Satelita Galileo
Obecnie składa się 24 satelitów operacyjnych (stan - lipiec 2022), równomiernie rozmieszczonych na 3 orbitach nachylonych pod kątem 56°. na wysokości 23 222 km przez co zapewniony jest dobry odbiór sygnału nawet na 75° szerokości geograficznej. Duża liczba satelitów znajdujących się na orbitach wpływa także bardzo korzystnie na jakość jego działania. Utrata jednego z nich nie powinna nawet zakłócić funkcjonowania całego systemu.
Segment naziemny Galileo składa się z dwóch Centrów Kontroli Galileo (GCC) zlokalizowanych w Oberpfaffenhofen (Niemcy) i Fucino (Włochy).
W segmencie naziemnym 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 komponentów pełni różne funkcje.
GCS odpowiada 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 odpowiada MCS jest: 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.
Komponent GCS składa się będzie z piętnastu telemetrycznych stacji nadawczo-odbiorczych TT&C (Telemetry, Telecommand & Tracking Station), odpowiadających za ciągłą kontrolę wszystkich satelitów systemu, natomiast komponent MCS z sieci 20 stacji monitorujących GSS (Ground Sensor Station) odbierających sygnały nadawane przez satelity systemu. Są one rozmieszczone na całej kuli ziemskiej w ten sposób, że w dowolnej chwili każdy z satelitów będzie obserwowany przez co najmniej 5 z nich. Jednym z ich głównych zadań jest rozpowszechnianie na Ziemi odbieranego satelitarnego sygnału nawigacyjnego.
Odebrane przez sieć stacji GSS informacje z segmentu kosmicznego są przekazywane do dwóch, umieszczonych w Europie, centrów kontroli GCC (Galileo Control Center). Ich zadaniem jest kontrolowanie konstelacji satelitów, monitorowanie ich działania i transmitowanych przez nie depesz nawigacyjnych, przetwarzanie sygnałów oraz danych, kontrolowanie i obsługa sygnałów czasu oraz zarządzanie całą częścią naziemną.
Obserwacje zgromadzone przez GSS są przesyłane do GCC za pośrednictwem zdublowanej sieci komunikacyjnej GALILEO Communications Network. Dane te w centrach kontroli są wykorzystywane do wyznaczania wiarygodności informacji przesyłanej przez system, synchronizacji sygnału czasu wszystkich satelitów jak i zegarów stacji naziemnych. Wymiana informacji pomiędzy GCC, a segmentem kosmicznym systemu odbywa się poprzez sieć stacji GUS (GALILEO Up-link Stations), w której skład będzie wchodzić piętnaście stacji telemetrycznych TT&C (Telemetry, Telecommand & Tracking Station) pracujących na falach S i C.
W podsegmencie MCS wyróżnić należy także bloki OSPF (Orbit Synchronization and Processing Facility) odpowiedzialne za obliczanie orbit satelitów i odchyłek ich wzorców czasu oraz blok IPF (Integrity Processing Facilities), którego zadaniem jest sprawdzanie poprawności nadawanych sygnałów. Dane z obu powyższych bloków będą przekazywane do MCF (Mission Control Facilities) gdzie będą archiwizowane. Dane te są także transmitowane do kolejnego elementu komponentu MCS o nazwie MGF (Message Generation Facility), w którym są tworzone depesze nawigacyjne.
Oprócz wymienionych bloków opisywany segment zawiera także bloki PTF (Precision Timing Facilities), SCF (Satellite Control Facility) oraz SPF (Services Product Facility).
Trzecią częścią systemu Galileo jest segment użytkowników, których zadaniem jest eksploatacja stworzonego systemu. W skład tego segmentu wchodzi cała gamy odbiorników Galileo, które są konstruowane dla różnych grup odbiorców usług systemu, w zależności od zapotrzebowania i zastosowania.
Transmitowane przez satelity sygnały satelitarne zawierają także dane na temat pewności i wiarygodności tych sygnałów. Użytkownik w ciągu 6 sekund jest informowany o wykryciu błędów i niepoprawności w działaniu systemu. Dzięki tym wiadomościom Galileo jest wykorzystywany w aplikacjach związanych bezpośrednio z bezpieczeństwem życia (Safety-of-Life).
