Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео

Рассмотрены назначение, структура и основные характеристики европейского проекта спутниковой радионавигационной системы Galileo (такие, как орбитальная группировка спутников, режимы работы системы, типы, частоты и коды радиосигналов)....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2007
1. Verfasser:	Скорик, Е.Т.
Format:	Artikel
Veröffentlicht:	Національна Академія наук України 2007
Schlagworte:	Світ інновацій
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео / Е.Т. Скорик // Наука та інновації. — 2007. — Т. 3, № 2. — С. 64-73. — Библиогр.: 2 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-140
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1402025-02-09T21:19:33Z Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео Нова супутникова радіонавігаційна система проекту GALILEO New Satellite Radionavigation System GALILEO Скорик, Е.Т. Світ інновацій Рассмотрены назначение, структура и основные характеристики европейского проекта спутниковой радионавигационной системы Galileo (такие, как орбитальная группировка спутников, режимы работы системы, типы, частоты и коды радиосигналов). Розглянуто призначення, структура і основні характеристики європейського проекту супутникової радіонавігаційної системи Galileo (такі, як орбітальне угруповання супутників, режими роботи, типи, частоти і коди радіосигналів). Purpose, structure and main characteristics (such as orbital satellite grouping, system operating modes, radiosignal types, frequencies and codes) of the european satellite radionavigation system Galileo have been considered. 2007 Article Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео / Е.Т. Скорик // Наука та інновації. — 2007. — Т. 3, № 2. — С. 64-73. — Библиогр.: 2 назв. — рос. DOI: doi.org/10.15407/scin3.02.064 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140 application/pdf Національна Академія наук України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
topic	Світ інновацій Світ інновацій
spellingShingle	Світ інновацій Світ інновацій Скорик, Е.Т. Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео
description	Рассмотрены назначение, структура и основные характеристики европейского проекта спутниковой радионавигационной системы Galileo (такие, как орбитальная группировка спутников, режимы работы системы, типы, частоты и коды радиосигналов).
format	Article
author	Скорик, Е.Т.
author_facet	Скорик, Е.Т.
author_sort	Скорик, Е.Т.
title	Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео
title_short	Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео
title_full	Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео
title_fullStr	Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео
title_full_unstemmed	Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео
title_sort	новая спутниковая радионавигационная система проекта галилео
publisher	Національна Академія наук України
publishDate	2007
topic_facet	Світ інновацій
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140
citation_txt	Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео / Е.Т. Скорик // Наука та інновації. — 2007. — Т. 3, № 2. — С. 64-73. — Библиогр.: 2 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT skoriket novaâsputnikovaâradionavigacionnaâsistemaproektagalileo AT skoriket novasuputnikovaradíonavígacíinasistemaproektugalileo AT skoriket newsatelliteradionavigationsystemgalileo
first_indexed	2025-11-30T22:43:18Z
last_indexed	2025-11-30T22:43:18Z
_version_	1850257021724524544
