 95]
Система Galileo будет иметь четыре основных сервиса:
Европейский сервисный центр GNSS с 2017 года предоставляет публичные ежеквартальные отчеты о работе Открытой службы и Службы поиска и спасения. Как правило, сообщаемые измерения параметров производительности превосходят целевые значения. [100] В ежеквартальном отчете о производительности открытого сервиса Galileo, подготовленном Европейским сервисным центром GNSS за апрель, май и июнь 2021 года, сообщается, что точность сервиса распространения времени по всемирному координированному времени составила ≤ 4,3 наносекунды , что было рассчитано путем накопления выборок за предыдущие 12 месяцев и превысило целевой показатель ≤ 30 нс. ценить. Ошибка сигнала в пространстве (SISE) также находилась в пределах целевого значения ≤ 2 м (6 футов 7 дюймов) для одночастотных и (более точных) двухчастотных приемников. [101] [102] Навигационное сообщение Galileo включает в себя разницу между системным временем Galileo (GST), UTC и временем GPS (GPST) (для обеспечения совместимости). [103] [104] В ежеквартальном отчете о работе поисково-спасательной службы Galileo за апрель, май и июнь 2021 года, подготовленном Европейским сервисным центром GNSS, сообщается, что различные измерения параметров производительности превысили целевые значения. [105]
Каждый спутник Галилео оснащен двумя главными пассивными водородными мазерными атомными часами и двумя вторичными рубидиевыми атомными часами, которые независимы друг от друга. [106] [107] Поскольку точные и стабильные атомные часы, пригодные для использования в космосе, являются важнейшими компонентами любой системы спутниковой навигации, используемое четырехкратное резервирование позволяет Галилео функционировать, когда бортовые атомные часы выходят из строя в космосе. Точность бортовых пассивных водородных мазерных часов в четыре раза выше, чем у бортовых рубидиевых атомных часов, и оценивается в 1 секунду за 3 миллиона лет (погрешность синхронизации составляет наносекунду или 1 миллиардную долю секунды (10 -9 или 1 ⁄ 1 ⁄ 1 ⁄ секунды ). приводит к ошибке позиционирования в 30 см на поверхности Земли) и обеспечит точный временной сигнал, позволяющий приемнику рассчитать время, необходимое сигналу для его достижения. [108] [109] [63] Спутники Галилео настроены на работу одних водородных мазерных часов в основном режиме и рубидиевых часов в качестве горячего резерва. В нормальных условиях работающие водородные мазерные часы выдают опорную частоту, на которой генерируется навигационный сигнал. Если с водородным мазером возникнет какая-либо проблема, произойдет мгновенное переключение на рубидиевые часы. В случае выхода из строя первичного водородного мазера наземный сегмент может активировать вторичный водородный мазер, который в течение нескольких дней возьмет на себя управление как часть резервной системы. Блок контроля и управления часами обеспечивает интерфейс между четырьмя часами и блоком генератора навигационных сигналов (NSU). Он передает сигнал от активного водородного главного тактового генератора на NSU, а также гарантирует, что частоты, создаваемые главным тактовым генератором и активным резервным генератором, совпадают по фазе, чтобы резервный генератор мог мгновенно взять на себя управление в случае сбоя главного тактового генератора. Информация NSU используется для расчета положения приемника путем трилатерации разницы в полученных сигналах от нескольких спутников.
Бортовой пассивный водородный мазер и рубидиевые часы очень стабильны в течение нескольких часов. Однако, если бы их оставили работать на неопределенный срок, их хронометраж сместился бы, поэтому их необходимо регулярно синхронизировать с сетью еще более стабильных наземных эталонных часов. К ним относятся активные водородные мазерные часы и часы на основе цезиевого стандарта частоты , которые демонстрируют гораздо лучшую средне- и долговременную стабильность, чем рубидиевые или пассивные водородные мазерные часы. Эти часы на земле собраны вместе в параллельно функционирующих центрах точного времени в центрах управления Галилео в Фучино и Оберпфаффенхофене. Наземные часы также генерируют всемирное эталонное время, называемое системным временем Галилео (GST), стандартом для системы Галилео, и регулярно сравниваются с местными реализациями UTC, UTC (k) европейских лабораторий частоты и времени. [110]
Дополнительную информацию о концепции глобальных спутниковых навигационных систем см. в разделе GNSS и расчет позиционирования GNSS .
