UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURETI

FACULTATEA: TRANSPORTURI

SECIA: TELECOMENZI I ELECTRONIC N TRANSPORTURI

Tem de cas S.D.T.R

Sistemul european de navigaie prin satelit GALILEO

Titular curs : Studeni:

As.Dr.Ing.Gheorghiu Andrei Micu Cristian Alexandru

Golgojan Andreea Ioana

Renea Daniel Andrei

Iliu Marius Ctlin

Ceauu Daniel Beniamin

Grupa 8415

Cuprins

1.Sistem de navigaie prin satelit ( generaliti )

2.Sistemul european de navigaie prin satelit GALILEO

3.Arhitectura complet a reelei GALILEO

4.Funcia de salvare ( SAR )

5.Etapele structurrii programului GALILEO

6.Posibile utiliti ale programului GALILEO

7.Bibliografie

1.Sistem de navigaie prin satelit ( generaliti )

Sistemul de navigaie prin satelit ( numit i sistem de poziionare global prin satelit )

este un sistem independent care calculeaz poziia geospaial a obiectelor de pe pmnt sau

din aer cu ajutorul semnalelor receptate de la sateliii de navigaie sau de la aa-

numiii pseudolii ( relee terestre cu funcionalitate similar ). Un astfel de sistem ajut i la

orientarea sau dirijarea vehiculelor, a navelor n largul oceanelor, a rachetelor s.a.m.d.

Pentru stabilirea unei poziii, receptorul trebuie s recepioneze semnale ( poziia i ora )

simultan de la cel puin 4 satelii. Micile diferene dintre semnale sunt apoi folosite la

deteminarea poziiei receptorului.

n momentul de fa exist 9 astfel de sisteme de navigaie i anume:

Sistem ara sau

teritoriul

Data intrrii n

funciune

Nr. sateliilor ( incl.

geostaionari )

Acuratee

NAVSTAR SUA Cl. 1 din 1995, Cl. 2

din 2012

24 activi, 4 de rezerv 315 m

GPS SUA 1993 31 n funciune pn la 50 m

pentru uz civil

GLONASS Rusia Cl. 1 din 1993, Cl. 2

din 2012

23 n funciune pn la 55 m

(orizontal )

pentru uz civil

GALILEO Europa din 2013 2 n funciune, 30 planificai pn la 7 m

(orizontal)

BeiDou

(regional)

China 2012 (regional)

2020 (global)

8 n funciune, 35 planificai ca. 10 m pentru

uz civil

Satelii quasi-zenit

( regional )

Japonia 2013 ( primul satelit

lansat 2010 )

1 n funciune, 7-8

planificai

pn la 1 m (n

combinaie cu

GPS)

IRNSS (regional) India prima lansare

planificat pentru

2011

7 planificai ( 3

geostaionari i 4 MEO )

pn la 20 m

DORIS (regional) Frana

Compass ( global)

sau Bei Dou 2

China 2015 35 planificai (5 GEO, 30

MEO)

10 m

1.1.Modul de funcionare al unui sistem de tip GPS

Fiecare satelit trimite un semnal electromagnetic care transmite informaii ctre orice

dispozitiv de receptare a semnalului. Deci, n orice moment, un dispozitiv de receptare GPS

primete semnal de la patru satelii. Computerul ncorporat folosete aceste semnale pentru a

identifica distana exact fa de fiecare dintre cei patru satelii i pentru a calcula apoi poziia

cu maxim precizie bazat pe aceste distane.

De fapt, semnalul de la doar trei satelii este suficient pentru acest proces trilateral;

calcularea poziiei unui punct de pe Pmnt se face pe baza distanei punctului respectiv fa de

cei trei satelii. Semnalul de la cel de-al patrulea satelit este redundant i este utilizat pentru a

confirma rezultatele calculului iniial. Dac poziia calculat n funcie de sateliii A-B-C nu

corespunde calculului fcut de sateliii A-B-D, atunci sunt testate alte combinaii pn este

obinut un rezultat corect.

Procesul de msurare a distanei de la satelit pn la dispozitivul GPS este bazat pe

semnale temporizate. De exemplu, la ora 16:45, sateliii pot ncepe s transmit semnal.

Receptorul GPS va ncepe n acelai timp s ruleze aceeai secven la ora 16:45, dar nu o va

transmite. n momentul n care receptorul GPS primete semnal de la diferii satelii, exist o

desincronizare, pentru ca microundele au nevoie de o fraciune de secund pentru a ajunge cu

viteza luminii de la satelit la receptor. Desincronizarea este transformat cu uurin n distana

pn la fiecare satelit. Mica diferen dintre semnalele fiecrui satelit este utilizat pentru a

calcula poziia receptorului.

