Trabajo UA5 - Jorge Martin

Comunicaciones Mviles UA5

TRABAJO DE INVESTIGACION: SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL EUROPEO GALILEO

Autor: Jorge Martn

1


Contenido1. Galileo: El nuevo sistema europeo de navegacin ............................................................... 3 1.1. 1.2. 1.3. Qu es Galileo? ............................................................................................................ 3 Breve Historia ................................................................................................................ 3 Composicin del sistema............................................................................................... 4 Segmento Espacial................................................................................................. 4 Segmento de Control ............................................................................................ 5 Comparativa de GPS, GLONASS y Galileo .............................................................. 6

1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.4.

Aspectos tcnicos .......................................................................................................... 8 Definicion del interfaz ........................................................................................... 8 Estructura de la seal de Navegacin ................................................................... 9 Plan de frecuencias ............................................................................................. 10

1.4.1. 1.4.2. 1.4.3. 2.

Opinin sobre el proyecto Galileo....................................................................................... 11 2.1. 2.2. Se debe construir Galileo existiendo GPS? ................................................................ 11 Crees que triunfara Galileo en el mercado?.............................................................. 12

3.

Bibliografia .......................................................................................................................... 13

2


1. Galileo: El nuevo sistema europeo de navegacin1.1.Qu es Galileo?Galileo es la respuesta europea al nuevo panorama internacional de global navigation satellite system (GNSS), constituye el primero de los llamados GNSS-2, y se espera que genere multitud de beneficios econmicos y puestos de trabajo en la Unin Europea. Galileo se ha planteado como un sistema que permita ser independiente a Europa del GPS y el GLONASS, pero que sea complementario a ambos y que permita la interoperabilidad con stos. Cuando el proyecto est completado se dispondr de 30 nuevos satlites que conjuntamente con GPS y GLONASS permitir obtener un posicionamiento muy preciso. El escenario de Galileo es particularmente interesante porque implica a diferentes pases que han buscado la forma de actuar conjuntamente para desarrollar el nuevo sistema.

1.2.Breve HistoriaEl programa Galileo es una iniciativa conjunta de la Comisin Europea conjuntamente con la Agencia Espacial Europea, en la que han participado multitud de empresas de distintos pases de la Unin Europea a los que se ha realizado concesiones para distintas partes del proyecto. El proyecto Galileo se desarrolla actualmente en tres fases definidas por la Direccin General de Energa y Transportes de la Comisin Europea. Estas fases que aqu se presentan fueron definidas al inicio del proyecto, pero han sufrido modificaciones ya que el desarrollo del sistema se ha ido retrasando por el desacuerdo entre los pases. Definicin del sistema (1999-2002) Desarrollo del sistema (2002-2013*) Funcionamiento y explotacin comercial del mismo (2013*-en adelante) *Fecha inicial prevista

Segn ltimas fuentes consultadas galileo no estar disponible por falta de fondos hasta el ao 2020, este ao 2011 y siguiendo el nuevo programa previsto, se pondrn en rbita dos satlites de los 27 totales que ha de tener el sistema de posicionamiento. Se prev que en cuatro aos ms estn en rbita un total de 18 satlites, de forma que estar a punto la primera configuracin operativa. Entre los ltimos acuerdos de la Comisin Europea figura el tema de Galileo. Al respecto se inform el pasado enero que se invertirn un total de 1.900 millones de euros ms de lo presupuestado al principio, en 1999, el coste se estim en algo menos de 3.000 millones de euros, y ms tarde se ha incrementado repetidamente, de modo que el coste total sera de unos 7.000 millones de euros con el fin de que el proyecto se culmine segn el ltimo plazo previsto 3


1.3. Composicin del sistemaGalileo se compone de tres segmentos al igual que el GPS y GLONASS. Aunque todava no estn completos, vamos a describir los hitos alcanzados y la planificacin de cada uno.

Composicin del sistema Galileo En la figura podemos observar en detalle los componentes planificados por la ESA para el proyecto Galileo. Estos son: Componentes Globales: son el ncleo del sistema Galileo, consiste en los satlites (tanto de navegacin como de comunicacin), centros de misin y decontrol. Componentes regionales: comprender los conocidos como External Region Integrity Systems (ERIS), situados fuera de la Unin Europea, implementados y operados por organizaciones de pases o grupos de pases, que se encargarn de monitorizar la integridad de los servicios de Galileo. Componentes locales: desarrollados para mejorar las prestaciones de Galileo en aquellas zonas donde la seal no puede ser recibida. Sern desarrolladas por proveedores de servicios. Segmento usuario: recibe las seales de los satlites para distintas aplicaciones.

1.3.1. Segmento Espacial

El segmento planificado de Galileo constar de 30 satlites, distribuidos en tres planos de los cuales 3 sern de repuesto. Estarn situados a una altura de 23.222 km, con una inclinacin de 4


56 sobre el ecuador, tardando 14 horas en completar una rbita a la Tierra, de tal forma que cada 24 horas se repita la constelacin, que posee adems simetra esfrica. Dicho segmento adems ser interoperable con el GPS americano y el GLONASS ruso, y podrn verse al menos 4 satlites en cualquier parte del planeta con un 90% de probabilidad, si bien en la mayor parte de las zonas del planeta entre 6 y 8 satlites sern visibles.

