«Галилео» — навигационная система Европейского космического агентства, сравнение с GPS

Навигационная система «Галилео»

Данное устройство пришло в массы сравнительно недавно, но уже успело зарекомендовать себя с положительной стороны. Пользователи отмечают, что система высокоскоростная и очень точная.

История создания

Разработка Galileo предложена Европейским союзом еще в 1994 году. После испытательного срока систему начали использовать наравне с существующими ГНСС GPS и ГЛОНАСС. Во время работы упор делался на развитие сразу двух направлений:

1. Создание многофункциональной навигационной технологии (EGNOS).
2. Ориентирование устройства на гражданское население, которое регулировалось бы государством.

Установка запатентована в 1999 году. В этот же год ученые предложили название – «Галилео», в честь знаменитого астронома из Италии. Только через 6 лет, в 2005 году, запустили первые экспериментальные спутники в космос. Проверка прошла успешно, поэтому с 2011 г. Galileo, как и GPS, используется гражданским населением.

На этом история не заканчивается, так как планируется расширение функционала. В следующие 5 лет на орбиту будут выведены еще 3 спутника с новыми характеристиками.

Предоставляемые услуги

Глобальное изобретение предоставляет 3 услуги. Каждая из них ориентирована на навигацию.

Тип услуги	Назначение и особенность
Открытая	Для всех граждан. Отсутствие абонентской платы или окончания срока пользования.
Коммерческая	Доступ к сложным сигналам (засекреченные или зашифрованные). Высокая скорость передачи информации.
Государственное регулирование	Координатно-временное обеспечение зарегистрированных пользователей в любой точке мира.

Орбитальная группировка

«Галилео» навигационная система функционирует благодаря 27 космическим спутникам, которые безостановочно передают данные из космоса. Они находятся на расстоянии более чем 23 000 км. Стоит отметить, что в настоящее время работает 24 аппарата, а остальные 3 – резервные.

Функционируя в трех плоскостях, «Галилео» пребывает под наклоном в 56°. Это оптимальные параметры, которые предотвращают сбои или срочную замену установки.

Система времени и координат

Геоцентрическое измерение координат – одна из основ для «Галилео». Здесь прямая зависимость данных от международной наземной системы – ITRF.

Установка ориентирована на работу по непрерывной атомной шкале. Здесь постоянно происходит смещение на несколько секунд, что позволяет вовремя передавать обновленную информацию на Землю. По остальным параметрам времени и координат навигационная система схожа с ГЛОНАСС. Актуальные сведения появляются автоматически на трекере.

Наземный комплекс управления

Система «Галилео» подчиняется двум контурам: УКА и ЭВО. Первый предполагает контроль со стороны космических аппаратов, второй – эфемеридно-временного обеспечения. Здесь осуществляется перепроверка сведений и обработка телеметрии, настройка функционирования.

Наземный комплекс собирает всю информацию, полученную их космоса. Далее осуществляется сортировка сведений, обработка и форматирование. За это отвечают центры, которые располагаются в:

• Оберпфаффенхофен (Германия);
• Фучино (Италия);
• Реду (Бельгия);
• Нордвейк (Нидерланды).

Каждый из центров имеет собственную функцию, например, мониторинг характеристик или геодезической ситуации.

Как узнать, работает ли гаджет с galileo

Для этого достаточно воспользоваться одним из приложений, проверяющих наличие связи со спутниками и скорость обмена данными.

Например, GPS Test позволяет узнать всё вышеизложенное применительно не только к американской системе, как можно было бы подумать из ее названия, но и с целым рядом других: ГЛОНАСС, Beidou, и, собственно, Galileo.

Если же говорить о возможности использовать только европейскую систему, отключившись от всех остальных, то это нонсенс: навигационный модуль использует сигналы всех соответствующих спутниковых группировок и наземных станций, чтобы получить максимальную точность определения координат.

Так что подобные сведения представляют чисто академический интерес, и никакой пользы владельцу смартфона не приносят.