Европейский сервисный центр GNSS (GSC), [111] расположенный в Мадриде, является неотъемлемой частью Galileo и обеспечивает единый интерфейс между системой Galileo и пользователями Galileo. GSC публикует официальную документацию Galileo, продвигает текущие и будущие услуги Galileo по всему миру, поддерживает стандартизацию и распространяет альманахи, эфемериды и метаданные Galileo.
Служба поддержки пользователей GSC [112] — это точка контакта для помощи пользователям Galileo. GSC отвечает на запросы и собирает уведомления об инцидентах от пользователей Galileo. Служба поддержки постоянно доступна для всех пользователей Galileo по всему миру через веб-портал GSC.
GSC предоставляет обновленный статус группировки Galileo и информирует о запланированных и незапланированных событиях через уведомление для пользователей Galileo (NAGU). [113] GSC публикует справочную документацию Galileo и общую информацию об услугах Galileo, описание сигналов и отчеты о производительности Galileo.
Galileo обеспечивает глобальную функцию поиска и спасания (SAR) как часть системы MEOSAR . Подобно российским спутникам ГЛОНАСС , американским спутникам системы глобального позиционирования (GPS) и некоторым китайским спутникам BeiDou , спутники Galileo оснащены транспондером, который ретранслирует сигналы бедствия на частоте 406 МГц от аварийных радиомаяков с помощью службы прямой связи (FLS) на Спасательно -координационный центр , который затем инициирует спасательную операцию. [114] [115] [116] [117] После получения сигнала аварийного радиобуя система Galileo SAR передает сигнал обратного канала связи (RLM) на аварийный радиобуй, информируя человека(ов), терпящего бедствие, о том, что активированный маяк обнаружен и помощь уже в пути. Эта функция обратного сообщения является новой для спутниковой группировки и считается серьезным обновлением по сравнению с существующей системой Коспас-Сарсат , которая до этого не обеспечивала обратную связь с пользователем. [118] Испытания, проведенные в феврале 2014 года, показали, что в рамках поисково-спасательной функции Галилео, действующей в рамках существующей Международной программы Коспас-Сарсат, 77% смоделированных мест бедствия можно определить в пределах 2 километров (1,2 мили), а 95% - в пределах 5 километров. километров (3,1 мили). [119] Служба обратной связи Galileo (RLS) была запущена в январе 2020 года для всех аварийных радиобуев, поддерживающих RLS. [120] [121] [122] [123]
В 2004 году в рамках проекта испытательного стенда системы Галилео версии 1 (GSTB-V1) были проверены наземные алгоритмы определения орбиты и синхронизации времени (OD&TS). Этот проект, возглавляемый ЕКА и European Satellite Navigation Industries , предоставил отрасли фундаментальные знания для разработки сегмента миссии системы позиционирования Galileo. [124]
Третий спутник, GIOVE-A2 , первоначально планировалось построить компанией SSTL для запуска во второй половине 2008 года. [125] Строительство GIOVE-A2 было прекращено в связи с успешным запуском и работой на орбите GIOVE-B .
Сегмент миссии GIOVE [126] [127] , управляемый компанией European Satellite Navigation Industries, использовал спутники GIOVE-A/B для предоставления экспериментальных результатов, основанных на реальных данных, которые будут использоваться для снижения риска для спутников IOV, вышедших из испытательных стендов. ЕКА организовало глобальную сеть наземных станций для сбора измерений GIOVE-A/B с использованием приемников GETR для дальнейшего систематического изучения. Приемники GETR поставляются Septentrio , а также первые навигационные приемники Galileo, которые будут использоваться для проверки функционирования системы на дальнейших этапах ее развертывания. Анализ сигналов данных GIOVE-A/B подтвердил успешную работу всех сигналов Galileo с ожидаемыми характеристиками отслеживания.
