14.12.2017

Пути развития 2018: Восход Galileo

Пауль Ферхёф
Директор программы Galileo и связанных с ней навигационных программ
Европейское космическое агентство

Европейское космическое агентство и Европейское агентство по ГНСС начинают 2018 год с орбитальных проверок четырех новых космических аппаратов (КА) Galileo.

Эта работа для нас вполне рутинна – мы успешно проводили ее не раз в прошлом. Однако нельзя недооценивать, как включение в группировку четырех новых КА повлияет на функционирование системы.

Новая партия запущенных спутников – №19-22, поставленных немецкой компанией OHB, – позволит довести состав группировки, используемой по целевому назначению, до 22 КА. Совместно с соответствующим наземным комплексом управления (НКУ), развернутым совместно компаниями Thales Alenia Space и Airbus Defense and Space и их множественными субподрядчиками со всей Европы, группировка в таком составе обеспечит качественное решение навигационной задачи в течение 99,8% времени. «Качественное решение навигационной задачи» в данном случае означает, что геометрический фактор точности PDOP не превысит 5, а для полной группировки в составе 24 КА геометрический фактор точности PDOP составит приблизительно 2,4.

Для операторов услуг на основе ГНСС и для производителей НАП это будет означать значительное расширение возможностей по использованию технологий Galileo. Независимо от целей использования, на сигналы Galileo всегда можно будет полагаться, а промышленность с учетом этого сможет создавать продукты и планировать бюджет электропотребления разрабатываемых устройств.

Две частоты

В сентябре компанией Broadcom был представлен первый двухчастотный навигационный чип для смартфонов и мобильных устройств массового потребления, работающий с сигналами в диапазонах L1/Е1 и L5/E5. В 2018 году использование подобной двухчастотной технологии позволит на порядок повысить качество и расширить номенклатуру информационных и развлекательных услуг, основанных на определении текущего местоположения мобильного устройства пользователя (LBS-услуг), в том числе в плотной городской застройке. Компания Broadcom также анонсировала 50%-е снижение энергопотребления устройств с таким навигационным чипом. Благодаря Galileo, мир LBS-услуг в 2018 году изменится.

Не впервые совместные усилия ЕКА, Еврокомиссии и Европейского агентства по ГНСС приводят к появлению услуги, меняющей ситуацию на рынке. Так, Европейское агентство по ГНСС отвечает за использование разработанной ЕКА для воздушных судов процедуры LPV200 (обеспечение захода на посадку с вертикальным наведением по системе EGNOS с высотой принятия решения 200 футов). Использование данной процедуры во многих аэропортах стало настолько распространенным, что Франция, например, планирует отказаться от использования наземной курсо-глиссадной системы метрового диапазона, создающей значительную нагрузку на бюджеты аэропортов страны.

Мы провели ряд консультаций с коммерческими компаниями, заинтересованными в создании прикладных продуктов на основе системы Galileo, и я с нетерпением ожидаю, с чем эти компании выйдут на рынок. После объявления о предоставлении первичных навигационных услуг Galileo в 2017 году у мирового потребителя была возможность изучить и испытать новые навигационные сигналы. В 2018 году у мирового потребителя появится новая путеводная звезда – новая спутниковая группировка в составе 22-24 КА, вот что мне хотелось бы сказать.

Полная операционная готовность

Весной 2018 года мы планируем вывести на орбиту последнюю партию спутников Galileo, необходимой для обеспечения полной операционной готовности системы. Это позволит нам довести группировку до 24 КА для обеспечения 100%-го покрытия земной поверхности и снятия любых ограничений в плане геометрии созвездия. Весенний запуск также обеспечит наличие первых орбитальных резервных КА, после чего мы можем не опасаться планировать выведение из состава группировки в случае необходимости старых КА серии IOV. Мы также сможем при необходимости дополнить группировку используемых по целевому назначению спутников с целью улучшения характеристик навигационного обслуживания.

Что мы могли бы сделать с этим орбитальным резервом? Наш приоритет - доведение группировки до 24 КА, расположенных в правильных орбитальных позициях для обеспечения минимального PDOP, предусмотренного тактико-техническими требованиями (ТТТ). Как вы знаете, КА GSAT 0201 и 0202 из-за сбоя в работе разгонного блока «Фрегат» были выведены на нештатные орбиты, скорректировать которые в полной мере не удалось. Поэтому наша текущая задача – завершить развертывание штатной группировки в составе 24 КА. Упомянутые КА GSAT 0201 и 0202 после завершения подготовительных работ в 2018 году планируется также ввести в систему в качестве «горячего резерва», способного обеспечить точностные характеристики на уровне нынешних характеристик КА GPS.

