2007-05-22
Galileo - opis systemu
Europejski system nawigacji satelitarnej
źródło: kosmos.gov.plSystem nawigacji satelitarnej Galileo to wspólna inicjatywa Unii Europejskiej i Europejskiej Agencji Kosmicznej, będąca odpowiedzią na wyzwania stawiane przez współczesną globalną gospodarkę i postęp technologiczny. Galileo jest największym projektem opartym na budowie i wykorzystywaniu infrastruktury kosmicznej w dotychczasowej historii Unii, a nawigacja satelitarna i bazujące na niej usługi znajdą zastosowanie w wielu dziedzinach gospodarki. Budowę systemu Galileo uznano za strategiczny projekt Wspólnoty ze względu na jego potencjał ekonomiczny, naukowy i społeczny. Inicjatywa ta jest jednym z głównych elementów dynamicznie rozwijającej się europejskiej polityki kosmicznej i tworzonego przez wspólnie przez UE i ESA europejskiego programu kosmicznego.

Galileo, zdjęcie pochodzi ze strony European Space Agency - esa.int

Galileo, zdjęcie pochodzi ze strony European Space Agency - esa.int
W ramach tej współpracy Komisja Europejska odpowiedzialna jest za polityczną stronę projektu, architekturę systemu, korzyści ekonomiczne oraz zaspakajanie potrzeb użytkowników. Europejska Agencja Kosmiczna odpowiada zaś za techniczną stronę projektu, tzn. definiowanie i rozwój systemu, sprawdzanie poprawności działania satelitów na orbitach jak również kontrolowanie pracy elementów naziemnych. ESA pracuje ponadto nad rozwojem nowych technologii, które będą wykorzystywane w satelitach systemu i w infrastrukturze naziemnej Galileo. Są to m.in. precyzyjne zegary instalowane na pokładach satelitów, generatory sygnałów wysyłanych z satelitów, źródła mocy, anteny, transpondery telemetryczne. Inżynierowie Europejskiej Agencji Kosmicznej prowadzą także prace nad technologiami, które będą wykorzystywane w odbiornikach Galileo.
Struktura zarządzania
Mimo, że odpowiedzialność za tworzenie Galileo spoczywa głównie na Unii Europejskiej i ESA, w późniejszej fazie nadzór nad rozwojem technicznym i operacyjnym systemu zostanie przekazany w ręce prywatne na zasadzie partnerstwa publiczno - prywatnego. Polega ono na tym, że za realizację pierwszych faz tworzenia systemu odpowiada sektor publiczny, natomiast faza wdrażania satelitów, a następnie utrzymanie systemu będzie już spoczywać w rekach koncesjonariusza. Będzie on na zasadach komercyjnych zarządzał systemem znajdując się jednak pod stałym nadzorem międzynarodowego ciała kontrolnego - Supervisory Authority. Od samego początku prac nad systemem Galileo Unia Europejska zdecydowała się na przekazanie nadzoru i zarządzania fazą wdrażania i działania systemu w ręce prywatnego koncesjonariusza. Za jego wybór odpowiada Galileo Joint Undertaking, powołane zarządzeniem Rady 21 maja 2002 r. GJU ma pełną osobowość prawną i działa niezależnie od innych instytucji.
Postępowanie konkursowe o przyznanie dwudziestoletniej koncesji na zarządzanie systemem Galileo zainicjowano w październiku 2003 roku; na ogłoszenie GJU odpowiedziały 4 konsorcja. Do pierwszej fazy negocjacji, trwającej od kwietnia 2004 do stycznia 2005 roku, przystąpiły dwa konsorcja: Eurely (główni partnerzy: Aena, Alcatel, Finmeccanica, Hispasat) i iNavSat (główni partnerzy: EADS Space, Inmarsat, Thales). 1 marca 2005 roku Galileo Joint Undertaking rozpoczęło równocześnie rozmowy z oboma kandydatami. W maju Eurely i iNavSat wyraziły wolę połączenia swoich wysiłków. Przeprowadzona analiza wykazała, że nie stwarza to żadnych problemów odnośnie reguł uzyskiwania zamówień publicznych i konkurencyjności.
