Galileo – současný stav

Úvod
Ve dvacátém století došlo vlivem vědeckého bádání k prudkému rozvoji elektroniky,
včetně radioelektroniky, který umožnil uvést v praxi řadu, do té doby, pouze teoretických
poznatků a plánů do mnoha oblastí lidské činnosti, jedním z výsledků bylo i vytvoření
satelitních systémů.
Globální polohovací a navigační satelitní systémy (GNSS) jsou družicové radiové systémy,
které slouží ke stanovení geografické pozice a navigování uživatelova přijímače kdekoliv na
světě.
V současné době je v činnosti několik systémů, z nichž nejznámější jeamerický GPS (Global
Positioning System) a ruský GLONASS (Globalnaja Navigacionnaja Sputnikovaja Sistěma).
Do roku 2004 měl být v plném provozu evropský systém EGNOS jako předchůdce
globálního polohovacího a navigačního satelitového systému GALILEO, který měl být uveden
do provozu v roce 2008. Tato práce se věnuje aktuálnímu stavu systému Galileo.
Historie a současný stav
Už během druhé světové války se zcela běžnou stala navigace na cíl pomocí radiového
vysílání. [1] Tuto metodu používala velmi sofistikovaným způsobem například německá
Luftwafe při náletech na Anglii. [2]
Po letech dalšího rozvoje, zejména v oblasti výpočetní techniky, jehož výsledkem byla i
realizace prvních vesmírných programů byly logická potřeba požadavku na vznik globálních
družicových navigačních (pozičních) systémů. Ten byl nakonec v závěru 20. století úspěšně
realizován.
Základní požadavky na navigaci však zůstávají během let skoro neměnné. Jedná se o
co nejpřesnější určení aktuální polohy, určení směru a vzdálenosti k požadovanému cíli, o
snadné a rychlé zaměření včetně výpočtu. [1]
Nejrozšířenější globální navigační systémy
Mezi nejrozšířenější globální navigační systémy patří:
TRANSIT (Navy Navigation Satellite System) Jedná se o první družicový navigační
systém armády USA, který vznikl v letech 1958 – 1963.
NAVSTAR – GPS (Navigation System using Time and Ranging – Global
Positioning System) je přímým nástupcem systému TRANSIT.
GLONASS (Globalnaja navigacionnaja sputnikovaja sistema, Global Navigation
Satellite System) je sovětský, nyní ruský družicový navigační systém.
Galileo – Evropský civilní navigační systém, který je ve fázi vývoje. Předpokládané
spuštění v roce 2014, ale stále se oddaluje. [3]
Galileo – Evropský systém
Projekt Galileo je vyvíjen na základě rozhodnutí Evropské komise (EC) a Evropskou
kosmickou agenturou (ESA). Jedním z hlavních důvodu pro vznik Galilea byla snaha o
získání kontinentálního systému nezávislého na GPS nebo GLONASS.
Obdobně jako tyto systémy je i Galileo. [4] Galileo má vysílat pět druhů signálů – zdarma
dostupný veřejný (k užití zejména jako navigace pro řidiče), kódovaný pro komerční účely
(například pro zaměřování pozemků geodety či mýtné systémy), certifikovaný signál pro
navigaci letadel, šifrovaný pro specifické uživatele (například vládní úřady) a signál pro
pátrací a záchranné akce – ten bude na rozdíl od GPS a Glonassu aktivní, což umožní rovněž
předávání zpráv.
Obdobně jako výše zmíněné systémy je i Galileo složen ze tří segmentů. Kosmický segment
bude tvořen dvacetisedmi aktivními a třemi záložními družicemi. (plánovaný počet družic
27+3, na 3 oběžných drahách.
Stejně jako GPS by měl využívat kódovou identifikaci družic, které budou vysílat na
shodných nosných frekvencích L1 (1575,42 Mhz), E5a (1176,45 Mhz), E5b (1207,140 Mhz)
a E6 (1278,75 Mhz) [3]
První dva satelity vynesla raketa Sojuz ST-B z Guyanského kosmického centra na oběžnou
dráhu dne 21. října 2011. Satelity byly pojmenovány podle dětské soutěže ESA Natalia podle
bulharské devítileté dívky a Thijs podle jedenáctiletého belgického chlapce. [5]
Plného stavu družic ve vesmíru a tím i plného operačního stavu mělo být však dosaženo už
v roce 2008, přičemž oběžné dráhy družic jsou definovány sklonem 56° vůči rovníku Země a
výškou 26 616 km a oběžná doba družice je 14 hodin.
Na každé ze tří oběžných drah bude pravidelně rozmístěno deset družic, devět aktivních a
jedna záložní. [1]
Výstavbu prvních 14 satelitů zajistí německá OHB System AG, francouzská Arianespace
zajistí jejich vynesení do vesmíru a italská ThalesAleniaSpace poskytne potřebnou
systémovou podporu pro celý systém. [10]
Původní plány na GNSS Galileo sahají do roku 1999, kdy byl projekt plánován jako veřejný a
financovaný soukromými investory s odhadovaným rozpočtem 1,8 miliardy EUR, a to se
spuštěním v roce 2008, od tohoto finančního modelu však investoři pro příliš velká rizika
odstoupili.