За этими испытательными спутниками последовали четыре спутника IOV Galileo, которые намного ближе к окончательной конструкции спутника Galileo. Также установлена функция поиска и спасения (SAR ) . [128] Первые два спутника были запущены 21 октября 2011 года из Центра пространственной Гайаны с помощью ракеты-носителя «Союз» , [129] два других — 12 октября 2012 года . [130] Это позволяет проводить ключевые проверочные испытания, поскольку наземные приемники, такие как в автомобилях и телефонах необходимо «видеть» как минимум четыре спутника, чтобы вычислить их положение в трех измерениях. [130] Эти 4 спутника IOV Galileo были построены компаниями Astrium GmbH и Thales Alenia Space . 12 марта 2013 года было выполнено первое обнаружение с использованием этих четырех спутников IOV. [131] После завершения этапа проверки на орбите (IOV) оставшиеся спутники будут установлены для достижения полной эксплуатационной готовности.
7 января 2010 года было объявлено, что контракт на строительство первых 14 спутников FOC был заключен с OHB System , а на навигационную полезную нагрузку — с Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) . Первая партия спутников Galileo первого поколения, известная как «Пакет-1», состоит из спутников Galileo-FOC FM1 и Galileo-FOC FM14. Было построено четырнадцать спутников стоимостью 566 миллионов евро (510 миллионов фунтов стерлингов; 811 миллионов долларов США). [132] [133] Arianespace запустит спутники стоимостью 397 миллионов евро (358 миллионов фунтов стерлингов; 569 миллионов долларов США). [ нужна обновленная информация ] Европейская комиссия также объявила, что контракт на сумму 85 миллионов евро на системную поддержку, включающий промышленные услуги, необходимые ESA для интеграции и проверки системы Galileo, был присужден компании Thales Alenia Space . Компания Thales Alenia Space поручает выполнение работ по субподряду компании Astrium GmbH , а обеспечение безопасности — компании Thales Communications .
В феврале 2012 года компания OHB Systems получила дополнительный заказ на 8 спутников FOC на сумму 250 миллионов евро (327 миллионов долларов США) после того, как тендерное предложение EADS Astrium было перебито. Вторая партия спутников Galileo первого поколения, известная как «Пакет-2», состоит из спутников Galileo-FOC FM15 и Galileo-FOC FM22. Таким образом, общее количество спутников FOC достигло 22. [134] Спутники были построены компанией OHB при участии компании Surrey Satellite Technology (SSTL). [135]
В июне и октябре 2017 года компания OHB Systems получила два дополнительных заказа на 8 и 4 спутника FOC на сумму 324 миллиона евро и 157,75 миллиона евро. Эта третья и последняя партия спутников Galileo первого поколения, известная как «Пакет-3», состоит из спутников Galileo-FOC FM23 и Galileo-FOC FM34. Спутники строятся компанией OHB в Бремене, Германия, при участии компании Surrey Satellite Technology (SSTL) в Гилфорде, Великобритания. [136] [137] [138] [139] [140] После завершения Пакета 3 общее количество спутников FOC достигнет 34.
7 мая 2014 года первые два спутника FOC приземлились в Гайане для их совместного запуска, запланированного на лето [141] . Первоначально запуск планировался на 2013 год, проблемы с оснасткой и созданием производственной линии для сборки привели к задержке серийного производства на год. Спутники Галилео. Эти два спутника (спутники Galileo GSAT-201 и GSAT-202) были запущены 22 августа 2014 года. [142] Названия этих спутников — Дореса и Милена, названные в честь европейских детей, ранее выигравших конкурс рисунков. [143] 23 августа 2014 года поставщик услуг запуска Arianespace объявил, что в полете VS09 произошла аномалия, и спутники были выведены на неверную орбиту. [144] Они оказались на эллиптических орбитах и поэтому не могли использоваться для навигации. Однако позже их удалось использовать для проведения физического эксперимента, так что они не были полной потерей. [145]
Спутники GSAT-203 («Адам») и GSAT-204 («Анастасия») были успешно запущены 27 марта 2015 года с космодрома Гвианы с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя «Союз». [146] [147]