GJU w oparciu o wspólną ofertę Eurely/iNavSat rozpoczęło negocjacje kontraktu na koncesję, które mają się zakończyć do 2007 roku. Rozmowy te powinny doprowadzić do precyzyjnego zdefiniowania podziału ról i zakresu obowiązków i odpowiedzialności koncesjonariusza i strony publicznej, zwłaszcza w kwestiach finansowych i zarządzania ryzykiem (mechanizmy gwarancji).
Fazy rozwoju systemu Galileo
Program Galileo przewiduje cztery fazy rozwoju systemu, które będą prowadzone pod patronatem Europejskiej Agencji Kosmicznej i Komisji Europejskiej, jednak nadzór nad ostatnią faza programu (użytkowania) przekazany zostanie w ręce sektora prywatnego. Poszczególne etapy projektu to:
- Faza definiowania systemu (zakończona), która zaowocowała takimi projektami jak GALA, GALILEI, GEMINIUS, INTEG, SAGA, GUST, SARGAL.
- Faza rozwoju systemu (2001-2008) na którą składają się:
- zestawienie wymogów misji
- rozwój satelitów i komponentów naziemnych
- atestacja systemu na orbitach
Faza ta poświęcona jest szczegółowemu, dalszemu definiowaniu różnych komponentów systemu: satelitów, elementów naziemnych czy odbiorników użytkowników. W części testowej zawiera umieszczenie prototypu satelity na orbicie (nastąpiło to 28 grudnia 2005 roku) i stworzenie minimalnej infrastruktury naziemnej. Pozwoli to na niezbędną regulację sektora naziemnego w odniesieniu do jego globalnego użytkowania i uruchamiania. Kierowaniem tej fazy rozwoju zajmuje się GALILEO Joint Undertaking.
3. Faza rozwoju (2008-2012) składająca się z:
3. Faza rozwoju (2008-2012) składająca się z:
- konstrukcji i uruchomienia satelitów
- kompletna instalacja segmentu naziemnego
Faza ta obejmuje stopniowe umieszczanie wszystkich satelitów na orbitach począwszy od 2008 roku, aż do zapewnienia pełnego wykorzystania infrastruktury naziemnej, tak by normalne funkcjonowanie systemu rozpoczęło się od 2012 roku.
4. Faza użytkowania i komercyjnego działania (od 2012 roku)
Serwisy Galileo
System Galileo dostarczy użytkownikom cztery usługi nawigacyjne oraz jedną usługę wspomagającą badania i poszukiwania. Zostały one wszystkie tak pomyślane, by zadowolić wszystkich potencjalnych użytkowników poczynając od profesjonalistów, poprzez naukowców, do zwykłych masowych użytkowników.
1. Open Service - powszechnie dostępny, bezpłatny serwis zapewniający dokładny pomiar czasu i pozycji, lepszy niż pozostałe systemy GNSS,
2. Safety of Life Service - powszechnie dostępny pod warunkiem stosowania odbiorników posiadających odpowiednie certyfikaty, bezpłatny serwis zapewniający dokładny pomiar czasu i pozycji z gwarancją jakości i dokładności sygnału, posiada funkcję ostrzegania użytkownika o wadliwym działaniu systemu,
3. Commercial Service - serwis płatny zapewniający pomiary o zwiększonej precyzji (dzięki wykorzystaniu dwóch dodatkowych sygnałów kodowych) i gwarancję jakości i dokładności sygnału, posiada funkcję ostrzegania użytkownika o wadliwym działaniu systemu zapewniając większą wydajność,
4. Public Regulated Service - serwis bezpłatny dla członków Unii Europejskiej, zapewniający organom administracji państwowej, władzom odpowiedzialnym za ochronę cywilną oraz bezpieczeństwo narodowe dokładny pomiar czasu i pozycji w oparciu o dodatkowe kodowane sygnały, odseparowane od innych w celu gwarancji jakości i ciągłości usług. Usługa ta umożliwi rozwinięcie w krajach UE aplikacji, które ulepszą instrumenty wykorzystywane przy walce z nielegalnym eksportem czy nielegalnymi migracjami.
5. Search and Rescue Service - serwis zapewniający precyzyjny sygnał umożliwiający dokładną lokalizację zagrożenia i komunikację zwrotną pomiędzy wysyłającym a operatorem usługi.