Distana dintre satelit i receptor se calculeaz prin cronometrarea timpului de care are

nevoie semnalul radio s ajung de la satelit la receptor. tiind c semnalul radio se deplaseaz

cu 300.000 km/s (viteza luminii), dac cronometrm timpul lui de propagare de la satelit la

receptor putem s deducem distana dintre acetia. Fiecare satelit are semnalul propriu ( Pseudo

Random Code ), astfel nct receptorul tie exact despre ce satelii este vorba.

Recepionarea semnalelor emise de satelii i calculul poziiei se poate face n dou moduri:

modul absolut i modul diferenial.

Modul absolut folosete un singur receptor GPS, iar precizia de poziionare este de circa 10

15 m.

Modul diferenial presupune folosirea a dou receptoare, dintre care unul are rolul de staie

de baz, fiind instalat ntr-un punct fix cu coordonate cunoscute. Se msoar diferena dintre

coordonatele punctului cunoscut i cele rezultate pentru acelai punct din analiza

semnalelor GPS. Aceste diferenele se folosesc pentru corectarea coordonatelor determinate

cu un receptor mobil n alte puncte din zona respectiv. Acest mod de lucru este foarte

precis (1 5 cm), dar distana dintre receptorul mobil i staia de baz fix nu are voie s

depeasc 30 km.

2.Sistemul european de navigaie prin satelit GALILEO

Sistemul militar american GPS este rspndit i n Europa. Dei GPS dispune de o mare

exactitate la stabilirea poziiei, pentru aplicaiile civile din Europa se pune la dispoziie o

acuratee mult mai redus.

Proiectul Uniunii Europene este unul mre i ar fi primul sistem de navigaie prin

satelit 100% civil. Sistemul GPS actual folosit de muli din noi e controlat de armata USA, iar

cel rusesc GLONASS, e controlat de armata rus. Sistemele actuale, fiind controlate de armat,

prezint un risc acela de a te lsa cu ochi-n soare ( fr semnal ) cnd vrea cineva din

conducerea Statelor Unite ale Americii sau cineva care face parte din Federaia Rus. Spre

exemplu, la ultima confruntare armat recent, n Georgia, americanii au blocat sateliii lor de

deasupra regiunii i i-au lsat n bezn pe muli civili.

Prin sistemul cu uz civil, UE vrea s ofere ceva panic, care s deserveasc sectorului

transporturilor i al agriculturii.

GALILEO este un sistem dezvoltat de ctre Uniunea European i alte ri partenere.

n 21 octombrie 2011, primi doi satelii operaionali din patru au fost lansai pentru a valida

sistemul. Urmtorii doi satelii au urmat n 12 octombrie 2012, ducnd la bun sfrit testul

acestui proiect. Odat cu validarea acestei faze de lansare pe orbit ( In-Orbit Validation- IOV),

satelii adiionali vor fi lansai pentru a ajunge la capacitatea operaional ( IOC ) n jurul

mijlocului deceniului. Finalizarea amplasrii celor 30 de satelii ai sistemului GALILEO ( 27

operaionali i nca 3 pentru nlocuire n caz de defeciune ) este ateptat pn n 2019. Avnd

doar 4 satelii activi rezultatele obinute sunt considerate a fi foarte bune.

Acesta este primul sistem de poziionare i navigaie prin satelit orientat pe aplicaii civile. Potrivit documentului MHD ( GALILEO Mission High-level Definition ), componentele

sistemului sunt grupate n urmtoarele categorii:

Componenta global;

Componenta regional;

Componenta local;

Componenta utilizator;

Segmentul spaial include o constelaie de 30 de satelii GALILEO ( 27

operaionali i 3 de rezerv ), distribuii n trei plane orbitale cu o nlime de 23616

km. Serviciile de navigaie de baz ale acestui sistem vor fi gratuite. Sistemul este

destinat s furnizeze msurtori orizontale i verticale cu o precizie de 1 metru, i

servicii de poziionare la latitudini mari cu mult mbuntite dect cele actuale.

Vor fi 3 planuri orbitale cu nclinaia de 56 de grade, fiecare plan coninnd 10 satelii.

Fiecare satelit msoar 2.7 m x 1.2 m x 1.1 m cu o anvergur a panourilor solare de 13 m i

cntarete 675 kg. Ei se vor afla n operare pentru minim 12 ani, urmnd a fi nlocuii periodic

pe msur ce resursa tehnic expir.