Навигационная спутниковая система GLONASS

GLONASS расшифровывается как Глобальная навигационная спутниковая система и является альтернативой GPS, созданной Советским Союзом . В настоящее время эта глобальная спутниковая навигационная система принадлежит Российской Федерации и имеет в общей сложности 31 спутник на орбите на высоте около 19 000 километров над уровнем моря.
Как и GPS, спутниковая сеть GLONASS обеспечивает покрытие по всему миру с точностью, аналогичной GPS, хотя в некоторых частях мира, например, в южном полушарии, точность системы США может быть немного лучше. В любом случае, есть несколько производителей мобильных устройств с Android, которые используют его вместо GPS или сочетают и то, и другое.

Навигационные радиосигналы

Поддерживаемые устройства

Галилео сопрягается с разными устройствами. При желании систему используют даже на смартфоне на базе «Андроид».

Garmin

Этот производитель заранее позаботился о том, чтобы навигационная техника Garmin работала с «Галилео». Система установлена сразу на нескольких аппаратах: Edge 820, Edge 530, Edge 830. Полный список разработок, которые допускают совмещение, доступен на официальном сайте компании.

Topcon

Автопилотник американского производства также поддерживает Galileo. Геодезический приемник GNSS Topcon благодаря подключению к европейскому устройству может с точностью свыше 95 % исследовать район. Работа с Galileo проходит автономно, без каких-либо кабелей.

Trimble

Сигнал, который используется для позиционирования гражданскими приемниками, также доступен и для Trimble. Производитель гарантирует высокоскоростное подключение, точные сведения.

В ближайшем будущем Trimble планирует запустить в производство технику, которая поддерживает сопряжение с новой разработкой от ЕС. Giove A/B, предназначенная для фиксации настоящих и предполагаемых сведений, будет доступна пользователю не позднее 2025 г.

Leica

Компания недавно получила лицензию от «Галилео». Теперь пользователи данной программы могут эксплуатировать спутниковую навигацию в любой точке земного шара с помощью трехчастотной антенны.

GeoMax

Приемник универсален и подстраивается под разные программы, к числу которых относятся «Галилео» и BeiDou. Устройство работает на частоте в 5Гц, 20Гц, предназначено для геодезических исследований.

Spectra Precision

Основной программой для сбора информации здесь являются GPS, GLONASS. «Галилео» выступает в качестве вспомогательной установки, которая предоставляет сведения с точностью в 95–99 %. Широко применяется геодезистами.

Как работает система Galileo

Галилео продолжает указывать географические координаты, т.е. долгота, широта и высота плюс скорость любых стационарных или мобильных средств на земле или даже в атмосфере, следовательно, в полете.

Спутники имеют орбитальный период около 14 часов и 4 минуты с периодом повторения 10 дней на земле. Всего имеется 30 спутников, 27 из которых работают и распределены по 9 для каждой орбитальной плоскости и 3 для любых замен. Они имеют размеры 2,7 х 1,2 х 1,1 метра, весят около 700 кг и имеют предполагаемый срок службы около 12 лет. Скорость передачи данных имеет широкий диапазон от 50 до 1000 с.с.

В 2011 году первые спутники были выведены на орбиту, а в 2004 году было подписано важное соглашение с США о принятии схемы модуляции под названием Binary Offset Carrier 1.1 (BOC 1.1) для передачи GPS на тех же частотах без помех. уникальный благодаря принципу взаимодействия и совместимости.

В 2017 году первые совместимые процессоры производства Qualcommпервой версией Android-совместимого был Nougat (7.0), первым смартфоном был BQ Aquaris X5 Plus, для Apple это был iPhone 6s, можно также упомянуть Samsung Galaxy S8 и Nokia 8.

В чем разница?