Struktura systemu
System Galileo składa się z trzech następujących segmentów:
Drugim elementem architektury Galileo będzie segment naziemny, w którym wyróżniamy dwa niezależne komponenty. Pierwszy z nich to podsegment kontroli satelitów GCS (Ground Control System), a drugi to podsegment kontroli całości misji systemu MCS (Mission Control System). Każdy z powyższych elementów będzie pełnić różne funkcje. GCS ma odpowiadać za: utrzymywanie konstelacji i kontrolowanie stanu technicznego wszystkich satelitów, opracowywanie strategii ich napraw, jak również ciągłe zarządzanie systemem w celu jego poprawnego funkcjonowania. Zadaniami, za które z kolei odpowiadać ma MCS będzie: konserwacja serwisów oferowanych przez system, monitorowanie jego funkcjonowania, analizowanie emitowanych przez satelity sygnałów oraz rozprzestrzenianie danych systemu. Pomimo innego przeznaczenia oba podsegmenty posiadać będą także pewne funkcje wspólne takie jak: monitorowanie i kontrola stacji naziemnych, zaopatrywanie serwisów czy zarządzanie bezpieczeństwem systemu.
Trzecią częścią systemu Galileo będzie segment użytkowników, których zadaniem będzie eksploatacja stworzonego systemu. W skład tego segmentu wchodzić będzie cała gamy odbiorników Galileo, które będą konstruowane dla różnych grup odbiorców usług systemu, w zależności od zapotrzebowania i zastosowania.
Współpraca międzynarodowa w ramach Galileo
System Galileo to inicjatywa o charakterze międzynarodowym; zainteresowanie udziałem w niej wyraziło wiele państw nie należących do UE i ESA. Z punktu widzenia przeciętnego użytkownika najważniejsze było podpisanie 26 czerwca 2004 r. przez Unię Europejską i Stany Zjednoczone umowy w sprawie Promocji, Warunków i Wykorzystywania Satelitarnych Systemów Nawigacji Galileo i GPS oraz związanych z nimi zastosowań. Wypracowany układ zapewnia, że sygnały systemu Galileo nie będą miały negatywnego wpływu na systemy nawigacyjne wykorzystywane przy prowadzeniu operacji wojskowych przez Stany Zjednoczone i NATO. Ponadto zarówno USA jak i Unia Europejska będą uzgadniać kwestie dotyczące wspólnego bezpieczeństwa i bezpieczeństwa poszczególnych państw-stron umowy. Zgodnie z porozumieniem cywilny handel oraz przepływ towarów i usług związanych z nawigacją satelitarną powinien opierać się na zasadach równości podmiotów i wolnego rynku.
Mając na uwadze możliwość uzyskania dużych korzyści dla cywilnych i komercyjnych użytkowników, pod warunkiem kompatybilności i współoperacyjności dwóch niezależnych systemów, Stany Zjednoczone i Unia Europejska wymieniały się doświadczeniami i technicznymi informacjami, co zaowocowało osiągnięciem porozumienia dotyczącego utworzenia wspólnego sygnału cywilnego. Odbiorniki dwu-systemowe (GPS-Galileo) zapewnią większą dostępność, precyzję i solidność, co będzie stanowić podstawę nowej generacji usług i aplikacji opartych na danych satelitarnych, z których będą mogli korzystać użytkownicy zarówno ze sfer gospodarczych, naukowych czy administracji publicznej, jak i klienci indywidualni.
Bardzo aktywne zainteresowanie udziałem w systemie Galileo wykazały Chiny, które już w 2003 r. podpisały porozumienie o współpracy z EU. Na mocy tego dokumentu Chiny zobowiązały się przeznaczyć 200 mln euro na program Galileo, z czego 70 mln na wsparcie udziału chińskich podmiotów w budowie systemu. Reszta środków będzie zainwestowana podczas etapu wdrażania za pośrednictwem koncesjonariusza Galileo. Od kwietnia 2005 r. 3 chińskich ekspertów pracuje w GJU w Brukseli, a latem podpisano pierwsze kontrakty.