fulltext	64 Світ інновацій 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТЕ Европейский Союз (ЕС) в лице Еврокомис� сии и Европейского космического агентства (European Space Agency – ESA) иницииро� вал разработку новой спутниковой радиона� вигационной системы (СРНС) под названи� ем "Galileo" [1]. После проведения в течение нескольких лет разработок технических ха� рактеристик и структуры системы, а также всесторонних экономических обоснований проект вступил в практическую фазу, пред� полагающую запуск навигационных косми� ческих аппаратов (НКА) и создание назем� ной обеспечивающей инфраструктуры. На� чальный этап практической эксплуатации пер� вой очереди проекта планируется на 2008 год. Запуск на орбиту рабочего прототипа НКА проекта Galileo под обозначением Giove�A был успешно осуществлен 28 декабря 2005 г. с космодрома Байконур российским ракето� носителем "Союз". Специалисты ESA при� ступили к тестированию рабочих характери� стик первого НКА проекта. В Украине сопровождение проекта, включая подготовку соответствующих меж� правительственных документов (протоколов и соглашений), осуществляет Национальное Космическое Агентство Украины (НКАУ) как ведомство, отвечающее за планирование и реализацию отечественной космической программы. Применительно к спутниковой радионавигации работы координируются в соответствии с государственным документом "Программа обеспечения функционирова� ния и развития государственной сети мони� торинга глобальных навигационных спутни� ковых систем на период до 2010 года". В Про� грамме указано, что "...наиболее рациональ� ным путем для гарантированного обеспече� ния органов исполнительной власти, госу� дарственных служб и учреждений качествен� ной спутниковой навигационной информа� цией есть создание Сети национального на� земного дифференциального дополнения к системам ГЛОНАСС и GPS на базе средств Сети с обеспечением возможности дальней� шей интеграции в систему EGNOS, а в пер� Наука та інновації.2007.Т 3.№ 2.С. 64–73. Е. Т. Скорик Центральный НИИ навигации и управления Минпромполитики Украины, Киев НОВАЯ СПУТНИКОВАЯ РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПРОЕКТА GALILEO Аннотация: Рассмотрены назначение, структура и основные характеристики европейского проекта спутниковой радионавигационной системы Galileo (такие, как орбитальная группировка спутников, режимы работы системы, типы, частоты и коды радиосигналов). Ключевые слова: спутниковая радионавигация, космические аппараты, радиосигналы, частоты и коды. © Е. Т. Скорик. 2007 65НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 Світ інновацій спективе – и в систему Galileo". 1 декабря 2005 г. на Саммите "Украина – ЕС" в г. Киеве было объявлено о подписании Соглашения о сотрудничестве Украины и Европейского со� общества (ЕС) по разработке проекта СРНС Galileo. Украина участвует в продвижении проекта в качестве базовой гражданской пер� спективной радионавигационной системы для народного хозяйства страны, в том числе для выполнения задач навигации и определе� ния координат подвижных объектов всех ти� пов. Сведения о техническом облике нового проекта СРНС Galileo пока еще мало извест� ны широкой научно�технической обществен� ности страны, что обусловлено, в первую оче� редь, текущей фазой его развития. Естествен� но возникает вопрос: зачем нужна еще одна дорогостоящая и сложная система спутнико� вой навигации при наличии двух существую� щих – GPS и ГЛОНАСС? Для понимания этой большой проблемы приведем сведения о принципиальных ограничениях СРНС GPS и ГЛОНАСС. 2. ОГРАНИЧЕНИЯ СРНС GPS И ГЛОНАСС В первую очередь следует отметить, что обе эти СРНС были заказаны, спроектированы, разработаны, введены в эксплуатацию и сей� час управляются военными ведомствами, со� ответственно, США и СССР (в настоящее время – Россия) с целью обеспечения гло� бальных интересов этих государств. Обе СРНС функционируют в беззапросном ре� жиме. Это означает, что аппаратура пользо� вателей (АП) систем работает только на при� ем. Поэтому применение этих СРНС ответ� ственными гражданскими пользователями (например, авиацией при посадке самолетов и морскими судами при входе в акваторию порта) требует постоянного мониторинга ра� дионавигационных полей СРНС для контро� ля их работоспособности, качества и