Galileo (navegación por satélite)

Galileo es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que se puso en marcha en 2016, creado por la Unión Europea a través de la Agencia Espacial Europea (ESA), operado por la Agencia de la Unión Europea para el Programa Espacial (EUSPA), con sede en Praga, República Checa, con dos centros de operaciones terrestres en Fucino, Italia, y Oberpfaffenhofen, Alemania. El proyecto de 10.000 millones de euros lleva el nombre del astrónomo italiano Galileo Galilei. Uno de los objetivos de Galileo es proporcionar un sistema de posicionamiento independiente de alta precisión para que las autoridades políticas y militares europeas no tengan que depender de los sistemas GPS de EE. UU. o GLONASS de Rusia, que podrían ser desactivados o degradados por sus operadores en cualquier momento.. El uso de los servicios básicos (de menor precisión) de Galileo es gratuito y está abierto a todos. Un servicio de mayor precisión totalmente encriptado está disponible de forma gratuita para los usuarios autorizados por el gobierno. Galileo está diseñado para proporcionar mediciones de posición horizontal y vertical con una precisión de 1 m. Galileo también proporcionará una nueva función global de búsqueda y rescate (SAR) como parte del sistema MEOSAR.

El primer satélite de prueba de Galileo, el GIOVE-A, se lanzó el 28 de diciembre de 2005, mientras que el primer satélite que formará parte del sistema operativo se lanzó el 21 de octubre de 2011. Para julio de 2018, 26 de los 30 satélites activos planificados (incluyendo repuestos) estaban en órbita. Galileo comenzó a ofrecer capacidad operativa temprana (EOC) el 15 de diciembre de 2016, brindando servicios iniciales con una señal débil, y se esperaba que alcanzara la capacidad operativa total (FOC) en 2022. La constelación completa de Galileo constará de 24 satélites activos, que se espera para 2021. Se espera que la próxima generación de satélites comience a funcionar después de 2025 para reemplazar equipos más antiguos, que luego se pueden usar para capacidades de respaldo.

A principios de diciembre de 2021, se lanzaron 22 satélites que operan en la constelación. Los 2 prototipos de satélites GIOVE se retiraron en 2012, 1 satélite no está disponible, 3 satélites no se pueden utilizar actualmente y 2 satélites están en fase de puesta en marcha (fase de prueba en órbita después del lanzamiento reciente). De los 22 satélites activos, tres eran del tipo IOV (Validación en órbita) y 19 del tipo FOC. Dos primeros pares de satélites FOC están orbitando la Tierra en órbitas excéntricas incorrectas cuya orientación cambia con respecto a otros planos orbitales de Galileo. El sistema Galileo tiene una precisión mayor que el GPS, con una precisión de menos de 1 m cuando se utilizan efemérides de transmisión (GPS: 3 m) y un error de alcance de la señal en el espacio (SISRE) de 1,6 cm (GPS: 2,3 cm, GLONASS y BeiDou: 4–6 cm) cuando se usan correcciones en tiempo real para relojes y órbitas de satélites.

Historia

La sede de la EUSPA, que opera el sistema Galileo, en Praga

Objetivos principales

En 1999, los diferentes conceptos de los tres principales contribuyentes de la ESA (Alemania, Francia e Italia) para Galileo fueron comparados y reducidos a uno por un equipo conjunto de ingenieros de los tres países. La primera etapa del programa Galileo fue acordada oficialmente el 26 de mayo de 2003 por la Unión Europea y la Agencia Espacial Europea. El sistema está diseñado principalmente para uso civil, a diferencia de los sistemas más militares de los Estados Unidos (GPS), Rusia (GLONASS) y China (BeiDou). El sistema europeo solo estará sujeto a cierre con fines militares en circunstancias extremas (como un conflicto armado). Los países que más contribuyen al Proyecto Galileo son Italia y Alemania.

Financiación

La Comisión Europea tuvo algunas dificultades para financiar la siguiente etapa del proyecto, después de varios eventos supuestamente "por año" Los gráficos de proyección de ventas para el proyecto se expusieron en noviembre de 2001 como "acumulativos" proyecciones que para cada año proyectado incluyeron todos los años anteriores de ventas. La atención que se llamó la atención sobre este error creciente de miles de millones de euros en las previsiones de ventas dio como resultado una conciencia general en la comisión y en otros lugares de que era poco probable que el programa generara el retorno de la inversión que se había sugerido previamente a los inversores y los responsables de la toma de decisiones. El 17 de enero de 2002, un portavoz del proyecto declaró que, como resultado de la presión estadounidense y las dificultades económicas, "Galileo está casi muerto".

Unos meses después, sin embargo, la situación cambió drásticamente. Los estados miembros de la Unión Europea decidieron que era importante tener una infraestructura de sincronización y posicionamiento basada en satélites que EE. UU. no pudiera desactivar fácilmente en tiempos de conflicto político.

La Unión Europea y la Agencia Espacial Europea acordaron en marzo de 2002 financiar el proyecto, pendiente de una revisión en 2003 (que se completó el 26 de mayo de 2003). El coste inicial para el período que finaliza en 2005 se estima en 1.100 millones de euros. Los satélites necesarios (el número previsto es de 30) debían lanzarse entre 2011 y 2014, con el sistema en funcionamiento y bajo control civil a partir de 2019. El coste final se estima en 3.000 millones de euros, incluida la infraestructura en la Tierra, construida en 2006 y 2007. El plan era que las empresas privadas y los inversores invirtieran al menos dos tercios del costo de implementación, con la UE y la ESA dividiendo el costo restante. El Servicio abierto básico estará disponible sin cargo para cualquier persona con un receptor compatible con Galileo, con un Servicio comercial de mayor precisión y mayor ancho de banda encriptado originalmente planeado para estar disponible en un costo, pero en febrero de 2018 se acordó que el servicio de alta precisión (HAS) (que proporciona datos de posicionamiento de puntos precisos en la frecuencia E6) esté disponible de forma gratuita, y el servicio de autenticación seguirá siendo comercial. A principios de 2011, los costos del proyecto habían superado en un 50% las estimaciones iniciales.

Tensión con Estados Unidos

Una carta de diciembre de 2001 del Secretario Adjunto de Defensa estadounidense Paul Wolfowitz a los Ministros de los estados de la UE, señalando posibles problemas de compatibilidad.

Galileo está destinado a ser un GNSS civil de la UE que permita a todos los usuarios acceder a él. Inicialmente, el GPS reservó la señal de mayor calidad para uso militar y la señal disponible para uso civil se degradó intencionalmente (disponibilidad selectiva). Esto cambió cuando el presidente Bill Clinton firmó una directiva de política en 1996 para desactivar la disponibilidad selectiva. Desde mayo de 2000 se ha proporcionado la misma señal de precisión tanto a civiles como a militares.

Dado que Galileo fue diseñado para proporcionar la mayor precisión posible (superior al GPS) a cualquier persona, a EE. UU. le preocupaba que un enemigo pudiera usar las señales de Galileo en ataques militares contra EE. UU. y sus aliados (algunas armas, como los misiles, usan GNSS como guía).). La frecuencia elegida inicialmente para Galileo habría hecho imposible que EE. UU. bloqueara las señales de Galileo sin interferir también con sus propias señales de GPS. EE. UU. no quería perder su capacidad GNSS con GPS mientras negaba a sus enemigos el uso de GNSS. Algunos funcionarios estadounidenses se preocuparon especialmente cuando se informó del interés chino en Galileo.

Un funcionario anónimo de la UE afirmó que los funcionarios estadounidenses dieron a entender que podrían considerar derribar los satélites Galileo en caso de un conflicto importante en el que se utilizara Galileo en ataques contra las fuerzas estadounidenses. La postura de la UE es que Galileo es una tecnología neutral, disponible para todos los países y para todos. Al principio, los funcionarios de la UE no querían cambiar sus planes originales para Galileo, pero desde entonces han llegado al compromiso de que Galileo utilizará diferentes frecuencias. Esto permite el bloqueo o interferencia de cualquiera de los GNSS sin afectar al otro.

GPS y Galileo

Comparación del tamaño de órbita de GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou-2 y constelaciones de Iridium, la Estación Espacial Internacional, el Telescopio Espacial Hubble y la órbita geoestacionaria (y su órbita de cementerio), con los cinturones de radiación Van Allen y la Tierra a escala.

La órbita de la Luna es alrededor de 9 veces más grande que la órbita geoestacionaria. (En el archivo SVG, arrastre sobre una órbita o su etiqueta para destacarla; haga clic para cargar su artículo.)

Una de las razones dadas para desarrollar Galileo como un sistema independiente fue que la información de posición del GPS puede volverse significativamente imprecisa debido a la aplicación deliberada de disponibilidad selectiva universal (SA) por parte del ejército estadounidense. El GPS se usa ampliamente en todo el mundo para aplicaciones civiles; Los defensores de Galileo argumentaron que la infraestructura civil, incluida la navegación y el aterrizaje de aeronaves, no debería depender únicamente de un sistema con esta vulnerabilidad.

El 2 de mayo de 2000, la disponibilidad selectiva fue inhabilitada por el presidente de los Estados Unidos, Bill Clinton; a finales de 2001 la entidad gestora del GPS confirmó que no tenía intención de volver a habilitar la disponibilidad selectiva. Aunque todavía existe la capacidad de disponibilidad selectiva, el 19 de septiembre de 2007, el Departamento de Defensa de EE. UU. anunció que los satélites GPS más nuevos no serían capaces de implementar la disponibilidad selectiva; Se afirma que la ola de satélites Block IIF lanzada en 2009 y todos los satélites GPS posteriores no admiten disponibilidad selectiva. A medida que se reemplacen los satélites antiguos en el programa GPS Block III, la disponibilidad selectiva dejará de ser una opción. El programa de modernización también contiene características estandarizadas que permiten la interoperabilidad de los sistemas GPS III y Galileo, lo que permite que se desarrollen receptores para utilizar GPS y Galileo juntos para crear un GNSS aún más preciso.

Cooperación con Estados Unidos

En junio de 2004, en un acuerdo firmado con los Estados Unidos, la Unión Europea acordó cambiar a una modulación de portadora compensada binaria 1.1, o BOC(1,1), lo que permite la coexistencia de GPS y Galileo, y el futuro uso combinado de ambos sistemas. La Unión Europea también acordó abordar las "preocupaciones mutuas relacionadas con la protección de las capacidades de seguridad nacional aliadas y estadounidenses".

Primeros satélites experimentales: GIOVE-A y GIOVE-B

El primer satélite experimental, GIOVE-A, se lanzó en diciembre de 2005 y fue seguido por un segundo satélite de prueba, GIOVE-B, lanzado en abril de 2008. Después de completar con éxito la fase de validación en órbita (IOV), se se lanzaron satélites. El 30 de noviembre de 2007, los 27 ministros de transporte de la UE involucrados llegaron a un acuerdo de que Galileo debería estar operativo en 2013, pero comunicados de prensa posteriores sugieren que se retrasó hasta 2014.

Financiación de nuevo, problemas de gobernanza

A mediados de 2006, la asociación público-privada se vino abajo y la Comisión Europea decidió nacionalizar el programa Galileo.

A principios de 2007, la UE aún tenía que decidir cómo pagar el sistema y se decía que el proyecto estaba "en una profunda crisis" por falta de más fondos públicos. El ministro de Transporte alemán, Wolfgang Tiefensee, se mostró particularmente dudoso sobre la capacidad del consorcio para poner fin a las luchas internas en un momento en que solo se había lanzado con éxito un satélite de prueba.

Aunque aún no se había llegado a una decisión, el 13 de julio de 2007, los países de la UE discutieron el recorte de 548 millones de euros (755 millones de dólares estadounidenses, 370 millones de libras esterlinas) del presupuesto de competitividad de la unión para el año siguiente y cambiar algunos de estos fondos a otras partes del fondo de financiación, una medida que podría cubrir parte del costo del sistema de navegación por satélite Galileo del sindicato. Los proyectos de investigación y desarrollo de la Unión Europea podrían descartarse para superar un déficit de financiación.

