En diciembre pasado, el sistema de satélites GPS europeo comenzó a funcionar (Sistema de Posicionamiento Global) Galileo.
Il sistema de Posicionamiento Global surge de la necesidad de un sistema flexible que también se pueda usar en áreas sin asistencia de navegación, que también ofrecían amplias aplicaciones militares. Estos requisitos llevaron, durante la Guerra Fría, a las dos superpotencias a lanzar programas paralelos que luego llegarían en los años 90 a los sistemas GPS y GLONASS.
El GPS estadounidense, desarrollado y controlado por el Departamento de Defensa, comenzó a funcionar en el 1993 con un aparato de satélites 24 colocados en órbitas circulares a 20.000 km de altura.
El GLONASS soviético también preveía una conformación similar a la estadounidense, con los satélites 24 en tres planos orbitales en 19.000 km. Sin embargo, los problemas financieros derivados del colapso de la Unión Soviética llevaron a una drástica reducción del programa, con solo la mitad de los satélites. Y sin aplicaciones en el ámbito civil.
El sistema estadounidense ha demostrado ser eficiente pero tiene algunas limitaciones, la más importante de las cuales están relacionadas con la precisión y la confiabilidad. De hecho, el nivel de precisión puede ser muy variable, ya que está condicionada por el tiempo y lugar y, debido a la misma configuración de los planos orbitales, el sistema deja vastas áreas no cubiertas de la tierra en latitudes más altas. En cuanto a la fiabilidad, la calidad de la señal no está garantizada, ni las advertencias alertan al usuario en caso de fallas o mal funcionamiento. Además, como se trata de un sistema esencialmente militar, en tiempos de crisis el administrador puede bloquear la señal a los usuarios civiles.
Para superar los límites técnicos y las limitaciones políticas y militares existentes, la Unión Europea, a través de la Comisión Europea, ha tomado la decisión, en estrecha colaboración con la Agencia Espacial Europea, de desarrollar su propio sistema GPS, llamado Galileo, caracterizado por mayores niveles de precisión, fiabilidad y seguridad.
El sistema europeo ofrece no solo una mayor precisión, sino también una constante, gracias a la estructura particular de su composición y a la red en tierra.
Una mejora significativa, en comparación con el GPS estadounidense, es el control de calidad de la señal SIS (Señal en el espacio), también llamada información para probar esta calidad transmitiendo los resultados a los dos principales centros de control que avisarán de algún problema a un satélite a unos segundos del fallo; una medida de seguridad no secundaria, ya que garantiza niveles muy altos de seguridad en caso de aplicaciones en transporte aéreo, marítimo y terrestre.
Entre las principales características se encuentra la interoperabilidad de Galileo con GPS y GLONASS para que el usuario pueda leer su posición proporcionada por los tres sistemas que utilizan el mismo receptor. De esta manera puede tener satélites 60 en lugar de 30. Gracias a Galileo el operador es capaz de ver Hasta los satélites 20, lo que aumenta considerablemente la precisión, así como la disponibilidad y la continuidad del servicio.
El sistema Galileo se basa en satélites 30 (27 activos y 3 en reserva) dispuestos en tres órbitas MEO (Órbita terrestre media) Circular inclinada 56 ° en el ecuador a una altura 23.616 km, con un período de alrededor de 14 horas, a fin de dar una cobertura óptima de la tierra hasta 75 latitud ° norte, que corresponde al Cabo Norte y más allá.
Se decidió utilizar una altura única para tener una uniformidad de rendimiento en términos de disponibilidad y precisión, minimizando las consecuencias en caso de fallas. Con tal disposición, existe la probabilidad de que 90% esté siempre en vista de al menos cuatro satélites, pero en muchas áreas este número aumentará de seis a ocho, lo que permite una precisión de hasta unos pocos centímetros.
Los satélites envían señales, SIS, a una red 29 GSS (Estación de sensores Galileo) distribuidos en territorios bajo control europeo. Los GSS recogen todos los datos diversos, incluida la distancia del satélite, después de lo cual se envían al OSPF (Instalación de Procesamiento de Órbita y Sincronización) que es el centro que procesa los datos orbitales.
