Galileo: увлекательный путь к новым возможностям

Европейская глобальная навигационная спутниковая система Galileo продолжает обеспечивать наилучшую точность позиционирования среди всех ГНСС для более четырех миллиардов пользователей по всему миру. За последнее время перечень услуг, предоставляемых системой Galileo, заметно расширился за счет введения новых уникальных возможностей.

Агентство Европейского союза по космической программе (EUSPA) и Европейское космическое агентство (ЕКА) продолжают эффективно сотрудничать по многим направлениям развития. Европейская комиссия осуществляет общее управление программой Galileo, при этом EUSPA отвечает за её эксплуатацию, а ЕКА – за модернизацию. В качестве провайдера системы Galileo выступает Европейский Союз в лице Агентства Европейского Союза по его космической программе.

Система Galileo предоставляет непрерывные и надёжные услуги КВНО под руководством EUSPA, которая контролирует несколько предприятий, осуществляющих деятельность из специализированных центров управления и мониторинга по всей Европе. Согласно отчёту о работе системы, она продолжает повышать целевые показатели работы. Таким образом, в течение 2023 года измеренные показатели производительности исходной открытой услуги Galileo превышают целевые значения минимального уровня производительности (MPL).

В рамках развития системы Galileo ведутся всесторонние работы по совершенствованию услуг.

ОС и I/NAV. С середины 2023 года пользователи открытого сервиса системы Galileo (OS) получили доступ к пользованию улучшенного навигационного сообщения, что значительно повысило их целевые показатели производительности. Также к концу 2023 года планируется завершить обновление Стандарта эксплуатационных характеристик открытой услуги системы Galileo (SDD). В обновленном Стандарте пользователям будут предложены новые значения минимального уровня производительности MPL и совершенствование существующих MPL, такие как своевременность предоставления пользователям уведомлений. Также будет введен расширенный режим работы ОС, который обладает более высокой устойчивостью при возникновении проблем с наземным сегментом системы Galileo. В целом, эти обновления помогут пользователям получать более точное и надежное навигационное сообщение от сервиса Galileo.

Услуги высокой точности. Согласно заявлению об обслуживании от 24 января, услуга высокой точности (HAS), предлагаемая пользователям системы Galileo, теперь доступна и обеспечивает точность менее метра на большей части земного шара. Galileo стала первой в мире группировкой, способной предоставлять высокоточные услуги по всему миру и напрямую через сигнал в космосе. Услуга доступна бесплатно для всех пользователей с приемником, способным обрабатывать поправки HAS, транслируемые в сигнале E6-B и через Интернет. Точные поправки, предоставляемые Galileo HAS, позволят пользователям уменьшить погрешность, связанную с орбитой и часами, предоставляемыми через широковещательные навигационные сообщения Galileo Open Service и навигационные данные стандартной службы позиционирования GPS.

Услуги с повышенными требованиями по безопасности (SoL). Система Galileo внесет свой вклад в обеспечение безопасности жизнедеятельности (GoSoL) путем предоставления сигналов и гарантий обслуживания пользователей авиации. Дорожная карта в настоящее время находится на стадии разработки.

Поисково-спасательная служба (SAR) Galileo, разработанная в соответствии со стандартами системы КОСПАС-САРСАТ, обеспечивает возможность приёма сигналов бедствия и позиционирования места бедствия с возможностью получения ответа от спасательного центра. Она подтверждает получение сигналов бедствия через навигационную систему SiS Galileo. Система была расширена наземной станцией (MEOLUT) на французском острове Реюньон и на данный момент обеспечивает производительность с точностью местоположения менее 800 м и задержкой менее 1 мин. За 2022 год система помогла спасти более 1,400 человек на территории ЕС.

Космический сегмент
Генеральный подрядчик OHB Systems завершил производство еще 12 спутников третьей серии Galileo FOC. Таким образом, OHB Systems изготовила 34 спутника Galileo FOC (14 спутников первой серии, 8 спутников второй серии и 12 спутников третьей серии), из которых 24 находятся на орбите. Оставшиеся 10 спутников находятся в стадии ожидания запуска в 2024 году.

Наземный сегмент
В рамках развертывания новой инфраструктуры System Build 2.0 компания Thales Alenia Space France модернизирует наземный сегмент, решая задачу повышения надежности работы сервиса с помощью внедрения более гибкой инфраструктуры с широким применением инновационных технологий, улучшенных систем безопасности, обеспечения бесперебойности в работе сервиса и улучшения технических характеристик и эксплуатационных качеств. Одной из важнейших целей происходящей модернизации является внедрение современных объектов инфраструктуры, использующих новейшие технологии виртуализации. В рамках этого проекта будет создана виртуализированная аппаратная и программная инфраструктура в центрах управления Galileo, а также предусмотрено тройное резервирование приемного оборудования на удаленных площадках сенсорных станций и добавлены две новые площадки, расположенные на островах Уоллис (Тихий океан) и Бонайре (Карибское море). Операторы также получат возможность мониторинга миссий с помощью методологии SAFE/Agile. Кроме того, система будет работать в расширенном аварийном режиме до семи дней при снижении навигационных характеристик.

В центрах мониторинга безопасности Galileo будет внедрена новая версия системы Galileo Security Facility, которая позволит развивать возможности государственной регулируемой службы (PRS) с помощью новой системы контроля доступа SiS, а также будет создана новая система мониторинга кибербезопасности.