En noviembre de 2007, se acordó reasignar fondos de los presupuestos de agricultura y administración de la UE y suavizar el proceso de licitación para invitar a más empresas de la UE.

En abril de 2008, los ministros de transporte de la UE aprobaron el Reglamento de implementación de Galileo. Esto permitió que se liberaran los 3400 millones de euros de los presupuestos de agricultura y administración de la UE para permitir la emisión de contratos para comenzar la construcción de la estación terrestre y los satélites.

En junio de 2009, el Tribunal de Cuentas Europeo publicó un informe en el que se señalaban problemas de gobernanza, retrasos sustanciales y excesos presupuestarios que provocaron el estancamiento del proyecto en 2007, lo que provocó más retrasos y fracasos.

En octubre de 2009, la Comisión Europea redujo el número de satélites definitivamente planificados de 28 a 22, con planes de encargar los seis restantes en un momento posterior. También anunció que la primera señal OS, PRS y SoL estaría disponible en 2013, y CS y SOL algún tiempo después. El presupuesto de 3 400 millones de euros para el período 2006-2013 se consideró insuficiente. En 2010, el grupo de expertos Open Europe estimó el costo total de Galileo desde el inicio hasta 20 años después de su finalización en 22 200 millones de euros, sufragados en su totalidad por los contribuyentes. Según las estimaciones originales realizadas en 2000, este coste habría sido de 7.700 millones de euros, con 2.600 millones de euros a cargo de los contribuyentes y el resto de los inversores privados.

En noviembre de 2009, se inauguró una estación terrestre para Galileo cerca de Kourou (Guayana Francesa). El lanzamiento de los primeros cuatro satélites de validación en órbita (IOV) estaba previsto para la segunda mitad de 2011, y el lanzamiento de los satélites de plena capacidad operativa (FOC) estaba previsto que comenzara a finales de 2012.

En marzo de 2010, se verificó que el presupuesto para Galileo solo estaría disponible para proporcionar los 4 satélites IOV y 14 FOC para 2014, sin fondos comprometidos para llevar la constelación por encima de este 60 % de capacidad. Paul Verhoef, director del programa de navegación por satélite de la Comisión Europea, indicó que esta financiación limitada tendría graves consecuencias comentando en un momento "Para que os hagáis una idea, eso significaría que durante tres semanas al año no tendréis navegación por satélite" en referencia a la constelación de 18 vehículos propuesta.

En julio de 2010, la Comisión Europea estimó que los retrasos y los costes adicionales del proyecto ascenderían a entre 1500 y 1700 millones de euros, y trasladó la fecha estimada de finalización a 2018. Una vez finalizado, el sistema deberá recibir subvenciones de los gobiernos. a 750 millones de euros al año. Se planeó gastar 1.900 millones de euros adicionales para llevar el sistema al complemento completo de 30 satélites (27 operativos + 3 de repuesto activos).

En diciembre de 2010, los ministros de la UE en Bruselas votaron a Praga, en la República Checa, como la sede del proyecto Galileo.

En enero de 2011, los costes de infraestructura hasta 2020 se estimaron en 5300 millones de euros. En ese mismo mes, Wikileaks reveló que Berry Smutny, director ejecutivo de la empresa alemana de satélites OHB-System, dijo que Galileo "es una idea estúpida que sirve principalmente a los intereses franceses". La BBC se enteró en 2011 de que 500 millones de euros (440 millones de libras esterlinas) estarían disponibles para realizar la compra adicional, lo que llevaría a Galileo en unos pocos años de 18 satélites operativos a 24.

Galileo lanzó un cohete Soyuz el 21 de octubre de 2011.

Los primeros dos satélites de validación en órbita de Galileo fueron lanzados por Soyuz ST-B desde Centre Spatial Guyanais el 21 de octubre de 2011, y los dos restantes el 12 de octubre de 2012. A partir de 2017, los satélites son completamente útiles para posicionamiento preciso y geodesia con una usabilidad limitada en la navegación.

Veintidós satélites más con capacidad operativa total (FOC) estaban en orden a partir del 1 de enero de 2018. Los primeros cuatro pares de satélites se lanzaron el 22 de agosto de 2014, el 27 de marzo de 2015, el 11 de septiembre de 2015 y el 17 de diciembre de 2015.

Fallos de reloj

En enero de 2017, las agencias de noticias informaron que seis de los máseres pasivos de hidrógeno (PHM) y tres de los relojes atómicos de rubidio (RAFS) habían fallado. Cuatro de los satélites operativos completos han perdido cada uno al menos un reloj; pero ningún satélite ha perdido más de dos. La operación no se ha visto afectada ya que cada satélite se lanza con cuatro relojes (2 PHM y 2 RAFS). Se está considerando la posibilidad de una falla sistémica. SpectraTime, el productor suizo de ambos tipos de relojes de a bordo, se negó a comentar. Según la ESA, concluyeron con sus socios industriales para los relojes atómicos de rubidio que se requerían algunas pruebas implementadas y medidas operativas. Además, se requieren algunos reacondicionamientos para los relojes atómicos de rubidio que aún deben lanzarse. Para los másers pasivos de hidrógeno se están estudiando medidas operativas para reducir el riesgo de falla. China e India utilizan los mismos relojes atómicos construidos por SpectraTime en sus sistemas de navegación por satélite. La ESA se ha puesto en contacto con la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO), que inicialmente informó que no había experimentado fallas similares. Sin embargo, a fines de enero de 2017, los medios de comunicación indios informaron que los tres relojes a bordo del satélite IRNSS-1A (lanzado en julio de 2013 con una expectativa de vida de 10 años) habían fallado y que se lanzaría un satélite de reemplazo en la segunda mitad. de 2017: se decía que estos relojes atómicos se suministrarían en virtud de un acuerdo de cuatro millones de euros.

En julio de 2017, la Comisión Europea informó que se identificaron las causas principales de los fallos de funcionamiento y se implementaron medidas para reducir la posibilidad de nuevos fallos de funcionamiento de los satélites que ya se encuentran en el espacio. Según fuentes europeas, la ESA tomó medidas para corregir ambos conjuntos de problemas identificados al reemplazar un componente defectuoso que puede causar un cortocircuito en los relojes de rubidio y mejorar los relojes pasivos de máser de hidrógeno también en los satélites que aún no se han lanzado.