Конечно, как известно навигационному сообществу, КА серии IOV № GSAT 0104 передает только на одной частоте. Мы осуществляем непрерывный мониторинг состояния всех спутников в группировке и можем сказать, что это единственный КА, утративший часть своих функций. Как правило, предусмотренное в конструкции спутника резервирование элементов полезной нагрузки, позволяет оперативно справиться с возникающими проблемами.

Тем не менее, мы продолжим изучать все возможные технические решения для упреждения подобных ситуаций в целях сохранения графика развертывания и модернизации системы Galileo.

Поддержание группировки и определенного уровня характеристик системы потребует от нас не только создания орбитального резерва в составе двух КА. В среднесрочной перспективе нам придется заменить все 4 КА серии IOV. Для этого мы планируем использовать КА из третьей партии спутников, контракт на закупку которой был заключен этим летом.

Улучшения

Все вышесказанное не означает, что после развертывания группировки мы станем почивать на лаврах. В 2018 году мы планируем внедрить ряд усовершенствований в НКУ. Подобные работы будут проведены впервые после того, как управление системой было передано в Европейское агентство по ГНСС.

Управление работами по модернизации НКУ станет для Агентства по ГНСС новым и сложным опытом. Однако мы позаботились о том, чтобы процесс прошел гладко, и создали в ЕКА в рамках рабочих соглашений с Агентством по ГНСС сильную команду конструкторов.

Конечно, проведение модернизации одновременно со штатным управлением системой Galileo налагает на Европейское агентство по ГНСС определенную ответственность, связанную с необходимостью поддержания стабильного функционирования системы при одновременном наращивании и усложнении наземной инфраструктуры НКУ. Мы не считаем это проблемой. Наши усилия в первую очередь будут направлены на обеспечение устойчивого функционирования системы и доступности услуг для потребителя.

В нашем доме (подразделениях Европейского центра космических исследований и технологий в Нидерландах и во Франции) мы продолжаем создавать задел на будущее. Мы проектируем перспективные космические аппараты и разрабатываем новый функционал, позволяющий непрерывно повышать качество предоставляемых услуг.

Бесплатный сервис PPP

Согласно проектной документации, номенклатура услуг Galileo включала в себя обеспечение коммерческой услуги на базе технологий высокоточного позиционирования PPP. Теперь мы рады объявить, что Еврокомиссия подтвердила намерения предоставлять данную услугу потребителям на безвозмездной основе. В 2018-2019 гг. Европейское агентство по ГНСС выберет оператора и запустит услугу для безвозмездного использования.

В 2017 году Еврокомиссия объявила о решении реализовать коммерческую услугу на частоте E6-B с использованием зашифрованного и открытого компонентов. С новым решением о безвозмездности данной услуги все потребители Galileo, владеющие необходимой аппаратурой, уже в 2020-2021 году смогут решать навигационную задачу с точностью порядка 10 см.

Услуга с регулируемым доступом PRS (Public Regulated Service) в 2018 году также будет в приоритете. В ближайшее время Еврокомиссия объявит о сроках сдачи этапов программы. Инфраструктура для поддержания услуги, а также специальная НАП уже готовы для использования. Большего рассказать не могу в интересах безопасности.

Следующее поколение европейской ГНСС будет включать в себя систему функционального дополнения EGNOS, работающую в многосистемном двухчастотном режиме, систему Galileo второго поколения, а также переходную партию спутников Galileo, с помощью которой будут отработаны лучшие новые технологии. В первой половине 2019 года планируется провести защиту системных требований перспективной европейской ГНСС. При подготовке требований мы уделяем особое внимание следующим компонентам:

  • технологии БСУ и ансамблей атомных стандартов частоты;
  • межспутниковая линия связи;
  • двигательная установка;
  • перенастраиваемая полезная нагрузка с возможностью перераспределения мощности;
  • поддержание стандартов сетевой связи 5G. Обеспечение услуг передачи времени уровня, необходимого для функционирования сетей 5G. Новые сигналы, удовлетворяющие требованиям в отношении времени до первого решения (TTFF) и мощности и совместимые с устройствами 5G. Для этого мы исследуем возможность разработки нового пилот-сигнала E1-D;
  • аутентификация открытой услуги и поддержка режима автономного контроля целостности в приемнике ARAIM.

Наконец, в 2018 году мы планируем заключение первых контрактов в рамках Программы по поддержке инноваций в области навигационных технологий. Эта программа создана для целевой поддержки НИОКР, а также создания новых концепций и продуктов на основе навигационных технологий. Ее реализация гарантирует продолжение партнерства ЕКА, Еврокомиссии, Европейского агентства по ГНСС и европейской промышленности на пути дальнейшего развития услуг ГНСС на благо всего мира.


Источник:  http://gpsworld.com/directions-2018-galileo-ascendant/

Возврат к списку