точнос� ти местоопределения в пределах оговорен� ных норм, а также для уверенности, что до� ступ к ним искуственно не ограничен в дан� ный момент для гражданских пользователей по инициативе владельцев систем. Подобное ограничение уже наблюдалось в случае СРНС Global Position System (GPS) при введении режима ограниченного (селек� тивного) доступа SA (Selective Availability) в открытый код системы в глобальном масшта� бе и постановке помех в этот код войсками коалиции в региональных масштабах в мес� тах локальных военных конфликтов на Бал� канах, в Ираке и Афганистане. Поэтому для надежного использования СРНС GPS в ка� честве национального средства другими го� сударствами требуется разработка и приме� нение каждой страной на своей территории средств мониторинга навигационных полей СРНС. Разработка такой национальной Сети мониторинга проводится в Украине в рамках упомянутой выше государственной програм� мы. Среднеорбитальная спутниковая радио� навигационная система GPS (высота рабо� чих орбит НКА – 20 145 км) предназначена для нахождения координат пользователей в любом районе земного шара и в околоземном пространстве независимо от времени года, суток и метеоусловий. СРНС GPS в настоя� щее время сложилась как система двойного назначения. НКА GPS излучают на двух час� тотах два кода – открытый (доступный) код стандартной точности C/A на частоте L1 и закрытый (секретный) код P/Y с криптогра� фией одновременно на частотах L1 и L2. Именно с целью значительного уменьшения точности позиционирования до 100 м на ос� нове открытого кода руководством США был в свое время введен упомянутый выше режим селективного доступа SА. Директивой от 1 мая 2000 г. правительство США отмени� ло режим SA для стимулирования использо� вания СРНС GPS гражданскими пользовате� 66 Світ інновацій НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 лями по всему миру, а также широкого выпу� ска аппаратуры пользователей, в основном фирмами США. Одновременно в директиве было указано, что использование открытого кода СРНС GPS может быть ограничено в любой момент, когда правительство США со� чтет опасным его применение для нацио� нальных интересов страны. Тем не менее СРНС GPS в США опреде� лена как базовая система радионавигационно� го обеспечения всех групп пользователей ра� дионавигационных услуг. Международная ас� социация гражданской авиации International Civil Aviation Organization (IСAO) определи� ла СРНС GPS в качестве основного средства радионавигационного обеспечения в составе концепции CNS/ATM (Соmmunication, Navi� gation, Survillance / Aviation Transport Meneg� ment – связь, навигация, наблюдение/органи� зация воздушного движения). CРНС GPS является развивающимся са� модостаточным радионавигационным сред� ством. На сегодня в составе CРНС GPS функционируют 28 НКА на 6�ти орбитах (по проекту предусмотрено 24), в том числе 10 НКА нового поколения – Block IIR. Запла� нировано постепенное введение новых рабо� чих частот и типов сигналов. Так, 26 сентяб� ря 2005 г. был запущен на орбиту модернизи� рованный НКА GPS Block IIR�М, излучаю� щий новый широкополосный сигнал с закры� тым кодом, так называемым высокоточным "файн�кодом" типа М на частотах L1М и L2М, и второй гражданский сигнал на часто� те L2С. СРНС ГЛОНАСС является близким аналогом СРНС GPS и определена в качест� ве базового средства для радионавигацион� ного обеспечения всех групп пользователей в России. По проекту в СРНС ГЛОНАСС так� же предусмотрено 24 НКА на 3�х среднеор� битальных орбитах высотой 19 100 км. В на� стоящее время по причинам экономического характера в СРНС ГЛОНАСС эксплуатиру� ется неполная группировка НКА СРНС ГЛОНАСС, что делает использование этой системы в качестве самодостаточной пробле� матичным. В таких условиях Европейское сообще� ство и Европейское космическое агентство инициировали создание совершенно новой открытой СРНС в ходе выполнения проекта Galileo. Эта система будет управляться сов� местно гражданскими администрациями ЕС и ESA и иметь кроме общедоступного бес� платного навигационного сигнала ряд опла� чиваемых (заказываемых по подписке) служб с гарантированным качеством навигацион� ного обеспечения. Для НКА Galileo была вы� брана новая среднеорбитальная группировка с лучшим геометрическим фактором их на� блюдения. Одновременно запланировано также освоение ряда новых частот и специ� альных широкополосных сигналов. 