Interrupciones

2019

Desde el 11 de julio hasta el 18 de julio de 2019, toda la constelación experimentó un "inexplicable" interrupción de la señal con todos los satélites activos que muestran "NO UTILIZABLE" estado en la página de estado de Galileo. La causa del incidente fue un mal funcionamiento del equipo en la infraestructura terrestre de Galileo que afectó el cálculo de las predicciones de tiempo y órbita.

2020

El 14 de diciembre de 2020, a partir de las 0:00 UTC, Galileo experimentó una degradación del rendimiento en todo el sistema que duró 6 horas. Receptores GNSS que ignoran un 'marginal' bandera de estado en los datos de Galileo podría haber experimentado un error de pseudodistancia de hasta casi 80 km. El problema estaba relacionado con un comportamiento anormal de un reloj atómico del segmento terrestre en la función de determinación del tiempo del sistema. En las instalaciones de sincronización precisa que funcionan en paralelo en los centros de control Galileo de Fucino y Oberpfaffenhofen, se produjo un problema en Fucino mientras se realizaba el mantenimiento del sistema paralelo en Oberpfaffenhofen.

Participación internacional

En septiembre de 2003, China se unió al proyecto Galileo. China invertiría 230 millones de euros (302 millones de dólares estadounidenses, 155 millones de libras esterlinas, 2340 millones de CNY) en el proyecto durante los años siguientes.

En julio de 2004, Israel firmó un acuerdo con la UE para convertirse en socio del proyecto Galileo.

El 3 de junio de 2005, la Unión Europea y Ucrania firmaron un acuerdo para que Ucrania se uniera al proyecto, como se indica en un comunicado de prensa. A partir de noviembre de 2005, Marruecos también se unió al programa.

En septiembre de 2005, India firmó un acuerdo con la UE para unirse al proyecto.

A mediados de 2006, la asociación público-privada se vino abajo y la Comisión Europea decidió nacionalizar Galileo como un programa de la UE. En noviembre de 2006, China optó por actualizar el sistema de navegación BeiDou, su entonces sistema regional de navegación por satélite. La decisión se debió a preocupaciones de seguridad y problemas con la financiación de Galileo.

El 30 de noviembre de 2007, los 27 estados miembros de la Unión Europea acordaron por unanimidad seguir adelante con el proyecto, con planes para bases en Alemania e Italia. España no aprobó durante la votación inicial, pero lo aprobó más tarde ese día. Esto mejoró en gran medida la viabilidad del proyecto Galileo: "El ejecutivo de la UE había dicho anteriormente que si no se llegaba a un acuerdo antes de enero de 2008, el proyecto, que había estado en problemas durante mucho tiempo, estaría esencialmente muerto".

El 3 de abril de 2009, Noruega también se unió al programa comprometiendo 68,9 millones de euros para los costos de desarrollo y permitiendo que sus empresas pujaran por los contratos de construcción. Noruega, aunque no es miembro de la UE, es miembro de la ESA.

El 18 de diciembre de 2013, Suiza firmó un acuerdo de cooperación para participar plenamente en el programa y contribuyó retroactivamente con 80 millones de euros para el período 2008-2013. Como miembro de la ESA, ya colaboró en el desarrollo de los satélites Galileo, aportando los relojes máser de hidrógeno. El compromiso financiero de Suiza para el período 2014-2020 se calculará de acuerdo con la fórmula estándar aplicada para la participación suiza en el Programa Marco de investigación de la UE.

En marzo de 2018, la Comisión Europea anunció que el Reino Unido podría ser excluido de partes del proyecto (especialmente en relación con el servicio seguro PRS) luego de su salida de la Unión Europea (UE). Como resultado, Airbus debía trasladar el trabajo en el segmento de control de tierra (GCS) de sus instalaciones de Portsmouth a un estado de la UE. Se ha informado que los funcionarios británicos están buscando asesoramiento legal sobre si pueden reclamar los 1.400 millones de euros invertidos por el Reino Unido, de los 10.000 millones de euros gastados hasta la fecha. En un discurso en la conferencia del Instituto de Estudios de Seguridad de la UE, el negociador jefe de la UE a cargo de las negociaciones del Brexit, Michel Barnier, enfatizó la posición de la UE de que el Reino Unido había decidido abandonar la UE y, por lo tanto, todos los programas de la UE, incluido Galileo. En agosto de 2018, el Reino Unido declaró que estudiaría la creación de un sistema de navegación por satélite que compita con Galileo después del Brexit. En diciembre de 2018, la primera ministra británica, Theresa May, anunció que el Reino Unido ya no buscaría recuperar la inversión y el ministro de Ciencia, Sam Gyimah, renunció por el asunto.

Descripción del sistema

Segmento espacial

Visibilidad de la constelación desde una ubicación en la superficie de la Tierra

A partir de 2012, el sistema estaba programado para tener 15 satélites operativos en 2015 y alcanzar su pleno funcionamiento en 2020 con las siguientes especificaciones:

• 30 naves espaciales en órbita (24 en servicio completo y 6 repuestos)
• Altura orbital: 23.222 km (14.429 mi) (MEO)
• 3 planos orbitales, inclinación 56.0°, nodos ascendentes separados por longitud de 120.0° (8 satélites operativos y 2 repuestos activos por plano orbital)
• Vida por satélite: √12 años
• Masa por satélite: 675 kg (1.488 lb)
• Dimensiones del cuerpo satelital: 2.7 m × 1.2 m × 1.1 m (8 ft 10 in × 3 ft 11 in × 3 ft 7 in)
• Gancho de matriz solar: 18,7 m (61 pies)
• Potencia de matriz solar: 1,5 kW (fin de vida)
• Potencia de las antenas de navegación: 155–265 W

Segmento de tierra

Galileo Control Centre en el sitio DLR Oberpfaffenhofen

Galileo In-Orbit Test (IOT) L-band (1,000 – 2,000 MHz) antena en la estación de ESTRACK Redu

La órbita del sistema y la precisión de la señal están controladas por un segmento terrestre que consta de:

• Two ground control centres, located in Oberpfaffenhofen and Fucino for Satellite and Mission Control
• Seis estaciones de telemetría, seguimiento " control ", ubicadas en Kiruna, Kourou, Nouméa, Sainte-Marie, Réunion, Redu y Papeete
• Diez estaciones de enlace de misión (ULS), dos por sitio, ubicadas en Svalbard, Kourou, Papeete, Sainte-Marie, Réunion y Nouméa
• Varias estaciones de sensores de referencia distribuidas en todo el mundo (GSS), incluida una en las Islas Kerguelen
• Una red de difusión de datos entre todos los lugares distribuidos geográficamente
• Un centro de servicio, ubicado en Madrid, para ayudar a los usuarios de Galileo.

