programma europeo GALILEO

Il Programma
GALILEO
AGENZIA SPAZIALE ITALIANA
1
IL SISTEMA GALILEO
• L’Europa, al fine di dipendere completamente da paesi terzi in un
campo così strategico quale è quello della navigazione satellitare,
ha deciso di avviare un programma autonomo di
radionavigazione via satellite, chiamato Galileo.
• Il programma europeo GALILEO realizzerà il primo sistema
globale di localizzazione e navigazione via satellite per esigenze
civili.
• Il sistema è costituito da una Costellazione di 30 satelliti in orbita
a 23222 km d'altitudine, che copre la totalità del globo terrestre.
• Galileo è uno strumento essenziale per la politica di sviluppo dei
trasporti (“LIBRO BIANCO — La politica europea dei trasporti
fino al 2010”).
2
Pianificazione programma GALILEO
3
Governance del programma GALILEO
Regolamento GNSS n. 683/2008
Galileo Interistitutional
Panel
Rappresentanza degli Stati Membri
Roland Bergier
4
Ruolo dell’ASI in Galileo
¾L’ASI nel programma:
9 opera in stretto coordinamento con gli Enti governativi interessati al
Programma Europeo: il Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, il
Ministero degli Affari Esteri, l’Autorità Nazionale per la Sicurezza (ANS),
Il Ministero delle Comunicazioni.
9partecipa in ambito ESA, al Comitato direttivo per la Navigazione
satellitare, il PB-Nav (Programme Board Navigazione). Interagisce con le
altre principali Agenzie spaziali, quella francese (CNES), quella inglese
(BNSC), quella tedesca (DLR). Partecipa insieme al Ministero delle
Infrastrutture e dei Trasporti al GNSS Programme Committee.
9partecipa inoltre, al Galileo Security Board per gli aspetti della sicurezza,
alla Galileo Signal Task Force per la definizione del Segnale e delle relative
frequenze, al sottogruppo per la National Security Compatibility, e al
Gruppo Galileo per il Piano Europeo di Radionavigazione.
5
Space Segment – Constellation
Walker 27/3/1
plus 3 in-orbit spares (1/plane)
altitude 23616 km
inclination 56 deg
Period: 14 hr 22 min
Ground track repeat cycle 3 days
6
ARCHITETTURA del Sistema GALILEO
C onstellation - 30 satellites
11 m antenna
T T& C S-band U p-link
(incl. PR S nav)
from R egional ID S
from S& R
M ission C -band U p-link
(nav/integ/SA R /N R S)
M ission C -band U p-link
(nav/integ/SA R /N R S)
5 D edicated M ission U p-link Sites
5 C om bined G alileo U p-link Sites, G U S (global coverage)
external
com m s
TW TTF
Service
P roducts
F acility
SPF
Satellite M ission
C ontrol C ontrol
F acility Facility
SC F
M CF
O perated C om ponents
G alileo M ission
M onitoring O ffice
MMO
G round
A ssets
C ontrol
Facility
GACF
O SP Fs
IPF s
from R egional ID S
from S& R
from N R S TB C
PTF
G alileo C ontrol C entre
GCC2
G alileo C ontrol C entre
GCC1
D elta Integrity P rocessing
F acilities (T B C )
C om m unications N etw ork
full redundancy
N A V . C H A IN
IN T . C H A IN
B -U P C H A IN
G
S
S
~ 20 G alileo Sensor Stations
(G lobal C overage - D O C 4)
excl. redundancy
7
Space Segment - Galileo Spacecraft
Navigation payload: 115 Kg / 780 W
SAR transponder: appr. 20 kg / 100 W
Dimensions: 2.7 x 1.2 x 1.1 m3
Overall Spacecraft:
680 Kg / 1.6 kW class
Launcher Options:
Ariane, Proton, Soyuz
8
Space Segment – Galileo Satellite
S Band Antenna
C-Band Antenna
Navigation Antenna
S & R Antenna
2700
1200
1100
S-Band Antenna
9
Space Segment – Galileo Payload
Timing
Sub-System
C-band
RX
S-band
TC/TM
UHF
RX
Navigation
Signal
Generator
SAR
E5
L-band
TX/RX
E6
L1
Navigation
&
SAR
10
Space Segment - On-board Clocks
Rubidium Atomic
Frequency
Standard
3.5 Kg mass
30 W power
Navigation
Payload:
115 Kg / 780 W
Frequency Standards
Passive
Hydrogen Maser
15 Kg mass
70 W power
Rubidium
• Cheaper and Smaller
• Better short-term stability
(less than 10 nsec per day)
• Subject to larger frequency
variation caused by
environment
conditions
Passive H-Maser
• outstanding short-term and
long
term frequency stability
(less than 1 nsec per day)
• frequency drift
11
Ground Segment – Architecture & I/F
Galileo Space Segment
S-Band
GCS
Galileo Control System
GMS
Galileo Mission System
GCC
Galileo Control Center
TT&C
Telemetry, Tracking and
Command Station
GSS
Galileo Sensor Station
ULS
(Mission Data) Uplink
Station
C-Band
L-Band
GMS
GCS
TT&C
ULS
5 Sites
10 Sites
Mission Mngmt.
Office
GSS
29 Sites
SAR Return Link
Service Provider
Leased Satellite
Control Facilities
Satellite Laser
Ranging
GCC
Sat/Payload
Manufacturers OBSM
External Regional
Integrity Systems
2 Centers
Service
Centres
Geodetic Reference
Providers
Time Reference
Provider
12
Ground Segment – Ground Control System
Galileo Space Segment
S-Band TC, TM and Ranging
L-Band Signal in Space
C-Band
Mission
Up-Links
TT&C
x5
M&C data
KMF
Key Management
GACF
SCF
Constellation Man.