3. МОДЕЛЬ ОРБИТАЛЬНОЙ ГРУППИРОВКИ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ ПРОЕКТА GALILEO Модель орбитальной группировки ("созвез� дия") СРНС Galileo была исследована на са� мой первой фазе разработки проекта, извест� ной под названием Galileo Sat Definition Phase [2]. Модель использует группировку из 30�и НКА на 3�х средних орбитах МЕО (Middle Earth Orbit) высотой 23 616 км с на� клоном плоскостей отбит 56°. Отметим, что наклон 6�ти орбит группировки НКА СРНС GPS равен 55°, а 3�х орбит СРНС ГЛОНАСС – 64,8°. Величина наклона орбит СРНС Galileo выбрана с целью обеспечения лучшей наблюдаемости группировки в средних ши� ротах северного полушария. Тип группировки СРНС Galileo носит условное обозначение "Walker 27/3/1" по имени автора разработок моделей космичес� ких группировок. Цифры означают количе� 67НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 Світ інновацій ственное наполнение буквенных условных общих обозначений моделей T/P/F, а именно: Т = 27 – число симметрично размещенных в пространстве НКА; Р = 3 – число плоскостей орбит. Тогда T/P = 9 – есть число НКА, равно� удаленных (симметричных) в каждой орби� тальной плоскости. В группировке использу� ются также три дополнительных активных НКА (по одному на каждой орбите), разме� щенных в промежутках между равноудален� ными НКА. Параметр F = 1 характеризует специфическую геометрию группировки в части межплоскостной фазировки орбит че� рез 360° по возвышениям узлов (ascending node). Группировка НКА Galileo обеспечива� ет наблюдаемость не меньше 9�и спутников на открытой местности в зоне выше 10° над горизонтом. Девять следов НКА в каждой точке на поверхности Земли наблюдаются каждые 1 оборота НКА в сутки. Заметим, что для получения навигационных определе� ний в трех плоскостях (широта, долгота и вы� сота) в пассивных СРНС требуется не мень� 3 2 ше 4�х одновременно наблюдаемых НКА. При этом обеспечивается также привязка ап� паратуры пользователя к шкале времени СРНС. Группировка НКА Galileo при данной ге� ометрии и высоте орбит повторяется в небе примерно каждые 24 часа, в то время как дви� жение каждого спутника относительно Зем� ли повторяется каждые трое суток. Все это определяется выбором фазировки орбит, числом вращений НКА в сутки и числом сле� дов спутников на поверхности Земли. На рис. 1 показана пространственная схе� ма группировки НКА Galileo, а на рис. 2 – развертка орбит группировки. На развертках Рис. 1. Пространственная схема группировки НКА Galileo Рис. 2. Схема развертки орбит группировки НКА Galileo На схеме показано прямое восхождение узлов НКА, град. 68 Світ інновацій НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 орбит ромбиками показаны узлы – места ус� тановки 27�и симметричных НКА, а квадра� тами – места установки 3�х дополнительных НКА. Авторы [2] показали, что такое разме� щение НКА имеет преимущество по геомет� рическому фактору (в сравнении с чисто симметричным размещением тех же 30�и НКА) при деформации группировки НКА в процессе его эксплуатации, когда наблюдает� ся вероятностный выход из строя отдельных НКА. Плановый (так называемый "номи� нальный" – гарантированный по параметрам СРНС) срок службы группировки в составе 27+3 начинается через два года после ее запу� ска и рассчитан на 10 лет безотказной экс� плуатации. Через 13 лет после запуска груп� пировки наступает отказ одного НКА при ве� роятности 0,95 (режим "Деградация 1"), че� рез 6 месяцев после этого вероятностный от� каз второго (режим "Деградация 2"). Пока будет подготовлено восполнение группиров� ки в точках вышедших из строя НКА, в эти точки орбит переводятся активные аппараты из числа дополнительных. Восполнение пла� нируется с помощью зарекомендовавшего се� бя относительно надежности ракетоносителя "Союз", который может осуществлять опти� мизированный по стоимости групповой за� пуск 2�х навигационных аппаратов. 