Señales

El sistema transmite tres señales: E1 (1575,42 MHz), E5 (1191,795 MHz) que consta de E5a (1176,45 MHz) y E5b (1207,14 MHz) y E6 (1278,75 MHz):

Servicios

El sistema Galileo tendrá cuatro servicios principales:

Servicio Abierto (OS)

Esto estará disponible sin cargo para cualquier persona con equipo adecuado de mercado de masas; sincronización simple y posicionamiento hasta 1 m – para un receptor de doble frecuencia, mejor caso.

High Accuracy Service (HAS; resulting from the re-scope of the former Galileo Commercial Service)

Precisión a 1 cm de forma gratuita.

Servicio Regulado Público (PRS; cifrado)

Diseñado para ser más robusto, con mecanismos de lucha contra la acumulación y detección fiable de problemas. Limitada a los órganos gubernamentales autorizados.

Servicio de Búsqueda y Salvamento (SAR)

El Servicio SAR Galileo es un servicio de búsqueda y rescate de órbita terrestre media y parte del Programa Internacional de Cospas-Sarsat.

Informes trimestrales de rendimiento del servicio

El Centro de servicios GNSS europeo proporciona informes de rendimiento públicos trimestrales sobre el Servicio abierto y el Servicio de búsqueda y salvamento desde 2017. En general, las mediciones de los parámetros de rendimiento informados superan los valores objetivo. El informe trimestral de rendimiento del servicio abierto de abril, mayo y junio de 2021 de Galileo del Centro de servicios GNSS europeo informó que la precisión del servicio de difusión de la hora UTC fue de ≤ 4,3 nanosegundos, calculada mediante la acumulación de muestras durante los 12 meses anteriores y excediendo el valor objetivo de ≤ 30 ns. El error de señal en el espacio (SISE) también estuvo dentro del valor objetivo de ≤ 2 m (6 ft 7 in) para receptores de frecuencia única y (más precisos) de frecuencia dual. El mensaje de navegación de Galileo incluye las diferencias entre la hora del sistema Galileo (GST), UTC y la hora del GPS (GPST) (para promover la interoperabilidad). El Informe trimestral de rendimiento del servicio de búsqueda y salvamento de Galileo de abril, mayo y junio de 2021 del Centro de servicio GNSS europeo informó que las diversas mediciones de los parámetros de rendimiento superaron sus valores objetivo.

Concepto

Hidrogen pasivo espacial Maser utilizado en satélites Galileo como reloj maestro para un sistema de tiempo a bordo

Cada satélite Galileo tiene dos relojes atómicos maestros pasivos de máser de hidrógeno y dos relojes atómicos secundarios de rubidio que son independientes entre sí. Dado que los relojes atómicos calificados para el espacio precisos y estables son componentes críticos para cualquier sistema de navegación por satélite, la redundancia cuádruple empleada mantiene a Galileo en funcionamiento cuando los relojes atómicos a bordo fallan en el espacio. Los relojes máser pasivos de hidrógeno incorporados' la precisión es cuatro veces mejor que la de los relojes atómicos de rubidio a bordo y se estima en 1 segundo cada 3 millones de años (un error de tiempo de un nanosegundo o 1 billonésima parte de un segundo (10⁻⁹ o 1⁄1,000,000,000 segundo) se traduce en un error de posición de 30 cm en la Tierra& #39;s), y proporcionará una señal de tiempo precisa para permitir que un receptor calcule el tiempo que tarda la señal en llegar. Los satélites Galileo están configurados para ejecutar un reloj máser de hidrógeno en modo primario y un reloj de rubidio como respaldo activo. En condiciones normales, el reloj máser de hidrógeno en funcionamiento produce la frecuencia de referencia a partir de la cual se genera la señal de navegación. Si el máser de hidrógeno encontrara algún problema, se realizaría un cambio instantáneo al reloj de rubidio. En caso de falla del máser de hidrógeno primario, el máser de hidrógeno secundario podría ser activado por el segmento de tierra para tomar el control dentro de un período de días como parte del sistema redundante. Una unidad de monitoreo y control del reloj proporciona la interfaz entre los cuatro relojes y la unidad generadora de señales de navegación (NSU). Pasa la señal del reloj maestro de hidrógeno activo a la NSU y también asegura que las frecuencias producidas por el reloj maestro y el repuesto activo estén en fase, de modo que el repuesto pueda tomar el control instantáneamente si el reloj maestro falla. La información de la NSU se utiliza para calcular la posición del receptor mediante la trilateración de la diferencia en las señales recibidas de varios satélites.

El máser de hidrógeno pasivo integrado y los relojes de rubidio son muy estables durante unas pocas horas. Sin embargo, si se dejaran funcionar indefinidamente, su cronometraje se desviaría, por lo que deben sincronizarse regularmente con una red de relojes de referencia terrestres aún más estables. Estos incluyen relojes de máser de hidrógeno activo y relojes basados en el patrón de frecuencia de cesio, que muestran una estabilidad a medio y largo plazo mucho mejor que los relojes de máser de hidrógeno pasivo o de rubidio. Estos relojes en tierra se agrupan dentro de las instalaciones de cronometraje preciso que funcionan en paralelo en los centros de control de Fucino y Oberpfaffenhofen Galileo. Los relojes terrestres también generan una referencia de tiempo mundial llamada Galileo System Time (GST), el estándar para el sistema Galileo y se comparan de forma rutinaria con las realizaciones locales de UTC, el UTC(k) de los laboratorios europeos de frecuencia y tiempo.