&
Satellite Control
M&C of Ground Assets
Ground Control Ground
System (GCS) Mission
System (GMS)
SCF – Satellite Control
Facility,
GACF – Ground Assets
Control Facility,
KMF – Key Managment
Facility
13
Ground Segment – Integrity Concept
Protection
Protection level
level
Alert
Alert Limit
Limit
Computed
Computed navigation
navigation solution
solution
Alert Limit < Protection Level Æ Alert (Abort Landing)
Alert Limit > Protection Level Æ No Alert (Continue Landing)
• The integrity function provides timely warning to the
user that the accuracy of the service is not sufficient for
the intended application
14
Ground Segment – Ground Mission System
Galileo Space Segment
C-Band
Mission
Up-Links
S-Band TC, TM and Ranging
L-Band Signal in Space
ULS
GSS
x10
IPF
x29
OSPF
GACF
GSS - Galileo
Sensor Station,
IPF – Integrity
Processing
Facility
OSPF – Orbitogr.
&
Synchronisation
Processing
Facility,
PTF – Precision
Timing Facility,
MCF – Mission
Control Facility,
SPF – Service
Product Facility
KMF
Ground Control
System (GCS)
MGF
SPF
MCF
PTF
Ground
Mission
System (GMS)15
Galileo – 5 Servizi
Open Service
Free to air; Mass market;
Simple positioning
Commercial Service
Encrypted; High accuracy;
Guaranteed service
Safety of Life
Service
Open Service + Integrity and
Authentication of signal
Public Regulated
Service
Encrypted; Integrity;
Continuous availability
Search and Rescue
Service
Near real-time; Precise; Return
link feasible
16
Piano Frequenze e Segnali del Galileo
ARNS Bands
ARNS Bands
8
1591MHz
E1
78
12
4
6
7
75
07
12
76
11
2
FREQUENCY
(M H Z )
9
10
15
Q
U
A
D IN
R
A
TU
R
E
The following
signal / service allocation is foreseen:
GPS Bands
L1
1559MHz
1300MHz
5
159
1M
Hz
5.42
157
Hz
155
9M
Hz
156
3M
Hz
Hz
154
5M
154
4M
130
0M
Hz
MH
8. 75
127
1260MHz
3
U p p e r L -B a n d
E2
E6
E5B
1
E1
Hz
L1
158
7M
E2
z
SAR
L o w e r L -B a n d
1215MHz
1164MHz
IN PHASE
GALILEO SAR Downlink
126
0M
Hz
Hz
123
7M
120
7. 14
6. 45
( *)
E5A
GALILEO Bands (Navigation)
•
E6
L2
0M
Hz
121
4M
Hz
121
5M
Hz
MH
z
E5b
117
( *)
116
4M
Hz
E5a/L5
RNSS Bands
MH
z
RNSS Bands
Servizi di Navigazione
Allocazione dei segnali
Open Services
E5A, E5B, L1
(Id’s: 1,2,3,4,9,10)
Commercial Services
E6
(Id’s: 6,7)
Safety-Of-Life Services
E5A, E5B, L1
(Id’s: 1,2,3,4,9,10)
Public Regulated Services
E6, L1
(Id’s: 5,8)
Il Segnale SAR è trasmesso alla frequenza di 406 MHz e nella banda L6 (1544 MHz)
17
Prestazioni dei Servizi di Navigazione
Accuratezza (95 %)
Continuità
Integrità
Disponibilità
Servizio
Open /
Commercial
Service
Safety of Life
Service
Public
Regulated
Service
Posizione
Velocità
Timing
H - V
15 - 35 m
4;8m
20 cm/s
50 ns
8.10-6/15 s
20 cm/s
50 ns
8.10-6/15 s
20 cm/s
50 ns
8. 10-6/15 s
H - V
4 ;8m
H - V
4 ;8m
Rischio
NA
2.10-7/150 s
3.5.10-7/
150 sTBD
TTA
NA
6s
6s
TBD
Limite allarme
orizzontale
NA
H - V
12 ; 20 m
TBD
99 - 99,9%
99 - 99,9 %
99 - 99.9 %
18
Primi Satelliti Sperimentali (GIOVE-A e B)
•
•
•
•
GIOVE-A is the first Galileo In-Orbit
Validation Element.
Named in tribute to Galileo who discovered the
first four satellites of Jupiter (Giove in the
native language of Galileo).
GIOVE-A will validate the frequencies and
other key technologies of Galileo.
Lift-off mass: 600 Kg, Power demand: 700
Watts, Stowed Dimensions: 1.3 m, 1.8 m x 1.6 m
•
•
•
•
GIOVE-B built by Galileo Industries.
Back-Up of GIOVE-A.
Ready for launch in 2006.
Incorporates additional key technologies
such as the H-maser atomic clock (the
more precise clock ever flown yet in
space).
19
Dalla Fase IOV alla Fase FOC
20
Cooperazione Internazionale
•
Il programma Galileo è aperto alla collaborazione internazionale
•
Verranno applicate le regole europee per gli appalti pubblici (eccetto
per certe tecnologie legate alla sicurezza, e.g. PRS)
•
Gli accordi di collaborazione con gli Stati Uniti e con la Russia sulla
interoperabilità tra i sistemi di navigazione sono di importanza capitale
•
Implementazione di Centri di formazione e
“dimostrazione” fuori dell’Europa, per
preparare il mercato mondiale.
21