4. СТРУКТУРА СРНС GALILEO На рис. 3 приведена обобщенная структура СРНС Galileo. Структура состоит из трех ос� новных крупных частей: – космического сегмента собственной груп� пировки среднеорбитальных МЕО и гео� стационарных GЕО (Geostationary Earth Рис. 3. Обобщенная структура СРНС Galileo 69НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 Світ інновацій Orbit) НКА космического дополнения SBAS (Space Based Augmentation System) к СРНС европейского проекта EGNOS (European Geostationary Navigation Over� lay Service); – наземной инфраструктуры включая ком� плекс управления; – пользовательского сегмента в виде аппа� ратуры пользователей. В первую очередь отметим открытый ха� рактер структуры системы. Имеется в виду, что в структуру заложены центры обслужи� вания пользователей СРНС и наличие в ней кроме основного компонента системы также локальных и региональных подсистем. Впер� вые в СРНС Galileo в режиме S&R (Search and Rescue Service – служба поиска и спасе� ния) предусматривается сопряжение с суще� ствующей системой поиска и спасения лю� дей, терпящих бедствие на море и в трудно� доступных регионах Земли. Речь идет об из� вестной системе Cоspаs�Sarsat, радиомаяки� ответчики которой излучают в диапазоне UHF. Космические аппараты СРНС Galileo будут ретранслировать сигналы около 300�х радиомаяков этой системы, значительно рас� ширяя их зону действия. Предусмотрено также сопряжение с та� кими внешними навигационными система� ми, как наземная импульcно�фазовая радио� навигационная система (ИФРНС) Лоран�С и такими связными мобильными космичес� кими низкоорбитальными системами, как Globalstar и Orbcomm, имеющими в своем со� ставе навигационные встроенные услуги GPS. Работа системы Galileo базируется на 4�х ключевых службах: Первая – это открытая общедоступная служба OS (Open Service) по обеспечению навигации и определения координат по� движных объектов с передачей данных по мобильной связи. Эти услуги предоставля� ются бесплатно. Вторая служба связана с обеспечением безопасности движения SLS (Safety�of�Life Service) и гарантирует высокую вероятность (до 0,999) определения координат "с холод� ного старта" (с первого включения) в соот� ветствии с требованиями для некоторых ре� жимов ряда международных организаций, таких, как ICAO по авиации, IMO по морско� му судоходству и др. В задачи третьей службы – PRS (Public Regulated Service) – входит предоставление навигационной информации госструктурам, полиции, гражданской обороне, службе экс� тренной помощи и т. п. Основное требование к этой службе – защита информации от внешних воздействий (помех) и несанкцио� нированных доступов со стороны незарегис� трированных пользователей. И, наконец, четвертая, коммерческая служба CS (Commercial Service) будет предо� ставлять гарантированные платные услуги за� регистрированным пользователям. В перечень услуг кроме услуг службы ОS входит также передача дополнительных данных, используе� мых при управлении движением подвижных объектов, таких, как электронные карты и др. Как видно из рис. 3, в состав СРНС Galileo входит также европейская подсисте� ма широкозонного дополнения к СРНС GPS и ГЛОНАСС космического базирования EGNOS, ранее также разработанная ESA. Главными предпосылками создания подсис� тем этого класса является улучшение усло� вий использования открытого кода С/A гражданскими пользователями СРНС GPS и ГЛОНАСС. В настоящее время EGNOS че� рез ретрансляторы геостационарных связных спутников Inmarsat�3 