Para obtener más información sobre el concepto de sistemas globales de navegación por satélite, consulte GNSS y cálculo de posicionamiento GNSS.

Centro de Servicio GNSS Europeo

El Centro Europeo de Servicios GNSS es el punto de contacto para la asistencia de los usuarios de Galileo.

El Centro Europeo de Servicios GNSS (GSC), ubicado en Madrid, es una parte integral de Galileo y proporciona la interfaz única entre el sistema Galileo y los usuarios de Galileo. GSC publica documentación oficial de Galileo, promueve los servicios actuales y futuros de Galileo en todo el mundo, apoya la estandarización y distribuye almanaques, efemérides y metadatos de Galileo.

El servicio de asistencia al usuario de GSC es el punto de contacto para la asistencia del usuario de Galileo. GSC responde consultas y recopila notificaciones de incidentes de los usuarios en Galileo. El servicio de asistencia está disponible continuamente para todos los usuarios de Galileo en todo el mundo a través del portal web de GSC.

GSC proporciona el estado actualizado de la constelación de Galileo e informa sobre eventos planificados y no planificados a través de Avisos para usuarios de Galileo (NAGU). GSC publica documentación de referencia de Galileo e información general sobre servicios de Galileo y descripción de señales e informes de rendimiento de Galileo.

Búsqueda y rescate

Galileo proporciona una función global de búsqueda y rescate (SAR) como parte del sistema MEOSAR. Al igual que Rusia's Glonass, los Estados Unidos' Los satélites del sistema de posicionamiento global (GPS) y algunos satélites chinos BeiDou, los satélites Galileo están equipados con un transpondedor que transmite señales de frecuencia de socorro de 406 MHz desde balizas de emergencia mediante un servicio de enlace directo (FLS) al centro de coordinación de salvamento, que luego iniciará una operación de rescate. Después de recibir una señal de baliza de emergencia, el sistema SAR de Galileo envía una señal, el mensaje de enlace de retorno (RLM), a la baliza de emergencia, informando a la(s) persona(s) en peligro que la baliza activada ha sido activada. detectado y la ayuda está en camino. Esta función de mensaje de respuesta es nueva en una constelación de satélites y se considera una mejora importante en comparación con el sistema Cospas-Sarsat existente, que hasta ese momento no proporcionaba información al usuario. Las pruebas realizadas en febrero de 2014 encontraron que para la función de búsqueda y rescate de Galileo, que opera como parte del Programa Internacional Cospas-Sarsat existente, el 77% de las ubicaciones de emergencia simuladas se pueden identificar dentro de los 2 kilómetros (1,2 mi) y el 95% dentro de 5 kilómetros (3,1 millas). El servicio de enlace de retorno (RLS) de Galileo se puso en marcha en enero de 2020 para todas las balizas de emergencia compatibles con RLS.

Constelación

Bancos de prueba de satélites Galileo: GIOVE

GIOVE-A fue lanzado con éxito el 28 de diciembre de 2005.

En 2004, el proyecto Galileo System Test Bed Version 1 (GSTB-V1) validó los algoritmos en tierra para la determinación de la órbita y la sincronización del tiempo (OD&TS). Este proyecto, liderado por la ESA y European Satellite Navigation Industries, ha proporcionado a la industria conocimientos fundamentales para desarrollar el segmento de misión del sistema de posicionamiento Galileo.

• GIOVE-A es el primer satélite de prueba GIOVE (Galileo In-Orbit Validation Element). Fue construido por Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL), y lanzado con éxito el 28 de diciembre de 2005 por la Agencia Espacial Europea y el Conjunto Galileo. El funcionamiento del GIOVE-A garantizó que Galileo cumplía los requisitos de asignación y reserva para la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), proceso que debía completarse para junio de 2006.
• GIOVE-B, construido por Astrium y Thales Alenia Space, tiene una carga útil más avanzada que GIOVE-A. Se lanzó con éxito el 27 de abril de 2008 a las 22:16 UTC a bordo de un cohete Soyuz-FG/Fregat proporcionado por Starsem.

SSTL planeó originalmente la construcción de un tercer satélite, GIOVE-A2, para su lanzamiento en la segunda mitad de 2008. La construcción de GIOVE-A2 finalizó debido al lanzamiento exitoso y la operación en órbita de GIOVE-B.

El segmento de la Misión GIOVE operado por European Satellite Navigation Industries usó los satélites GIOVE-A/B para proporcionar resultados experimentales basados en datos reales que se utilizarán para mitigar el riesgo de los satélites IOV que siguieron a los bancos de pruebas. La ESA organizó la red mundial de estaciones terrestres para recopilar las mediciones de GIOVE-A/B con el uso de los receptores GETR para un estudio sistemático posterior. Los receptores GETR son suministrados por Septentrio, así como los primeros receptores de navegación Galileo que se utilizarán para probar el funcionamiento del sistema en etapas posteriores de su implementación. El análisis de señales de los datos de GIOVE-A/B confirmó el funcionamiento exitoso de todas las señales de Galileo con el rendimiento de seguimiento esperado.

Satélites de validación en órbita (IOV)

Estos satélites de prueba fueron seguidos por cuatro satélites IOV Galileo que están mucho más cerca del diseño final del satélite Galileo. La función de búsqueda y rescate (SAR) también está instalada. Los dos primeros satélites se lanzaron el 21 de octubre de 2011 desde Centre Spatial Guyanais usando un lanzador Soyuz, los otros dos el 12 de octubre de 2012. Esto permite realizar pruebas de validación clave, ya que los receptores terrestres, como los de los automóviles y los teléfonos, necesitan "ver" un mínimo de cuatro satélites para calcular su posición en tres dimensiones. Esos 4 satélites IOV Galileo fueron construidos por Astrium GmbH y Thales Alenia Space. El 12 de marzo de 2013, se realizó una primera corrección utilizando esos cuatro satélites IOV. Una vez que se haya completado esta fase de validación en órbita (IOV), los satélites restantes se instalarán para alcanzar la capacidad operativa completa.