В июле Европейское космическое агентство (ЕКА) завершило квалификацию инфраструктуры System Build 2.0. Она основана на инновационной концепции, которая предусматривает создание копии операционных цепочек для безпрепятственного перехода от текущей системы к новой. Планируется завершить переход в начале 2024 года. На данный момент промышленный консорциум под руководством группы компаний GMV проводит работы по модернизации наземного сегмента управления созвездием. Эта модернизация обеспечит дополнительную гибкость для развертывания системы между запусками и решит проблему устаревания аппаратного и программного обеспечения, включая обеспечение кибербезопасности, улучшение работоспособности и мониторинг безопасности. Помимо этого, будет осуществлена модернизация станции телеметрического слежения и управления (TTC) в Бельгии и развернута новая станция в Италии. Это позволит увеличить общее количество станций TTC до 9.

Второе поколение Galileo
В наземном комплексе управления второго поколения (G2G) будут использоваться новые инновационные технологии, которые значительно повысят точность, надежность и гибкость системы. Второе поколение Galileo будет иметь новые улучшенные характеристики координатно-временного и навигационного обеспечения (КВНО), уникальную гибкость системы, повышенную надежность, сантиметровую точность, поддержку большего числа компонентов сигналов и полную обратную совместимость с первым поколением Galileo и другими системами ГНСС. Развитие G2G в 2023 году играет ключевую роль в обеспечении разработки и внедрения этих инновационных технологий.

Европейское космическое агентство (ЕКА) представило план развития системы G2G, разделив его на три ключевых этапа.

Первый этап включает разработку первой серии спутников G2G и связанной инфраструктуры для орбитальных тестов и первоначального расширения услуг Galileo. Второй этап предусматривает проведение дополнительных закупок, чтобы предоставить новые услуги Galileo с использованием уже развернутой инфраструктуры G2G. Наконец, полный операционный потенциал G2G будет достигнут при помощи определения ключевых технологических факторов и добавления возможностей для будущих программ ЕС и ЕКА. Этот план позволит улучшить функциональность и эффективность системы Galileo.

Инфраструктура проверки спутникового оборудования G2G
В рамках двух контрактов с Thales Alenia Space (Италия) и Airbus (Германия) были достигнуты ключевые результаты разработки и производства каждой из компаний по шесть спутников Galileo G2 первой серии. Данные НКА будут оснащены усовершенствованными механизмами защиты от помех и спуфинга, увеличенной скоростью передачи данных, улучшенной системой отсчета времени, большим (по сравнению с НКА первого поколения) количеством новых моделей БСЧ, что значительно улучшит точность координатно-временного и навигационного обеспечения (КВНО), а также усовершенствованными бортовыми источниками навигационных сигналов, обеспечивающими повышение мощности навигационных сигналов системы, поддержку большего числа компонентов сигналов и гибкое изменение их конфигурации с помощью перепрограммирования на орбите. Кроме того, данные НКА будут также, как и НКА первого поколения, оснащены межспутниковыми линиями связи.

Завершены испытания структурных моделей, имитирующих среду ракеты-носителя и отделение спутника. Работы по спутнику G2SB1 B продолжаются, инфраструктура уже разработана и протестирована.

В первом полугодии 2023 года были проведены ключевые закупки на проектирование системы наземного сегмента и испытательных стендов для инфраструктуры проверки G2G на орбите. В результате были выбраны 11 промышленных подрядчиков для разработки инфраструктуры проверки G2G на орбите и системных испытаний. После завершения работ, эти разработки не только позволят проверять возможности нового спутника G2G на орбите, но и расширят предоставляемые услуги Galileo для пользователей по всему миру.

Начальный и окончательный оперативный потенциал G2G
В соответствии с результатами предварительного анализа проекта системы, на программном уровне активно реализуются два новых направления совершенствования ГНСС. В части начального оперативного потенциала G2G (IOC) EUSPA провело необходимую подготовительную работу для определения потребностей миссии и разработки дорожной карты для развития системы Galileo. Работа осуществляется при поддержке ЕКА, а услуги будут внедряться поэтапно в процессе непрерывного развития, чтобы обеспечить обратную совместимость и совершенствование системы. В настоящее время ведутся закупки для создания наземного сегмента МОК G2G и для приобретения второй партии спутников G2G.

Второе направление связано с определением ключевых технологических разработок для окончательного оперативного потенциала (ОКП) G2G, ожидаемого в начале 2030-х годов.

В числе важнейших анализируемых технологий − оптические межспутниковые линии связи, полезные нагрузки, новые технологии наземного сегмента и передачи сигналов, а также мониторинг космической группировки и др. ЕКА планирует завершить подготовку проекта к концу 2024 или началу 2025 года и представить его на рассмотрение ЕК, EUSPA и заинтересованным сторонам из европейских государств-членов.

Таким образом, система Galileo продолжает предоставлять непрерывные и надёжные услуги КВНО с новыми расширенными возможностями, обеспечивающими высокую точность системы. Проводится модернизация первого поколения наземной и космической инфраструктуры Galileo с целью повышения её надежности и представления новых видов услуг. Параллельно с этим идет производство оборудования для новых спутников Galileo второго поколения.

Источник:  https://www.gpsworld.com/galileo-an-exciting-road-ahead-toward-new-capabilities/