Evropská komise proto přišla s plánem, hradit projekt z rozpočtu EU v odhadované výši 3,4
miliardy EUR a posunula spuštění na rok 2012. [6] V roce 2012 se však zatím plánuje pouze
vypuštění dalších dvou satelitů, přičemž na palubě jedné z družic budou nejpřesnější atomové
hodiny, jakých kdy bylo pro navigační systémy použito a hodiny Galilea by měly mít
odchylku jedné vteřiny za tři milióny let. [5]
V současnosti jsou však reálné plánované odhady pro spuštění prvních služeb Galilea schopny
poskytovat v roce 2014, kdy však bude mít teprve 18 satelitů. [7]
Komise navrhuje, aby vyčlenila 7 miliard EUR na zajištění dokončení EU družicovou
navigační infrastrukturou a zajištění využití systémů do roku 2020, jako je operace prostoru a
pozemní infrastruktury, potřebné doplňování / náhradní činnost, certifikační postupy, a
zejména na poskytování služeb. [8]
V roce 2014 by měl projekt Galileo nabízet tři služby: Otevřená služba (zdarma),
veřejné regulovaná služba (má zajišťovat, že klíčové služby, jako je policie či záchranné
služby, nadále budou fungovat ve chvílích krize) a pátrací a záchranné služby (v dobách
nouze, např. námořník ztratil na moři). [8]
Díky mnohým vylepšením, které za léta vývoje Galilea byla již teoreticky implementována
tak Galileo nabídne signál, který umožní více a snadno sledovat a získávat a odolnější
ochranu proti rušení a odrazy.
Evropský GNSS bude dodávat mnohem přesnější a mnohem spolehlivější služby než
americký a ruský systém. To znamená, že GALILEO umožní zcela nový a prakticky
neomezený rozsah „spolehlivosti důležitých“ služeb, aplikací a obchodních příležitostí. [7]
Například má Galileo poskytovat mnohem efektivnější a přesnější určování polohy ve
velkých městech, která je ve srovnání se současnými systémy efektivní asi z 50 %. Družice
Galilea mají tuto efektivnost a přenost zvýšit až na 95 %. [9]
V současné koncepci systému Galileo se počítá, že Galileo nabídne v podstatě stejné
možnosti, jaké mohou s GPS využívat běžní lidé, tedy především navigaci pro řidiče.
Poskytovat by měl také vylepšení bezplatné služby, které má občany varovat před
nejrůznějšími druhy nebezpečí a jeho součástí by měla být i služba, která umožňuje přijímat
nouzový signál vysílaný loděmi, letadly či osobami.
Zpoplatněná bude služba, která poskytne ještě větší přesnost a větší datový tok. Tu by mohli
využívat třeba geodeti při zaměřování pozemků. Důležité bude také uplatnění nadstavbových
aplikací, které budou Galileo využívat. Jde například o sledování kontejnerů, mýtné systémy
nebo systémy pro sledování životního prostředí a zemědělské výroby. [10]
Závěr
Družicové polohové a navigační systémy našly v průběhu let vedle vojenských
aplikací uplatnění i v řadě jiných lidských činnostech a lze předpokládat, že jejich využití
bude i v budoucnu neustále růst.
Vedle současným GNS je dnes ve fázi vývoje i Evropský systém Galileo, který se liší
od dnes existujících GNS tím, že jeho cílem bylo vytvoření systému pro mírové využití.
Potenciál systému Galileo je dnes veliký a slibuje sofistikované využití na všech možných
úrovních jeho aplikace. Galileo dnes nabízí dobrou alternativu proti GPS a v podstatě i
polemiku o tom, který systém se stane nejdokonalejším. Z technického hlediska se dostává
do popředí díky vysokých nárokům systém Galileo. Otázkou však i nadále zůstává rychlost
jeho rozvoje a dynamika celého projektu, která v průběhu let spíše stagnuje.
Použitá literatura
[1] Hánek, P.: Globální družicové navigační systémy.
[2] Švábenský, O., Machotka, R., Weigel, J.: Seminář GPS. Brno: VUT Brno, 2007, studijní
opory.
[4] ESA: The European Space Agency portal. [online]. 11 October 2004 [cit. 2012-01-02].
Dostupné z: http://www.esa.int/export/esaNA/ESAV577708D_index_0.html
[5] www.novinky.cz: Z džungle odstartovaly první dva satelity navigačního systému Galileo.
ČTK. [online]. pátek 21. října 2011, 12:35 , pátek 21. října 2011, 12:37 [cit. 2012-01-02].
Dostupné z: http://www.novinky.cz/zahranicni/amerika/248006-z-dzungle-odstartovalyprvni-
dva-satelity-navigacniho-systemu-galileo.html
[6] Martin Shabu: Dřeváky, nebo satelity? in Euro, 25. leden 2010
[7] European GNSS Agency: Why Galileo ? . [online]. [cit. 2012-01-02]. Dostupné z:
http://www.gsa.europa.eu/go/home/galileo/why-galileo/
[8] European Commision site: Enterprise and Industry. EUROPEAN COMMISION. New way
forward for Galileo satellite navigation [online]. Brussels, 30 November 2011
[cit. 2012-01-02]. Dostupné z:
http://ec.europa.eu/enterprise/newsroom/cf/itemlongdetail.cfm?item_id=5611
[9] Europe’s Satellite Navigation Programmes: GALILEO and EGNOS. GENERAL
SERVICES ADMINISTRATION (GSA). [online]. [cit. 2012-01-02]. Dostupné z:
http://ec.europa.eu/enterprise/policies/satnav/galileo/files/brochures-leaflets/yellowbrochure_
en.pdf
[10] www.novinky.cz: Navigační systém Galileo má nabízet podobné služby jako GPS, ale
přesnější. [online]. Praha, 20. září 2010, 13:17 [cit. 2012-01-02]. Dostupné z:
http://www.novinky.cz/internet-a-pc/211920-navigacni-system-galileo-ma-nabizet-podobnesluzby-
jako-gps-ale-presnejsi.html