W czerwcu 2004 r. do programu Galileo przystąpił Izrael, zobowiązując się wpłacić 18 mln euro w fazie rozwoju systemu oraz udostępnić swoją wiedzę technologiczną i doświadczenie. W 2005 r. podpisano porozumienie UE - Ukraina, ustanawiające możliwości współpracy w wielu sektorach nawigacji satelitarnej, a zwłaszcza w nauce i technologii, przemyśle, rozwoju rynku i usług oraz standaryzacji, częstotliwościach i certyfikacji. Przewiduje ono także rozszerzenie zasięgu EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) na Ukrainę i jej uczestnictwo w strukturach zarządzania systemem Galileo. Położenie geograficzne Ukrainy szczególnie predestynuje ją do udziału w usługach EGNOS.
Również Indie zawarły z UE umowa zapewniającą im dostęp do najwyższej jakości usług oferowanych przez Galileo i stwarzającą podstawy do współpracy w tworzeniu regionalnych systemów wspomagania satelitarnego opartych na EGNOS i Galileo.
Trwają także negocjacje z Argentyną, Brazylią, Marokiem, Meksykiem, Norwegią, Chile, Korea Południową, Malezją, Kanadą i Australią.
4. Faza użytkowania i komercyjnego działania (od 2012 roku)
Serwisy Galileo
System Galileo dostarczy użytkownikom cztery usługi nawigacyjne oraz jedną usługę wspomagającą badania i poszukiwania. Zostały one wszystkie tak pomyślane, by zadowolić wszystkich potencjalnych użytkowników poczynając od profesjonalistów, poprzez naukowców, do zwykłych masowych użytkowników.
1. Open Service - powszechnie dostępny, bezpłatny serwis zapewniający dokładny pomiar czasu i pozycji, lepszy niż pozostałe systemy GNSS,
2. Safety of Life Service - powszechnie dostępny pod warunkiem stosowania odbiorników posiadających odpowiednie certyfikaty, bezpłatny serwis zapewniający dokładny pomiar czasu i pozycji z gwarancją jakości i dokładności sygnału, posiada funkcję ostrzegania użytkownika o wadliwym działaniu systemu,
3. Commercial Service - serwis płatny zapewniający pomiary o zwiększonej precyzji (dzięki wykorzystaniu dwóch dodatkowych sygnałów kodowych) i gwarancję jakości i dokładności sygnału, posiada funkcję ostrzegania użytkownika o wadliwym działaniu systemu zapewniając większą wydajność,
4. Public Regulated Service - serwis bezpłatny dla członków Unii Europejskiej, zapewniający organom administracji państwowej, władzom odpowiedzialnym za ochronę cywilną oraz bezpieczeństwo narodowe dokładny pomiar czasu i pozycji w oparciu o dodatkowe kodowane sygnały, odseparowane od innych w celu gwarancji jakości i ciągłości usług. Usługa ta umożliwi rozwinięcie w krajach UE aplikacji, które ulepszą instrumenty wykorzystywane przy walce z nielegalnym eksportem czy nielegalnymi migracjami.
5. Search and Rescue Service - serwis zapewniający precyzyjny sygnał umożliwiający dokładną lokalizację zagrożenia i komunikację zwrotną pomiędzy wysyłającym a operatorem usługi.
Struktura systemu
System Galileo składa się z trzech następujących segmentów:
- Kosmicznego
- Naziemnego
- Użytkownika
Drugim elementem architektury Galileo będzie segment naziemny, w którym wyróżniamy dwa niezależne komponenty. Pierwszy z nich to podsegment kontroli satelitów GCS (Ground Control System), a drugi to podsegment kontroli całości misji systemu MCS (Mission Control System). Każdy z powyższych elementów będzie pełnić różne funkcje. GCS ma odpowiadać za: utrzymywanie konstelacji i kontrolowanie stanu technicznego wszystkich satelitów, opracowywanie strategii ich napraw, jak również ciągłe zarządzanie systemem w celu jego poprawnego funkcjonowania. Zadaniami, za które z kolei odpowiadać ma MCS będzie: konserwacja serwisów oferowanych przez system, monitorowanie jego funkcjonowania, analizowanie emitowanych przez satelity sygnałów oraz rozprzestrzenianie danych systemu. Pomimo innego przeznaczenia oba podsegmenty posiadać będą także pewne funkcje wspólne takie jak: monitorowanie i kontrola stacji naziemnych, zaopatrywanie serwisów czy zarządzanie bezpieczeństwem systemu.