Es importante conocer la órbita de los satélites, ya que este es uno de los parámetros que afectan el rendimiento del sistema y se basa en esta posición que el usuario determina su propia cuenta. Sin embargo, también existe el problema del tiempo para el cual los dos segmentos, espacial y terrestre, deben permanecer sincronizados. Esto es proporcionado por el PTF (Instalación precisa de tiempo) que tiene la tarea principal de definir el tiempo de referencia del sistema; hay un Tiempo del sistema Galileo que, a través de la red, ha pasado al sistema y, en particular, al OSPF mencionado anteriormente que, además de llevar a cabo la determinación orbital, también define los algoritmos para sincronizar los relojes. Este sistema permite enviar mensajes sobre posibles comportamientos anómalos que conducen a desviaciones de la posición por encima de las tolerancias permitidas.
Esta información se envía a otra instalación que es el IPF (Planta de procesamiento de integridad) que procesa información de integridad. Este último es uno de los elementos clave que diferencian Galileo desde el GPS. La integridad es la capacidad del sistema de autodiagnóstico, básicamente para identificar una falla y luego alertar en tiempo real (las últimas especificaciones requieren dentro de 6 segundos) para cualquier usuario.
Luego, el GSS recopila los datos observables que provienen de la constelación; Envíelos al OSPF, que en un solo proceso realiza la determinación de los datos orbitales y la sincronización horaria, y al IPF que determina la integridad.
En este punto, los datos procesados por estas dos instalaciones van a la MCF (Facilidad de Control de la Misión) cuya tarea es administrar toda la misión como un centro de monitoreo y control en línea (con MSF - Facilidad de Apoyo a la Misión) y planificación de misiones. El MCF, basado en estos datos, a través de FGM (Instalación de generación de mensajes) crea la base del mensaje de navegación destinado al usuario a través del ULS (Estación de enlace ascendente) que son 10, distribuidos de manera apropiada en el territorio, que envían el mensaje al satélite en la banda C.
El satélite recibe el mensaje de que, esencialmente, la computadora de a bordo agrega tiempo, la transforma en radiofrecuencia y la irradia en beneficio del usuario, cerrando el ciclo.
La operación de Galileo Tiene una serie de intereses relevantes también en el sector militar. La garantía de señales confiables facilitará el uso de sistemas de aterrizaje automático, tanto en aeronaves como en UAV, que es la navegación automática para unidades navales (entrada-salida desde puertos, posicionamiento para amarres, navegación en aguas restringidas, conducción) de vehículos mineros), así como el desarrollo de logística robótica, con vehículos que siguen unidades de combate a través de rutas preestablecidas.
¿Problemas para Galileo?
Diez relojes atómicos a bordo del sistema GPS Galileo han registrado mal funcionamiento.
Según Jan Woerner, director de la Agencia Espacial Europea, el problema ha afectado a relojes atómicos de diferentes tipos en plataformas satelitales de dos fabricantes distintos.
Los satélites utilizan relojes atómicos para compensar el retraso de unos pocos microsegundos por día que existe entre la Tierra y su altitud orbital y, por lo tanto, proporcionan coordenadas lo más precisas posible. Los satélites de Galileo tienen cuatro relojes atómicos a bordo, de dos tipos diferentes, pero solo necesitan uno para detectar correctamente la posición.
En particular, dos relojes de máser de hidrógeno pasivo PHM están montados a bordo de los satélites Galileo (Pasivo Maser de Hidrógeno), los principales, y dos de rubidio, de reserva.
Los PHM son producidos por el Leonardo italiano (a través del antiguo SelexES) en colaboración con la compañía suiza. SpectraTime, perteneciente al grupo Orolia. De acuerdo con Leonardo, el PHM de Galileo tiene una precisión diaria superior a 1 nanosegundo y es el más preciso entre los que operan en la órbita terrestre. Spectratime, junto con Airbus Deutschland, también se ocupa del suministro de relojes de rubidio.
De los diez relojes atómicos que han experimentado problemas, siete son del tipo PHM y tres de rubidio.. A continuación, un reloj PHM reanudó su funcionamiento, dejando los instrumentos fuera de servicio a las nueve.
Según una investigación inicial de la ESA, la raíz del problema no debe buscarse en el reloj en sí, sino en la circuitería periférica o en algún otro componente secundario que, en determinadas condiciones, tiende a provocar el fallo. "No pudimos replicar los fallos durante nuestras pruebas en tierra, pero todas las unidades involucradas aprobaron los textos de calificación y validaciónJavier Benedicto también explicó, jefe del departamento de la ESA. Básicamente, según la agencia, podría haber una circunstancia particular, incluida la ambiental, que resalte el problema.
Dada la redundancia del sistema, con hasta tres instrumentos plan de apoyoEn este momento, la funcionalidad de Galileo no está comprometida y, como explicó Benedicto.
(foto: Agencia Espacial Europea)