Спутники GSAT-205 («Альба») и GSAT-206 («Ориана») были успешно запущены 11 сентября 2015 года с космодрома Гвианы с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя «Союз». [148]
Спутники GSAT-208 (Лиене) и GSAT-209 (Андриана) были успешно запущены с космодрома Куру, Французская Гвиана, с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя «Союз» 17 декабря 2015 года. [149] [150] [151] [152]
Спутники GSAT-210 (Даниэле) и GSAT-211 (Ализе) были запущены 24 мая 2016 года. [153] [154]
Начиная с ноября 2016 года, для развертывания последних двенадцати спутников будет использоваться модифицированная ракета - носитель Ariane 5 под названием Ariane 5 ES, способная выводить на орбиту четыре спутника Galileo за один запуск. [155]
Спутники GSAT-207 (Антонианна), GSAT-212 (Лиза), GSAT-213 (Кимберли), GSAT-214 (Тиджмен) были успешно запущены из Куру, Французская Гвиана, 17 ноября 2016 года на корабле Ariane 5 ES. [156] [157]
15 декабря 2016 года Galileo начала предлагать начальные эксплуатационные возможности (IOC). В настоящее время предлагаются следующие услуги: открытая служба, служба государственного регулирования и поисково-спасательная служба. [1]
Первые спутники серии 2 GSAT-215 (Николь), GSAT-216 (Зофия), GSAT-217 (Александр), GSAT-218 (Ирина) были успешно запущены из Куру, Французская Гвиана, 12 декабря 2017 года на корабле Ariane 5. ЭС. [158] [159]
Спутники GSAT-219 (Тара), GSAT-220 (Самуэль), GSAT-221 (Анна), GSAT-222 (Эллен) были успешно запущены из Куру, Французская Гвиана, 25 июля 2018 года на корабле Ariane 5 ES. [160]
Первые спутники серии 3 GSAT-223 («Николина») и GSAT-224 («Шрия») были успешно запущены из Куру, Французская Гвиана, 5 декабря 2021 года на четырехступенчатой ракете-носителе «Союз». [161] [162]
Шрия успешно присоединилась к созвездию 29 августа 2022 года. [163]
В 2014 году ЕКА и его отраслевые партнеры начали исследования спутников Galileo второго поколения (G2G), которые должны были быть представлены ЕК в период запуска в конце 2020-х годов. [164] Одна из идей заключалась в использовании электрической силовой установки , которая устранила бы необходимость в верхней ступени во время запуска и позволила бы спутникам из одной партии выводиться более чем в одну орбитальную плоскость. Ожидается, что спутники нового поколения будут доступны к 2025 году [165] и послужат дополнением существующей сети. 20 января 2021 года Европейская комиссия объявила, что заключила с Thales Alenia Space (TAS) и Airbus Defence and Space контракт на сумму 1,47 миллиарда евро на поставку по 6 космических аппаратов от каждого производителя. [25] Подписание контрактов с Thales Alenia Space и Airbus Defence and Space, запланированное на 29 января 2021 года, было приостановлено Европейским судом после протеста, поданного проигравшим участником торгов OHB SE. Протест OHB в Генеральном суде Европейского суда основан на «обвинениях в краже коммерческой тайны» и направлен как на приостановление подписания контракта, так и на отмену присуждения контракта. В мае 2021 года ЕКА сообщило, что подписало контракты на проектирование и производство первой партии спутников Galileo второго поколения (G2G) с компаниями Thales Alenia Space и Airbus Defence and Space. 12 спутников G2G будут оснащены электрическими двигателями, улучшенными навигационными сигналами и возможностями, межспутниковыми связями и возможностью реконфигурации в космосе. [166] [167] [168] [26]
В июле 2006 года международный консорциум университетов и исследовательских институтов приступил к изучению потенциальных научных применений созвездия Галилео. Этот проект, названный GEO6, [169] представляет собой широкое исследование, ориентированное на широкое научное сообщество и направленное на определение и реализацию новых приложений Галилео.
Среди различных пользователей GNSS, определенных Совместным предприятием Galileo, [170] проект GEO6, [169] адресован Сообществу научных пользователей (UC). Проект GEO6 [169] направлен на содействие возможным новым применениям в научных унифицированных системах сигналов GNSS, и в частности сигналов Galileo.