Satélites de capacidad operativa total (FOC)

Modelo de un satélite Galileo FOC, presentado en el ILA 2018

FOC Lote 1

El 7 de enero de 2010, se anunció que el contrato para construir los primeros 14 satélites FOC se adjudicó a OHB System y para la carga útil de navegación a Surrey Satellite Technology Limited (SSTL). El primer lote de satélites Galileo de primera generación conocido como "Batch-1" consiste en los satélites Galileo-FOC FM1 a Galileo-FOC FM14. Se construyeron catorce satélites a un costo de 566 millones de euros (510 millones de libras esterlinas; 811 millones de dólares estadounidenses). Arianespace lanzará los satélites por un coste de 397 millones de euros (358 millones de libras esterlinas; 569 millones de dólares estadounidenses). La Comisión Europea también anunció que el contrato de 85 millones de euros para el soporte del sistema que cubre los servicios industriales requeridos por la ESA para la integración y validación del sistema Galileo se había adjudicado a Thales Alenia Space. Thales Alenia Space subcontrata las actuaciones a Astrium GmbH y la seguridad a Thales Communications.

FOC Lote 2

En febrero de 2012, se adjudicó un pedido adicional de 8 satélites FOC a OHB Systems por 250 millones de euros (327 millones de dólares estadounidenses), tras superar la oferta de EADS Astrium. El segundo lote de satélites Galileo de primera generación conocido como "Batch-2" consiste en los satélites Galileo-FOC FM15 a Galileo-FOC FM22. Con lo que el total asciende a 22 satélites FOC. Los satélites fueron construidos por OHB, con la contribución de Surrey Satellite Technology (SSTL).

FOC Lote 3

En junio y octubre de 2017, se adjudicaron dos pedidos adicionales de 8 y 4 satélites FOC a OHB Systems por 324 millones de euros y 157,75 millones de euros. Este tercer y último lote de satélites Galileo de primera generación, conocido como "Batch-3" consiste en los satélites Galileo-FOC FM23 a Galileo-FOC FM34. Los satélites están siendo construidos por OHB en Bremen, Alemania, con la contribución de Surrey Satellite Technology (SSTL) en Guildford, Reino Unido. Cuando se completa el Lote 3, el total asciende a 34 satélites FOC.

Lanzamiento de FOC

El 7 de mayo de 2014, los dos primeros satélites FOC aterrizaron en Guyana para su lanzamiento conjunto previsto para el verano. Originalmente previsto para su lanzamiento durante 2013, los problemas con las herramientas y el establecimiento de la línea de producción para el montaje provocaron un retraso de un año en la producción en serie de Satélites Galileo. Estos dos satélites (los satélites Galileo GSAT-201 y GSAT-202) se lanzaron el 22 de agosto de 2014. Los nombres de estos satélites son Doresa y Milena, en honor a niños europeos que anteriormente habían ganado un concurso de dibujo. El 23 de agosto de 2014, el proveedor de servicios de lanzamiento Arianespace anunció que el vuelo VS09 experimentó una anomalía y los satélites fueron inyectados en una órbita incorrecta. Terminaron en órbitas elípticas y, por lo tanto, no pudieron usarse para la navegación. Sin embargo, más tarde fue posible usarlos para realizar un experimento de física, por lo que no fueron una pérdida total.

Los satélites GSAT-203 (Adam) y GSAT-204 (Anastasia) se lanzaron con éxito el 27 de marzo de 2015 desde el Centro Espacial de Guayana utilizando un lanzador Soyuz de cuatro etapas.

Los satélites GSAT-205 (Alba) y GSAT-206 (Oriana) se lanzaron con éxito el 11 de septiembre de 2015 desde el Centro Espacial de Guayana utilizando un lanzador Soyuz de cuatro etapas.

Los satélites GSAT-208 (Liene) y GSAT-209 (Andriana) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, utilizando el lanzador de cuatro etapas Soyuz el 17 de diciembre de 2015.

Los satélites GSAT-210 (Daniele) y GSAT-211 (Alizée) se lanzaron el 24 de mayo de 2016.

A partir de noviembre de 2016, el despliegue de los últimos doce satélites utilizará un lanzador Ariane 5 modificado, denominado Ariane 5 ES, capaz de poner en órbita cuatro satélites Galileo por lanzamiento.

Los satélites GSAT-207 (Antonianna), GSAT-212 (Lisa), GSAT-213 (Kimberley) y GSAT-214 (Tijmen) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, el 17 de noviembre de 2016 en un Ariane 5 ES.

El 15 de diciembre de 2016, Galileo comenzó a ofrecer capacidad operativa inicial (IOC). Los servicios que se ofrecen actualmente son Servicio Abierto, Servicio Público Regulado y Servicio de Búsqueda y Salvamento.

Los primeros satélites Batch-2 GSAT-215 (Nicole), GSAT-216 (Zofia), GSAT-217 (Alexandre), GSAT-218 (Irina) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, el 12 de diciembre de 2017 el un Ariane 5 ES.

Los satélites GSAT-219 (Tara), GSAT-220 (Samuel), GSAT-221 (Anna) y GSAT-222 (Ellen) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, el 25 de julio de 2018 en un Ariane 5 ES.

Los primeros satélites Batch-3 GSAT-223 (Nikolina) y GSAT-224 (Shriya) se lanzaron con éxito desde Kourou, Guayana Francesa, el 5 de diciembre de 2021 en un lanzador Soyuz de cuatro etapas.

Shriya se unió con éxito a la constelación el 29 de agosto de 2022.