Partea cea mai nteresant din punct de vedere tehnic se refer la cele 4 ceasuri atomice instalate

la bord :

2 ceasuri cu Rubidium cu o precizie de 3s la fiecare 1 milion de ani;

2 ceasuri cu hidrogen care au o abatere de 1s la fiecare 3 milioane de ani;

3.Arhitectura complet a reelei GALILEO

Arhitectura complet a reelei GALILEO este compus din:

30 de satelii, ( 27 operativi i 3 de rezerv ) aflai pe o orbit medie;

30-40 de staii tip senzor;

3 centre de control;

9 staii de Uplink;

5 staii de telemetrie, urmrire i comand;

4.Funcia de salvare ( SAR )

Ca o facilitate suplimentar, GALILEO va oferi o aplicaie de cutare la nivel mondial

i o funcie de salvare ( SAR ). Sateliii vor fi echipai cu un dispozitiv de recepie-transmisie

automat care va transmite semnalele de primejdie de la emitorul utilizatorului la Centrul de

Coordonare al Salvarilor, care va iniia astfel operaiunile de salvare. n acelai timp, un sistem

va genera utilizatorului un semnal care l va informa c situaia lui a fost recepionat i c

echipele de salvare sunt mobilizate pentru a-l salva. Aceast posibilitate de a genera un

feedback utilizatorului este o inovaie n acest domeniu, ne mai ntlnindu-se nicieri n

sistemele vechi.

Acest sistem va fi de dou tipuri :

unul de precizie mai joas, care va fi gratuit pentru utilizatori;

un sistem de nalt precizie care va fi un serviciu furnizat contra cost pentru uz

militar i comercial;

Sistemul va avea 5 servicii principale:

Acces navigaie deschis: va fi disponibil fr alte taxe ulterioare tuturor utilizatorilor

care dein un receptor GALILEO, avnd o precizie de poziionare de pn la 1 metru;

Navigaie comercial: precizie foarte ridicat, masurat n centimetri. Serviciul va

presupune anumite taxe pentru utilizare;

Sigurana vieii de navigare;

Navigaie public: disponibilitate continu chiar i n cazul n care alte servicii sunt

dezactivate pe timp de criz. Ageniile guvernamentale vor fi utilizatorii principali;

Serviciul de cutare i rscumprare;

5.Etapele structurrii programului GALILEO

Programul GALILEO a fost structurat n funcie de cele trei etape principale:

Faz experimental ( doi satelii ):

Doi satelii experimentali, GIOVE-A i GIOVE-B, lansai n decembrie 2005 i

aprilie 2008 au caracterizat i verificat tehnologiile critice necesare de ctre

GALILEO n orbita Pmntului mediu ( MEO );

Validarea ( IOV ) fazei n orbit ( patru satelii ):

Scopul de validare ( IOV ) pe orbit este de a valida proiectarea sistemului, folosind

o constelaie redus de patru satelii, minimul necesar pentru a oferi o poziionare

exact i calendarul de la locaiile de testare mpreun cu un numr limitat de staii

terestre. Primii doi satelii IOV au fost efectuai pe orbit de ctre un lansator Soyuz

de la portul spaial al Europei, n Guyana Francez, la 21 octombrie 2011. A doua

pereche a fost lansat la 12 octombrie 2012; Capacitatea operaional deplin ( FOC ) de faz ( patru satelii IOV, plus 26

de satelii FOC ):

Lansat n paralel cu validarea ( IOV ), faza pe orbit, capacitatea operaional

deplin ( FOC ), va conduce la implementarea de infrastructur la sol i spaiu.

Acesta include o capacitate operaional iniial intermediar ( IOC ), punct de reper

cu 18 satelii n funciune ( patru satelii IOV, plus 14 de satelii FOC ). Serviciile

cu performane reduse sau pentru scop demonstrativ vor fi furnizate de la jumtatea

anului 2014;

Datorit locaiei i nclinaiei sateliilor, GALILEO va realiza o acoperire mai bun

la latitudini mari dect alte sisteme. Pe scurt, GALILEO va spori serviciile globale de

navigaie prin satelit n 3 moduri:

Precizie :

Va permite ca poziiile care urmeaz s fie stabilite vor fi cu precizie considerabil mai

mare ( pn la termen de civa centimetri );

Disponibilitate:

Va mbunti disponibilitatea de semnale n orae nalte, unde cldirile pot mpiedica

semnale de la satelii, care sunt reduse la orizont ( reducerea aa-numitul efect " urban-

canion " );

Acoperire :

Va oferi, de asemenea, o mai bun acoperire la latitudini mari dect GPS, datorit

locaiei i nclinaiei sateliilor. Acest lucru va fi deosebit de interesant pentru Europa

de Nord;

6.Posibile utiliti ale programului GALILEO

Combinaia semnalelor GALILEO i GPS n receptoare duble de frecven va deschide

ua pentru noi aplicaii care necesit un nivel mai ridicat de precizie dect cele disponibile n

prezent cu GPS-ul singur. Aceasta include, de exemplu, cererile pentru a ghida orbii, pentru

a crete rata de succes a operaiunilor de salvare n muni, pentru a monitoriza locul

persoanelor vulnerabile, etc.

7.Bibliografie

1. http://europa.eu/

2. http://en.wikipedia.org/wiki/

3. http://ue.mae.ro/node/827

4. http://europedirect-adrcentru.ro/

5. http://www.gsa.europa.eu/galileo/why-galileo