излучает пользовате� лям не только дополнительные навигацион� ные сигналы типа GPS, но и служебные сооб� щения о целостности созвездий СРНС GPS и ГЛОНАСС. С целью обеспечения этих за� дач к проекту Galileo будут также подключе� ны уже запущенные в марте и ноябре 2005 г. 70 Світ інновацій НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 на геостационарную орбиту 2 связных спут� ника нового поколения Inmarsat�4. Для их за� пуска был использован украинский ракето� носитель "Zenit�3SL" с морской пусковой платформы Sea Launch ("Морской старт"), размещенной в районе экватора у американ� ского побережья Тихого океана. 5. ЧАСТОТНЫЙ ПЛАН И СИГНАЛЫ СРНС GALILEO Для СРНС Galileo Международный союз электросвязи МСЭ (ITU – International Tele� comunication Union) выделил рекордное чис� ло участков частотных полос: шесть пользо� вательских в диапазоне L и один служебный в диапазоне С. Частоты всех трех СРНС – Galileo, GPS, ГЛОНАСС – расположены до� статочно компактно, причем для Galileo и GPS даже в перекрывающихся участках час� тотного спектра, что позволяет принимать их всех одним многоканальным радионавигаци� онным приемным устройством. Частотная многоканальность СРНС Galileo, наряду с планируемыми широкополосными сигнала� ми, гарантирует надежную помехоустойчи� вую работу системы, учет и компенсацию ио� носферных погрешностей местоопределений и, в конечном итоге, высокую точность нави� гации. Принципиальная возможность пере� крытия частотных спектров СРНС Galileo и GPS состоит в том, что обе эти системы ис� пользуют кодовое разделение сигналов CDMA (Сode Division Multiple Access). Всего в соответствии с решением ITU на проект Galileo выделено уникальное число рабочих частот и сигналов – всего 10 навига� ционных в общем диапазоне, обозначенном как RNSS – радионавигационная спутнико� вая служба, и один – на систему S&R в диапа� зоне частот 1 544–1 545 МГц (далее все часто� ты – в МГц). Эти частоты и сигналы показа� ны на частотном плане (рис. 4). Четыре сигнала под обозначением Е5а и Е5b (синфазно и в квадратуре) в диапазоне 1 164–1 215. Из них одна пара сигналов Е5а в диапазоне 1 164–1 215 (1 и 2 на рис. 4) на цен� тральной частоте 1 176,45, по сути, использу� ет совместно с СРНС GPS диапазон, выде� ленный для модернизации в последующих модификациях НКА GPS под обозначением L5. Сигнал 1 несет навигационное сообщение с информационным объемом 25 бит/с; сиг� нал 2 в квадратуре не несет никакой инфор� мации, немодулирован и используется в ка� честве пилот�сигнала. Еще одна пара сигна� Рис. 4. Частотный план СРНС Galileo 71НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 Світ інновацій лов Е5b (3 и 4) расположена на центральной частоте 1 207,14 в диапазоне 1 188–1 215, из них сигнал 3 несет навигационное сообщение и данные 125 бит/с, включая сигналы цело� стности СРНС и S&R. Сигнал 4 в квадрату� ре, как и сигнал 2, немодулирован и исполь� зуется в качестве пилот�сигнала. Следует отметить, что сигналы Е5а и Е5b когерентны между собой. Их совместная об� работка дает возможность увеличить точ� ность СРНС и увеличить избыточность сис� темы, в частности для смягчения влияния по� мех от авиационных приводных систем DМЕ. Три сигнала Е6 в диапазоне 1 260–1 300 с центральной частотой 1 278,75. Из них сиг� нал 5 с расщепленным спектром (split�spek� trum) используется либо для сервиса по под� писке, либо для правительственной навига� ции с криптографической защитой для обес� печения безотказной работы в особый пери� од. Расщепленный спектр используется для уменьшения интерференции между сигнала� ми других RNSS�систем, работающих на близких несущих частотах. Сигнал с расщеп� ленным спектром подобен спектру сигнала с балансной модуляцией с подавленной несу� щей. Ранее этот сигнал был рассмотрен как перспективный для модернизации GPS под обозначением "cигнал с кодом типа М" и применен в НКА GPS Block IIR�М. Проек� танты СРНС Galileo