Trzecią częścią systemu Galileo będzie segment użytkowników, których zadaniem będzie eksploatacja stworzonego systemu. W skład tego segmentu wchodzić będzie cała gamy odbiorników Galileo, które będą konstruowane dla różnych grup odbiorców usług systemu, w zależności od zapotrzebowania i zastosowania.
Współpraca międzynarodowa w ramach Galileo
System Galileo to inicjatywa o charakterze międzynarodowym; zainteresowanie udziałem w niej wyraziło wiele państw nie należących do UE i ESA. Z punktu widzenia przeciętnego użytkownika najważniejsze było podpisanie 26 czerwca 2004 r. przez Unię Europejską i Stany Zjednoczone umowy w sprawie Promocji, Warunków i Wykorzystywania Satelitarnych Systemów Nawigacji Galileo i GPS oraz związanych z nimi zastosowań. Wypracowany układ zapewnia, że sygnały systemu Galileo nie będą miały negatywnego wpływu na systemy nawigacyjne wykorzystywane przy prowadzeniu operacji wojskowych przez Stany Zjednoczone i NATO. Ponadto zarówno USA jak i Unia Europejska będą uzgadniać kwestie dotyczące wspólnego bezpieczeństwa i bezpieczeństwa poszczególnych państw-stron umowy. Zgodnie z porozumieniem cywilny handel oraz przepływ towarów i usług związanych z nawigacją satelitarną powinien opierać się na zasadach równości podmiotów i wolnego rynku.
Mając na uwadze możliwość uzyskania dużych korzyści dla cywilnych i komercyjnych użytkowników, pod warunkiem kompatybilności i współoperacyjności dwóch niezależnych systemów, Stany Zjednoczone i Unia Europejska wymieniały się doświadczeniami i technicznymi informacjami, co zaowocowało osiągnięciem porozumienia dotyczącego utworzenia wspólnego sygnału cywilnego. Odbiorniki dwu-systemowe (GPS-Galileo) zapewnią większą dostępność, precyzję i solidność, co będzie stanowić podstawę nowej generacji usług i aplikacji opartych na danych satelitarnych, z których będą mogli korzystać użytkownicy zarówno ze sfer gospodarczych, naukowych czy administracji publicznej, jak i klienci indywidualni.
Bardzo aktywne zainteresowanie udziałem w systemie Galileo wykazały Chiny, które już w 2003 r. podpisały porozumienie o współpracy z EU. Na mocy tego dokumentu Chiny zobowiązały się przeznaczyć 200 mln euro na program Galileo, z czego 70 mln na wsparcie udziału chińskich podmiotów w budowie systemu. Reszta środków będzie zainwestowana podczas etapu wdrażania za pośrednictwem koncesjonariusza Galileo. Od kwietnia 2005 r. 3 chińskich ekspertów pracuje w GJU w Brukseli, a latem podpisano pierwsze kontrakty.
W czerwcu 2004 r. do programu Galileo przystąpił Izrael, zobowiązując się wpłacić 18 mln euro w fazie rozwoju systemu oraz udostępnić swoją wiedzę technologiczną i doświadczenie. W 2005 r. podpisano porozumienie UE - Ukraina, ustanawiające możliwości współpracy w wielu sektorach nawigacji satelitarnej, a zwłaszcza w nauce i technologii, przemyśle, rozwoju rynku i usług oraz standaryzacji, częstotliwościach i certyfikacji. Przewiduje ono także rozszerzenie zasięgu EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) na Ukrainę i jej uczestnictwo w strukturach zarządzania systemem Galileo. Położenie geograficzne Ukrainy szczególnie predestynuje ją do udziału w usługach EGNOS.
Również Indie zawarły z UE umowa zapewniającą im dostęp do najwyższej jakości usług oferowanych przez Galileo i stwarzającą podstawy do współpracy w tworzeniu regionalnych systemów wspomagania satelitarnego opartych na EGNOS i Galileo.
Trwają także negocjacje z Argentyną, Brazylią, Marokiem, Meksykiem, Norwegią, Chile, Korea Południową, Malezją, Kanadą i Australią.
Za wyrażenie zgody na udostępnienie informacji redakcja serwisu dziękuje Polskiemu Biuru ds. Przestrzeni Kosmicznej