Usługa Search and Rescue oparta jest na operacyjnym systemie Cospas-Sarsat (Cosmicheskaya Systema Poiska Avarynich Sudow - Search and Rescue Satelitte). By można z niej korzystać każdy z satelitów jest wyposażony w transponder, który umożliwi transmisję sygnału wzywania pomocy od użytkownika do Rescue Centre, które następnie zainicjuje operację ratunkową. W tym samym czasie system wygeneruje do użytkownika wiadomość informującą go, że sygnał został odebrany, a pomoc jest w drodze. Ta opcja jest dużą nowością i jest uważana za największe ulepszenie systemu w odniesieniu do innych, istniejących systemów, które nie zapewniają zwrotnych wiadomości do użytkownika.
Zaletą systemu Galileo jest także możliwość współpracy z innymi systemami nawigacyjnymi (GPS, GLONASS, EGNOS), jak również i z nienawigacyjnymi. Połączenie z systemami GSM i UMTS zapewnia komunikację oraz pozycjonowanie na bardzo wysokim poziomie. Szczególnie ważna jest także kompatybilność Galileo z GPS. Współpraca ta pozwola na uzyskanie dostępności sygnałów satelitarnych na powierzchniach 95% zurbanizowanych terenów (obecne możliwości oferowane przez GPS zapewniają tylko 50% pokrycie terenu). Z tego też powodu przyjęto dla podstawowego serwisu systemu Galileo tę samą częstotliwość jaką będzie posiadał nowy cywilny sygnał systemu GPS: L5GPS = E5aGalileo = 1176,45MHz. Galileo posiada również większe szerokości pasm nadawania zapewniając większą dokładność, a przede wszystkim silniejszy sygnał. Pozwa to na wykorzystywanie nawigacji satelitarnej także w budynkach i w tunelach. Częstotliwości, na których satelity systemu transmitują sygnał przedstawiają się następująco: E5A-E5B (1164-1215 MHz), E6 (1260-1300 MHz), E2-L1-E1 (1559-1591 MHz).
Istotnym przełomem w tworzeniu nakładających się systemów było zawarte 26 czerwca 2004 roku porozumienie pomiędzy Stanami Zjednoczonymi, a Komisją Europejską w sprawie zasad wspólnego funkcjonowania amerykańskiego systemu GPS i europejskiego Galileo. Na mocy tego porozumienia rozwiązano kwestię ich współistnienia. Komisja zgodziła się na zawężenie komercyjnego pasma pokrywającego się z wojskowym GPS, natomiast strona amerykańska zadeklarowała nie wyłączanie pasma komercyjnego.
Przetwarzanie sygnału nawigacji satelitarnej Galileo
Na architekturę systemu składają się trzy główne komponenty: globalny, regionalny i lokalny.
Pierwszy z nich, składający się z konstelacji satelitów Galileo, ma na celu zapewnienie usług użytkownikom na poziomie globalnym. Drugi obejmuje sieć regionalnych stacji nadzorujących wiarygodność sygnałów i centrów przetwarzania danych. Do tego typu serwisów zaliczyć można EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), którego celem działania jest zapewnienie lepszych rezultatów funkcjonowania systemów nawigacji satelitarnej w regionie swojej operacyjności - ECAC (European Civil Aviation Conference). Ponieważ z założenia system Galileo ma zapewnić wysoki poziom wydajności dla użytkowników znajdujących się na całej kuli ziemskiej, możliwe będzie również zaadaptowanie lokalnych elementów infrastruktury do specjalistycznych zastosowań takich jak obsługa lotnisk, portów, sieci kolejowych, dróg czy obszarów zurbanizowanych. Dane do użytkownika docierać będą poprzez specjalnie do tego celu stworzone połączenia, jak również za pośrednictwem zewnętrznych źródeł takich jak sieci telefonii komórkowych (GSM lub UMTS). W lotnictwie, lokalne składowe systemu Galileo, oferujące usługi przystosowane do panujących na danym obszarze warunków, będą odgrywały znaczącą rolę w usprawnieniu istniejących struktur czyniąc tym samym nawigację satelitarną bardziej atrakcyjną ekonomicznie.
Projekt Galileo zawiera cztery fazy rozwoju systemu, które będą prowadzone pod patronatem Europejskiej Agencji Kosmicznej i Komisji Europejskiej, jednak nadzór nad ostatnią faza programu (użytkowania) przekazana zostanie w ręce sektora prywatnego. Poszczególne części projektu to: