Galileo

Глобальная навигационная спутниковая система ГАЛИЛЕО создана Европейским Союзом для обеспечения независимости стран членов в сфере координатно-временного и навигационного обеспечения.

Европейская программа по созданию ГНСС официально была утверждена в 1994, когда Европейский совет потребовал от Европейской комиссии предпринять шаги по развитию информационных технологий, включая и спутниковую навигацию. Было принято решение развивать два направления. Первое из них – создание систем функциональных дополнений существующих ГНСС GPS и ГЛОНАСС. Эта программа получила название European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS). Второе направление заключалось в создании собственной ГНСС, предназначенной для гражданского применения и построенной на принципах государственно-частного партнёрства. В 1999 Европейский проект по созданию ГНСС получил условное название ГАЛИЛЕО в честь итальянского астронома Галилео Галилея.

Экспериментальные спутники GIOVE-A и GIOVE-В были запущены на орбиту 28 декабря 2005 и 27 апреля 2008 соответственно. Основная задача GIOVE-A состояла в оценке точностных характеристик навигационных радиосигналов ГАЛИЛЕО во всех частотных диапазонах, а GIOVE-В — в тестировании навигационной полезной нагрузки.

Два первых навигационных космических аппарата (КА) были запущены 20 октября 2011 с помощью ракеты «Союз-СТБ» с космодрома в Куру. Технология выведения КА ГАЛИЛЕО предполагает групповые запуски по два КА на российской ракете-носителе «Союз» и по четыре КА на европейской ракете «Ариан-5».

ОРБИТАЛЬНАЯ ГРУППИРОВКА

Орбитальное построение ГАЛИЛЕО предполагает, что на орбите будет 27 КА на трех круговых орбитах высотой 23 229 км, периодом обращения 14 ч, наклонением 56˚. По целевому назначению используются 24 КА, один КА в каждой орбитальной плоскости является резервным. Такая конфигурация группировки была выбрана, исходя из гарантированного обеспечения требований по точности и доступности при минимальных затратах на коррекцию орбиты за время существования космического аппарата.

СИСТЕМА КООРДИНАТ

В системе ГАЛИЛЕО используется традиционная геоцентрическая декартова система координат, которая получила название Galileo Terrestrial Referenfce Frame (GTRF). Эта система координат связана с международной земной системой координат ITRF и определена таким образом, что её расхождение с ITRF не превышает 3 см с вероятностью 0,95. Для поддержания GTRF создана специальная геодезическая служба ГАЛИЛЕО, которая также обеспечивает участие международного сообщества в определении и поддержании системы координат GTRF.

СИСТЕМА ВРЕМЕНИ

Шкала времени системы ГАЛИЛЕО (Galileo System Time – GST) – непрерывная атомная шкала времени с постоянным смещением на целое количество секунд относительно международного атомного времени TAI. Со шкалой времени UTC шкала GST имеет переменное расхождение на целое количество секунд.

Шкала GST поддерживается системой атомных эталонов частоты, основанных на активных водородных генераторах. Для корректировки GST система синхронизации наземного комплекса управления ГАЛИЛЕО получает из Международного бюро мер и весов информацию о шкале времени TAI. Согласно техническим требованиям на систему ГАЛИЛЕО, расхождение между GST и TAI не должно превышать 50 нс с вероятностью 95%.

Информация о величине расхождения шкалы времени GST относительно шкал TAI и UTC включена в навигационное сообщение для передачи потребителям. Время в навигационном сообщении передаётся в формате, аналогичном GPS, в виде номера недели и количества секунд внутри текущей недели. В навигационном сообщении, по сравнению с GPS, увеличено число разрядов, предназначенных для передачи информации о номере недели. Это обеспечивает измерение времени в течение 4 096 недель (более 78 лет), что больше аналогичного параметра системы GPS, где интервал составляет 1 024 недели или 19,5 лет. Начало отсчёта системного времени GST — 22 августа 1999 года — время, когда неделя GPS достигла значения 1 024.

Точность временной синхронизации по сигналам ГАЛИЛЕО составит 30 нс с вероятностью 95% на любом суточном интервале. Отдельным параметром передаётся расхождение между шкалами времени GPS и GST аналогично тому, как это сделано в ГЛОНАСС.

НАЗЕМНЫЙ КОМПЛЕКС УПРАВЛЕНИЯ

В состав наземного комплекса управления ГАЛИЛЕО входят два независимых контура:

  • контур управления космическими аппаратами (Ground Control Segment — GCS);К
  • контур эфемеридно-временного обеспечения (Ground Mission Segment — GMS).

Контур управления GCS осуществляет получение и обработку телеметрии с борта космического аппарата ГАЛИЛЕО, контроль функционирования подсистем КА, формирование командной информации и ее передачу на КА. Интерфейс между космическим сегментом и контуром управления GCS осуществляется через сеть станций слежения, приема телеметрии и передачи команд управления (Telemetry Tracking & Command — TT&C) в S-диапазоне.

Контур GMS решает задачи сбора данных глобальной беззапросной сети измерительных станций (Ground Sensor Stations — GSS), обработки полученной информации, формирования и закладки эфемеридно-временной информации, а также информации о целостности на борт КА через закладочные станции (Uplink Station — ULS).

Для обеспечения предоставления услуг системы ГАЛИЛЕО созданы и функционируют ряд обеспечивающих центров:

  • Центр летных испытаний полезной нагрузки (In-Orbit Testing — IOT) в Реду (Бельгия);
  • Два центра контроля запусков и начальных операций (Launch and Early Operations — LEO) в Тулузе (Франция) и Дармштадте (Германия);
  • Центр мониторинга характеристик (Galileo Reference Center — GRC) в Нордвике (Нидерланды);
  • Центр геодезического и временного обеспечения (Time and Geodesy Verification Facility — TGVF) в Нордвике (Нидерланды);
  • Два центра контроля безопасности применения услуги с регулируемым доступом PRS во Франции и Великобритании;
  • Центр услуг ГАЛИЛЕО (Galileo Service Centre — GSC) в Мадриде (Испания), в задачи которого войдет обеспечение потребителей информацией об открытой и коммерческой услуге системы ГАЛИЛЕО, а также об услугах EGNOS.