Как видите, все эти системы обычно служат одной цели — предлагать систему спутниковой навигации по всему миру. Таким образом, где бы вы ни находились, вы можете найти себя, если у вас есть устройство, подключенное к этим сетям.
Точность может варьироваться в зависимости от каждого из них. Система Galileo стремится иметь в пять раз более высокую точность определения местоположения, чем GPS, точность которой очень похожа на GLONASS, в то время как китайская система немного отстает, хотя она всегда имеет тенденцию зависеть от того, насколько далеко вы находитесь от страны происхождения.
Вопрос и главное различие в том, кто контролирует каждую из сетей . Европейское ESA решило запустить проект Galileo именно для того, чтобы избежать зависимости от других правительств, которые могли ограничивать или закрывать доступ к своим системам позиционирования, когда захотят.
На уровне пользователя у вас действительно не так много различий. В долгосрочной перспективе проект Galileo может показаться более заманчивым, поскольку он хочет сделать еще один шаг в плане точности, и на самом деле некоторые производители мобильных устройств его реализуют. Но это самый последний и тот, который потребует больше всего времени, чтобы максимально использовать его возможности. Tags: Вопросы и ответы Рекомендуемые сообщения Новые Старые

Принцип действия BeiDou

Принцип действия BeiDou похож на работу альтернативных систем, тех же GPS и ГЛОНАСС. Система определения местоположения состоит из двух частей:

1. Космическая часть. Это группа спутников, запущенных на околоземную орбиту. По некоторым данным, в этой группе спутников состоит 34 устройства. У того же GPS «работает» 31 спутник, благодаря чему BeiDou показывает более точные результаты при определении местоположения.

2. Наземная часть. Это группа наземных станций, которые помогают быстрее и точнее определять местоположение устройства с системой BeiDou.

Принцип определения местоположения такой же, как и у других систем: из нескольких источников (спутников и наземных станций) измеряется время, которое необходимо радиоволне, чтобы пройти путь от источника до приемника. В качестве приемника выступает устройство, поддерживающее систему BeiDou. Получив подробную информацию из нескольких источников, система BeiDou способна с небольшой погрешностью сообщить местонахождение устройства.

Спутниковая навигационная система BeiDou

BeiDou в переводе с китайского означает Большая Медведица, и это глобальная спутниковая навигационная система, созданная Китаем в качестве альтернативы GPS . Его официальное название — экспериментальная спутниковая навигационная система BeiDou , а на орбите находится в общей сложности 30 спутников.
Как и остальные альтернативы, он может работать во всем мире, хотя точность зависит от того, в какой части мира вы находитесь . Точность определения местоположения обычно составляет 3,6 метра, хотя в Азиатско-Тихоокеанском регионе она может достигать 10 см. Многие китайские производители мобильных телефонов также делают ставку на эту систему.

Наземный комплекс управления

В состав наземного комплекса управления Galileo входят два независимых контура:

• контур управления НКА осуществляет получение и обработку телеметрии с борта НКА Galileo, контроль функционирования подсистем НКА, формирование командной информации и ее передачу на НКА. Интерфейс между космическим сегментом и контуром управления НКА осуществляется через сеть станций слежения, приема телеметрии и передачи команд управления (Telemetry Tracking & Command – TT&C) в S-диапазоне;
• контур ЭВО решает задачи сбора данных глобальной беззапросной сети измерительных станций (Ground Sensor Stations – GSS), обработку полученной информации, формирование и закладку ЭВИ, а также информации целостности на борт НКА через закладочные станции (Uplink Station – ULS).

На первом этапе развертывания системы функции координирующего центра контура управления НКА выполняет центр управления в Оберпфафенхофене (Германия), а функции центра контура ЭВО – центр управления в Фучино (Италия). На этапе полной эксплуатационной готовности все задачи НКУ координируются обоими центрами в режиме горячего резервирования. Таким образом, на этапе штатной эксплуатации в состав НКУ Galileo войдут:

• 2 основных полномасштабных центра управления системой в Фучино (Италия) и Оберпфафенхофене (Германия);
• сеть из 5 станций слежения, приема телеметрии и передачи управляющих команд;
• глобальная сеть из 16 беззапросных измерительных станций;
• 5 станций закладки данных;
• 3 станции среднеорбитальной системы поиска и спасания, принимающие сигнал бедствия, ретранслируемый НКА Galileo на частоте 1 544 МГц.