Проект AGILE [171] — это финансируемый ЕС проект, посвященный изучению технических и коммерческих аспектов услуг на основе определения местоположения (LBS) . Он включает в себя технический анализ преимуществ Galileo (и EGNOS ) и изучение гибридизации Galileo с другими технологиями позиционирования (сетевыми, WLAN и т. д.). В рамках этих проектов были реализованы и продемонстрированы некоторые пилотные прототипы.
На основе потенциального числа пользователей, потенциальных доходов Galileo Operating Company или концессионера (GOC), международной значимости и уровня инноваций консорциум выберет и разработает набор приоритетных приложений (PA) в течение определенного периода времени. кадр того же проекта.
Эти приложения помогут расширить и оптимизировать использование услуг EGNOS и возможностей, предлагаемых испытательным стендом Galileo Signal Test-Bed (GSTB-V2) и этапом Galileo (IOV).
Все спутники Galileo оснащены лазерными ретрорефлекторами , которые позволяют отслеживать их станциями Международной службы лазерной локации. [172] Спутниковая лазерная локация до спутников Галилео используется для проверки спутниковых орбит, [173] определения параметров вращения Земли [174] и для комбинированных решений, включающих лазерные и микроволновые наблюдения.
Все основные чипы приемников GNSS поддерживают Galileo, и сотни устройств конечных пользователей совместимы с Galileo. [5] Первыми Android-устройствами с двухчастотной поддержкой GNSS, которые отслеживают более одного радиосигнала от каждого спутника (частоты E1 и E5a для Galileo), были линейка Huawei Mate 20 , Xiaomi Mi 8 , Xiaomi Mi 9 и Xiaomi. Ми МИКС 3 . [175] [176] [177] По состоянию на июль 2019 года [обновлять]на рынке было более 140 смартфонов с поддержкой Galileo, из которых 9 были двухчастотными. [178] [ необходим неосновной источник ] На веб-сайте ЕС часто обновляется обширный список поддерживаемых устройств для различного использования на суше, на море и в воздухе. [179] 24 декабря 2018 года Европейская комиссия обязала все новые смартфоны внедрять Galileo для поддержки E112 . [180]
С 1 апреля 2018 года все новые автомобили, продаваемые в Европе, должны поддерживать eCall — автоматическую систему экстренного реагирования, которая набирает номер 112 и передает данные о местоположении Galileo в случае аварии. [181]
До конца 2018 года Galileo не было разрешено для использования в Соединенных Штатах и, как следствие, лишь в некоторых случаях работало на устройствах, которые могли принимать сигналы Galileo, на территории Соединенных Штатов. [182] Позиция Федеральной комиссии по связи (FCC) по этому вопросу заключалась (и остается) в том, что приемникам радионавигационных спутниковых систем (RNSS), не поддерживающим GPS, должна быть предоставлена лицензия на прием указанных сигналов. [183] Отказ от этого требования для Galileo был запрошен ЕС и представлен в 2015 году, а 6 января 2017 года был запрошен общественный комментарий по этому вопросу. [184] 15 ноября 2018 года Федеральная комиссия по связи удовлетворила запрошенный отказ, прямо разрешив нефедеральным потребительским устройствам доступ к частотам Galileo E1 и E5. [185] [186] Однако большинству устройств, включая смартфоны, по-прежнему требуются обновления операционной системы или аналогичные обновления, чтобы разрешить использование сигналов Galileo в Соединенных Штатах (большинство смартфонов, начиная с Apple iPhone 6S и Samsung Galaxy S7, имеют аппаратные возможности, и просто требуется модификация программного обеспечения). [187]
Проект европейской спутниковой навигации был выбран в качестве основного мотива очень дорогой коллекционной монеты: памятной монеты австрийской европейской спутниковой навигации , отчеканенной 1 марта 2006 года. Монета имеет серебряное кольцо и золотисто-коричневую ниобиевую «таблетку». На реверсе ниобиевая часть изображает навигационные спутники, вращающиеся вокруг Земли. На кольце показаны разные виды транспорта, для которых разработана спутниковая навигация: самолет, автомобиль, грузовик, поезд и контейнеровоз.
Запуск [...] запланирован на 17 декабря. Рейс VS13 «Союз» выведет на орбиту еще два спутника европейской навигационной системы Galileo