Satélites de segunda generación (G2G)

A partir de 2014, la ESA y sus socios de la industria comenzaron estudios sobre los satélites Galileo de segunda generación (G2G), que se presentarán a la CE para el período de lanzamiento de finales de la década de 2020. Una idea es emplear propulsión eléctrica, lo que eliminaría la necesidad de una etapa superior durante el lanzamiento y permitiría insertar satélites de un solo lote en más de un plano orbital. Se espera que los satélites de nueva generación estén disponibles para 2025 y sirvan para aumentar la red existente. El 20 de enero de 2021, la Comisión Europea anunció que había adjudicado un contrato de 1.470 millones de euros a Thales Alenia Space (TAS) y Airbus Defence and Space para 6 naves espaciales de cada fabricante. La firma de los contratos con Thales Alenia Space y Airbus Defence and Space, prevista para el 29 de enero de 2021, fue suspendida por el Tribunal de Justicia Europeo tras una protesta presentada por OHB SE, el postor perdedor. La protesta de la OHB ante el Tribunal General del TJCE se basa en "acusaciones de robo de secretos comerciales" y busca tanto la suspensión de las firmas del contrato como la cancelación de la adjudicación del contrato. En mayo de 2021, la ESA informó que firmó los contratos para diseñar y construir el primer lote de satélites Galileo de segunda generación (G2G) con Thales Alenia Space y Airbus Defence and Space. Los 12 satélites G2G contarán con propulsión eléctrica, señales y capacidades de navegación mejoradas, enlaces entre satélites y reconfigurabilidad en el espacio.

Aplicaciones e impacto

Proyectos de ciencia usando Galileo

En julio de 2006, un consorcio internacional de universidades e instituciones de investigación se embarcó en un estudio de las posibles aplicaciones científicas de la constelación de Galileo. Este proyecto, denominado GEO6, es un amplio estudio orientado a la comunidad científica en general, con el objetivo de definir e implementar nuevas aplicaciones de Galileo.

Entre los diversos usuarios de GNSS identificados por la Empresa Común Galileo, el proyecto GEO6 se dirige a la Comunidad de Usuarios Científicos (UC). El proyecto GEO6 tiene como objetivo fomentar posibles aplicaciones novedosas dentro de las UC científicas de las señales GNSS, y en particular de Galileo.

El proyecto AGILE es un proyecto financiado por la UE dedicado al estudio de los aspectos técnicos y comerciales de los servicios basados en la ubicación (LBS). Incluye análisis técnico de los beneficios aportados por Galileo (y EGNOS) y estudia la hibridación de Galileo con otras tecnologías de posicionamiento (basadas en red, WLAN, etc.). Dentro de estos proyectos, se implementaron y demostraron algunos prototipos piloto.

Sobre la base del número potencial de usuarios, los ingresos potenciales para Galileo Operating Company o Concesionary (GOC), la relevancia internacional y el nivel de innovación, el consorcio seleccionará un conjunto de aplicaciones prioritarias (PA) y las desarrollará dentro de el marco temporal del mismo proyecto.

Estas aplicaciones ayudarán a aumentar y optimizar el uso de los servicios de EGNOS y las oportunidades que ofrece Galileo Signal Test-Bed (GSTB-V2) y la fase Galileo (IOV).

Todos los satélites Galileo están equipados con conjuntos de retrorreflectores láser que les permiten ser rastreados por las estaciones del Servicio Internacional de Telemetría Láser. El láser satelital de alcance a los satélites Galileo se utiliza para la validación de las órbitas de los satélites, la determinación de los parámetros de rotación de la Tierra y para las soluciones combinadas que incorporan observaciones láser y de microondas.

Receptores

Samsung Galaxy S8+ smartphones que reciben Galileo y otras señales GNSS

Todos los principales chips receptores GNSS son compatibles con Galileo y cientos de dispositivos de usuarios finales son compatibles con Galileo. Los primeros dispositivos Android compatibles con GNSS de doble frecuencia, que rastrean más de una señal de radio de cada satélite, frecuencias E1 y E5a para Galileo, fueron la línea Huawei Mate 20, Xiaomi Mi 8, Xiaomi Mi 9 y Xiaomi Mi MIX 3 A partir de julio de 2019, había más de 140 teléfonos inteligentes habilitados para Galileo en el mercado, de los cuales 9 estaban habilitados para doble frecuencia. En el sitio web de la UE se actualiza con frecuencia una extensa lista de dispositivos habilitados, para diversos usos, en tierra, mar y aire. El 24 de diciembre de 2018, la Comisión Europea aprobó un mandato para que todos los nuevos teléfonos inteligentes implementaran Galileo para compatibilidad con E112.

A partir del 1 de abril de 2018, todos los vehículos nuevos vendidos en Europa deben ser compatibles con eCall, un sistema automático de respuesta de emergencia que marca el 112 y transmite los datos de ubicación de Galileo en caso de accidente.

Hasta finales de 2018, Galileo no estaba autorizado para su uso en los Estados Unidos y, como consecuencia, solo funcionaba de forma variable en dispositivos que podían recibir señales de Galileo, dentro del territorio de los Estados Unidos. La posición de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) al respecto fue (y sigue siendo) que los receptores de sistemas de radionavegación por satélite (RNSS) que no sean GPS deben recibir una licencia para recibir dichas señales. La UE solicitó una exención de este requisito para Galileo y la presentó en 2015, y el 6 de enero de 2017 se solicitó un comentario público sobre el asunto. El 15 de noviembre de 2018, la FCC otorgó la exención solicitada, permitiendo explícitamente que los dispositivos de consumidores no federales accedan a las frecuencias E1 y E5 de Galileo. Sin embargo, la mayoría de los dispositivos, incluidos los teléfonos inteligentes, aún requieren actualizaciones del sistema operativo o actualizaciones similares para permitir el uso de las señales de Galileo dentro de los Estados Unidos.

Monedas

Austrian €25 European Satellite Navigation monedas conmemorativas, volver

El proyecto europeo de navegación por satélite fue seleccionado como motivo principal de un proyecto de colección de gran valor. moneda: la moneda conmemorativa de Austrian European Satellite Navigation, acuñada el 1 de marzo de 2006. La moneda tiene un anillo de plata y una "píldora" de niobio de color marrón dorado. En el reverso, la porción de niobio representa satélites de navegación que orbitan alrededor de la Tierra. El anillo muestra diferentes modos de transporte, para los que se desarrolló la navegación por satélite: un avión, un coche, un camión, un tren y un portacontenedores.