Кроме того, для обеспечения предоставления услуг системы созданы и функционируют ряд обеспечивающих центров, в числе которых:

• центр летных испытаний полезной нагрузки (In-Orbit Testing – IOT) в Реду (Бельгия);
• 2 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);
• 2 центра контроля безопасности применения услуги с регулируемым доступом PRS (Galileo Security Monitoring Centre – GSMC) в Париже (Франция) и Мадриде (Испания);
• центр услуг Galileo (Galileo Service Centre – GSC) в Мадриде (Испания), в задачи которого войдет обеспечение потребителей информацией об открытой и коммерческой услуге системы Galileo, а также об услугах службы навигационного покрытия EGNOS.

На начальных этапах развертывания системы планировалось развернуть до 9 станций закладки и до 40 беззапросных измерительных станций глобально. Однако позднее в результате реструктуризации программы, статус системы Galileo был изменен с исключительно гражданской на систему двойного назначения, поэтому все объекты наземного сегмента решено расположить исключительно на территориях, подконтрольных Евросоюзу. От размещения объектов на территориях других стран, например, в Аргентине, решено отказаться. В частности, в 2018 году было принято решение о переносе Центра контроля безопасности из Великобритании в Испанию. Это решение было принято в связи с первоначально планировавшимся выходом Великобритании из состава Евросоюза 29 марта 2019 года. Кроме того, Европейский Союз принял решение об отстранении Великобритании от доступа к услугам с регулируемым доступом PRS системы Galileo по причине наличия в системе конфиденциальной военной информации. Гражданский сигнал системы Galileo будет доступен для Британии и после выхода из ЕС. Вследствие этого, Министерство обороны Великобритании приступило к предварительной подготовке разработки собственной системы спутниковой навигации. Британское космическое агентство сформировало группу инженеров и экспертов, изучающих вопросы предоставления как гражданских, так и зашифрованных сигналов с перспективой создания системы, аналогичной по своим коммерческим и военным возможностям системе GPS.

Отличия между Галилео и GPS

различия с GPS они включают в себя большую точность, охват до более высоких широт или выше 75 градусов, большую доступность в городских районах и обещание не отключать без предупреждения, как это уже произошло с GPS в случае войн. Кроме того, это позволит получить доступ к необработанным данным и гарантировать целостность.

Однако две системы, как уже указывалось, смогут взаимодействовать, обеспечивая более точное покрытие и измерения, особенно в наиболее густонаселенных районах. Само собой разумеется, что оба могут использоваться как гражданскими лицами, так и военными.

Inreverse

Платный аналог с полным функционалом за 75 рублей. Игра построена по тому же принципу без каких-либо существенных изменений. Пожалуй, можно выделить лишь более корректную (в сравнении с предыдущим приложением) автоматическую нарезку перевернутого трека, позволяющую второму игроку более точно воспроизвести пародию.

ОГ

Орбитальное построение Galileo предполагает, что на трех круговых орбитах высотой 23 222 км, периодом обращения 14 ч, наклонением 56˚ будет 30 КА. По целевому назначению используются 24 КА, по 2 КА в каждой орбитальной плоскости являются резервными. Такая конфигурация группировки была выбрана, исходя из гарантированного обеспечения требований по точности и доступности при минимальных затратах на коррекцию орбиты за время САСКА.

ОРБИТАЛЬНАЯ ГРУППИРОВКА

КОЛИЧЕСТВО ШТАТНЫХ КА	27 (+ 3 резерв)
ВЫСОТА ОРБИТЫ	23 222 км
КОЛИЧЕСТВО ПЛОСКОСТЕЙ	3
БОЛЬШАЯ ПОЛУОСЬ	29 640 км
ПЕРИОД	14 ч 4 мин 45 с
НАКЛОНЕНИЕ	56°

Преимущества и недостатки «Галилео»

Пользователи в отзывах пишут про недостатки и достоинства навигационной системы «Галилео». Например, владельцы Android отмечают, что программу с легкостью можно скачать, и это хорошо. Однако здесь и минус – Galileo занимает много памяти. Достоинства установки:

1. Быстрый поиск маршрутов даже в неасфальтированной местности.
2. Возможность увидеть несколько путей следования.
3. Наличие функции «сигнализация» для систем, установленных в автомобиле.