использовали его в ка� честве своего рабочего сигнала. Другой сигнал 6 этой пары защищен с помощью криптографии для коммерческого использования и обеспечивает высокое раз� решение при дифференциальных примене� ниях. Этот сигнал несет навигационное сооб� щение до 500 бит/с с добавленными данными для заказчика. Сигнал 7, как и сигналы 2 и 4, является немодулированным пилот�сигна� лом, что увеличивает его помехоустойчивость. Наконец, три сигнала – Е2, L1, Е1 – из� лучаются в диапазоне 1 559–1 591 с цент� ральной частотой 1 575,42 (диапазон L1 ис� пользуется совместно с СРНС GPS). Из них один – сигнал 8, как и сигнал 5, имеет крип� тографию для правительственного примене� ния в особый период, но в двух различных вариантах. Парный сигнал 9 несет объем дан� ных 100 бит/с и совместно с сигналом SPS (код P/Y) GPS обеспечивает возможность приема и обработки их недорогим двухмодо� вым приемником. Сигнал 10 в квадратуре ана� логичен сигналам 7, 2 и 4, т. е. представляет со� бой немодулированный пилот�сигнал. Пилот� сигналы могут также использоваться в специ� альной аппаратуре для высокоточных геоде� зических местоопределений по фазе несущей. Данные всех информативных сигналов СРНС Galileo кодируются избыточным ко� дом с исправлением ошибок по Витерби со сверткой 1/2. Все сигналы НКА СРНС Galileo у по� верхности Земли, принимаемые на антенну без пространственного усиления (0 дБ), име� ют уровень (–158) дБ, кроме двух из них (5 и 8), для которых этот уровень равен (–155) дБ. Эти уровни, как и для СРНС GPS, нахо� дятся ниже уровня входных тепловых шумов аппаратуры. Это означает, что сигналы СРНС как GPS, так и Galileo можно выде� лить из шумов только согласованными по ко� ду корреляционными приемниками. При совместном использовании двух СРНС – GPS и Galileo – двухсистемный приемник должен быть рассчитан на корреляционный прием и демодуляцию кодовых сигналов 60�и НКА. В каждый данный момент обсервации над горизонтом в разных комбинациях мо� жет одновременно наблюдаться до 20–25�и НКА двух СРНС – GPS и Galileo. 6. ОБЩАЯ ОЦЕНКА ПРОЕКТА СРНС GALILEO Спутниковая радионавигационная система Galileo представляет собой уникальный гло� 72 Світ інновацій НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 бальный проект системы массового обслужи� вания ХХІ в. Расчетная точность системы при геометрическом факторе принятой моде� ли группировки НКА и выбранных парамет� рах сигналов составляет 4 м в горизонталь� ной плоскости и 8 м в вертикальной при до� верительном интервале 0,95. Для многих применений на транспорте прогнозируемая точность системы Galileo будет достаточной для использования ее без дифференциаль� ных поправок, вырабатываемых локальными подсистемами (см. рис. 3). Точность привяз� ки к шкале времени системы UTC/TAI (Uni� versal Time Coordinate/TAI) прогнозируется на уровне 50 нсек. В перспективе комбиниро� ванный приемник пользователя, принимаю� щий и дешифрирующий сигналы трех неза� висимых СРНС – Galileo, GPS, Глонасс – по� лучает техническую возможность одновре� менно наблюдать и использовать для место� определения и навигации больше 30�и НКА разных систем без потери реальной способ� ности вычисления координат при любых сте� пенях затенения горизонта в городах, горных и лесных массивах. Разработчики аппарату� ры пользователей СРНС уже сейчас выпус� кают приемники, имеющие 24 перенастраи� ваемые канала приема СРНС (например, из� вестная модель GG�24 фирмы Ashtech). И это не предел – опубликованы результаты разработки помехоустойчивых приемников спутниковых навигационных сигналов, име� ющих на одном полупроводниковом чипе бо� лее 60�и каналов�корреляторов кодов СРНС. Система Galileo дружественна к пользо� вателю и оповещает его о своем рабочем со� стоянии. Подсистема мониторинга позволяет обнаруживать и оповещать пользователей о сбоях в бортовом оборудовании спутников за время, не превышающее 6 с (для сравнения: в GPS – только через 2 ч.). Впервые пользова� тель за особую плату получит гарантирован� ную точность и надежность местоопределе� ния непосредственно от подсистемы управ� ления СРНС. Прием сигналов в перспективе на 6�ти рабочих частотах значительно улуч� шит помехоустойчивость системы. На создание СРНС Galileo было выделе� но из бюджета ЕС около 3,2 млрд евро, из них на проектирование и разработку – до 1,1 млрд и на развертывание и начальную эксплуатацию сиcтемы – до 2,1 млрд. К на� стоящему времени общая стоимость проекта оценивается в 4 млрд евро. В дальнейшем финансирование эксплуа� тации и восполнения группировки НКА пла� нируется получать за счет платных услуг и за счет отчислений от продаж АП производства европейских фирм. По материалам междуна� родного комитета GPS Industry Council рынок продаж терминалов GPS, в основном произ� водства фирм США, только для автотранс� портных применений во всем мире превышает продажи для всех других применений этой спутниковой технологии, в том числе для во� енных нужд, авиации, морских средств, геоде� зии и географических информационных сис� тем вместе взятых. В 2000 г. общий рынок АП GPS составил 8,5 млрд долл. США; он продол� жает очень быстро развиваться и, по прогно� зам, в 2010 г. достигнет 50 млрд долл. США. Промышленники ЕС рассчитывают, что после запуска в эксплуатацию СРНС Galileo значи� тельная часть рынка производства и продажи терминалов СРНС будет сконцентрирована в ЕС. По оценкам европейских экспертов, уже через несколько лет общий рынок услуг этой системы достигнет 230 млрд евро. 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Использование в Украине проекта СРНС Galileo совместно с эксплуатируемыми в на� стоящее время СРНС GPS и ГЛОНАСС поз� волит в перспективе значительно улучшить и гарантировать точность, надежность и доступ� ность обслуживания потребителей навигаци� онными услугами. В частности, существенно 73НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2007 Світ інновацій улучшится наблюдаемость НКА в условиях города, ускорение захвата радионавигацион� ных сигналов и их повторного захвата при воз� можном срыве навигации. Особо следует отме� тить, что пользование проектом СРНС Galileo гарантирует требуемую точность, надежность и доступность обслуживания. Это позволит в некоторых обоснованных случаях применять упрощенные системы мониторинга радиона� вигационных полей и даже, возможно, отка� заться от дифференциального режима. Все вышесказанное убеждает, что ис� пользование проекта СРНС Galileo в Украи� не является перспективной альтернативой ныне эксплуатируемым СРНС GPS и осо� бенно ГЛОНАСС. Поэтому планирование освоения проекта СРНС Galileo является ак� туальной инновационной задачей. ЛИТЕРАТУРА 1. European Commission and ESA. "Galileo". // Technical document on the definition on services, www.esadefinition. – 2002. – 66 р. 2. G. Salgado and all. Understanding Galileo. A New Model Constellation Availability. // Galileo World, Spring – 2001.– P. 30–35. Надійшла до редакції 13.01.06 Є. Т. Скорик. НОВА СУПУТНИКОВА РАДІОНАВІГАЦІЙНА СИСТЕМА ПРОЕКТУ GALILEO. Анотація: Розглянуто призначення, структура і основні характеристики європейського проекту су� путникової радіонавігаційної системи Galileo (такі, як орбітальне угруповання супутників, режими роботи, типи, частоти і коди радіосигналів). Ключові слова: супутникова радіонавігація, космічні апарати, радіосигнали, частоти та коди. E. T. Skoryk. THE NEW SATELLITE RADIONAVIGATION SYSTEM GALILEO. Abstract: Purpose, structure and main characteristics (such as orbital satellite grouping, system operating modes, radiosignal types, frequencies and codes) of the european satellite radionavigation system Galileo have been considered. Keywords: satellite radionavigation, space vehicles, radiosignals, frequencies and codes.

Новая спутниковая радионавигационная система проекта Галилео

Institution

Ähnliche Einträge