К недостаткам можно отнести только специфическую картинку. Пользователи отмечают, что при поиске маршрутов система часто отражает еще и рельеф местности, что нередко приводит к путанице.

К сведению. Запускать программу запрещают правительства некоторых государств из-за санкций.

Встроенный модуль BeiDou в телефоне — это конкурент GPS?

На сегодняшний день BeiDou не может составить полноценную конкуренцию GPS по одной простой причине — недостаточное количество наземных станций по всему миру. GPS как раз может похвастаться развитой системой наземных станций, за счет чего использование GPS возможно по всему миру, а BeiDou только в Китае и соседних азиатских странах. При этом наземные станции BeiDou потихонечку строятся по всему миру: есть уже несколько станций в Европе и одна в Пакистане. Но этого все равно недостаточно для полноценной конкуренции.

А как же спутники, их ведь больше? Совершенно верно, спутников у BeiDou больше, чем у GPS. Но одних спутников для хорошей работы навигационной системы по всей Земле мало. Если использовать исключительно спутники для определения местонахождения устройства, тогда возникает большая погрешность — до десятков метров. 

Китайцы смотрят в будущее с большим оптимизмом, поэтому неоднократно в прессе появляются новости, что в ближайшее время BeiDou создаст реальную конкуренцию GPS по всему миру. Этой тенденции способствует то, что некоторые страны хотят уйти от «покровительства» США. Используя GPS в собственных целях, они зависят от США и в случае конфликта легко могут остаться без навигации. Чтобы исключить такую ситуацию с навигацией, эти страны разрешают Китаю устанавливать свои наземные станции, при условии что Китай разрешит им использовать BeiDou в своих интересах. Это «win-win», то есть выигрывают обе стороны:

• страна, размещающая китайские станции, уходит от зависимости от США в области навигационной системы;

• Китай расширяет собственные мощности и влияние на всей Земле.

Начали рассказывать про встроенный модуль BeiDou в телефоне, а заканчиваем распределением влияния стран в мире. Так получается, потому что все взаимосвязано. Между США и Китаем уже давно идет «технологическая война». Те, кто следят за IT-жизнью в мире, знают, что:

• в Китае заблокированы многие американские ресурсы, такие как Google, YouTube, Facebook, Netflix и др.;

• Китай разработал собственную поисковую систему, мессенджеры, социальные сети и др.;

• США в ответ ограничило право использовать «американский» Android в китайских устройствах;

• США ограничило собственный рынок для продажи китайских гаджетов, наложив на них большую государственную пошлину;

• и др.

Китай — это одна из тех стран, которая очень минимально зависит от США. Разработка собственной навигации, операционных систем, интернет-ресурсов, собственной интернет-сети и всего того, что относится к «американским технологиям», только доказывает это утверждение.

Интерфейсный контрольный документ

ИКД Galileo:
https://www.gsc-europa.eu/electronic-library/programme-reference-documents/

Услуги системы Galileo

Полностью развёрнутая ОГ Galileo обеспечит работу трех режимов навигационного обслуживания и предоставит следующие виды навигационных услуг:

• открытая услуга (Open Service) — открытые сигналы, без абонентской и другой платы, доступные всем видам потребителей;
• коммерческая услуга (Commercial Service) — зашифрованный сигнал, доступ к двум дополнительным сигналам, более высокая скорость передачи данных.
  коммерческая услуга обеспечивает две функции — глобальную высокоточную навигацию и аутентификацию навигационного сигнала. Для технической реализации коммерческой услуги CS будут использоваться сигналы открытой услуги плюс два зашифрованных сигнала в диапазоне E6 (сигналы Galileo);
• услуга с регулируемым государством доступом (Public Regulated Service) — для координатно-временного обеспечения регламентированных пользователей (два сигнала PRS c зашифрованными дальномерными кодами).