Constelacin Galileo

1.3.2. Segmento de Control

Como se ha explicado antes el sistema Galileo cuenta con una serie de elementos que poseen distintas funciones, elementos globales, regionales y locales explicados anteriormente. Componente global En cuanto al segmento de control el componente global de Galileo comprende dos estaciones maestras GCC que llevan a cabo funciones de control y de misin con dos segmentos dedicados en exclusiva a cada una de estas funciones:

Ground Control Segment (GCS): red de cinco estaciones TT&C distribuidas por todo el mundo que prestarn el servicio necesario a los GCC para que puedan llevar a cabo sus funciones de control.

5


Los dos GCC son los encargados de administrar los satlites y su mantenimiento en rbita. Se comunicarn con cada satlite de manera regular y programada, para ello cada estacin cuenta con una antena de 13 metros capaz de operar en la banda de 2 GHz. Son el equivalente a la MCS de GPS. Galileo Mission Segment (GMS): formada por una red global de 30 estaciones, Galileo Sensor Stations (GSS), encargadas de monitorizar las seales emitidas por los satlites. Las GSS se encargarn de dos funciones; determinar la rbita y sincronizacin temporal de los satlites (OD&TS), y monitorizar la integridad de la seal emitida por los satlites, retransmitiendo dicha informacin a satlites multidifusin que enviarn la informacin de integridad de la seal al segmento usuario.

1.3.3. Comparativa de GPS, GLONASS y Galileo

Vamos a ver las diferencias en cuanto a composicin y servicios de los tres sistemas. Vamos a ver las diferencias de sus segmentos y de los servicios que prestan a los usuarios de forma gratuita. Comparativa del segmento espacial

En el segmento espacial podemos apreciar diferencias en: Planos orbitales: mientras que el GPS tiene seis planos con el fin de que al menos seis satlites sean visibles en cada punto del planeta, GLONASS y Galileo distribuyen sus satlites en tres planos. GLONASS est diseado adems para que no pase por el ecuador ms de un satlite al mismo tiempo. Perodo: los satlites GPS recorren dos orbitas completas cada da sidreo por lo que pasan el mismo punto una vez al da. Los satlites Galileo estn diseados sin embargo con un perodo mayor para lograr la simetra esfrica desde cualquier parte de la Tierra.

6


Altitud: para que los tres sistemas puedan coexistir, deben encontrarse a distintas alturas de tal forma que puedan completar sus constelaciones sin problemas con los otros dos sistemas.

Comparativa segmento de control

El segmento de control es muy similar en todos los sistemas, con una estacin maestra y estaciones de monitorizacin repartidas por un amplio territorio geogrfico, as como antenas de tierra que transmiten informacin a los satlites. En los tres sistemas se prev ampliar este segmento aadiendo ms estaciones de monitorizacin y antenas de tierra. Comparativa de Prestaciones

Las prestaciones de uso civil de los tres sistemas son muy similares, vindose claramente mejoradas cuando se emplean sistemas de aumento. A priori Galileo ofrece mejores prestaciones debido al empleo de dos canales de frecuencia, pero esto se igualar con los

7


planes de renovacin de GPS y GLONASS que tambin aadirn ms frecuencias de transmisin a sus sistemas.

1.4. Aspectos tcnicos1.4.1. Definicion del interfaz

El interfaz de Galileo define cuatro radioenlaces a travs de los cuales establece sus servicios. Dichos enlaces se conocen como E1-L1, E5 (que se divide en E5a y E5b) y E6. Cada enlace est dividido en sub-bandas (E5a, E5b, E6-A, E6-B, E6-C, E1-A, E1- B, E1-C). Por cada sub-banda del enlace se transmiten una o ms seales que prestan los distintos servicios.

Definicin del interfaz de Galileo

8


1.4.2. Estructura de la seal de Navegacin

Estructura de la seal de navegacin Seal E1: es una seal de acceso abierto que comprende un canal dedicado a datos y otro a la portadora (L1-B y L1-C respectivamente). Se compone de cdigos PRN y un mensaje de navegacin (I/Nav) no encriptados a los que pueden acceder todos los usuarios. Contiene mensajes de integridad no encriptados, as como datos comerciales encriptados. Su tasa de datos es de 125 bps. La seal E1ofrece los servicios OS, CS y SoL. Seal LP1: es una seal de acceso restringido que se transmite por el canal L1- A. Tanto los cdigos PRN como el mensaje de navegacin, que se conoce como G/Nav estn encriptados y prestan servicios gubernamentales. Seal E6: es una seal de tipo comercial que posee dos canales, uno de datos y otro de portadora (E6-B, E6-C). Sus cdigos de posicionamiento y el mensaje de navegacin estn encriptados mediante un algoritmo comercial. Su mensaje de navegacin es el C/Nav. Su tasa de datos es de 500 bps. Se usa para CS. Seal E6P: es una seal de acceso restringido que se transmite por el canal E6- A. Sus cdigos PRN y el mensaje de navegacin estn encriptados mediante un algoritmo gubernamental. El mensaje de navegacin es del tipo G/Nav. Seal E5a: es la seal de servicio abierto que se ofrece por la banda E5 e incluye los canales de informacin y portadora (E5b-I y E5b-Q). Sus cdigos de posicionamiento y su mensaje de navegacin (F/Nav) no estn encriptados. Provee de informacin bsica de apoyo a la funcin de navegacin y funcin de tiempo. Se usa para OS y su tasa es de 25 bps. Seal E5b: es una seal de acceso abierto que comprende un canal dedicado a datos y otro a la portadora (E5b-I y E5b-Q respectivamente). Se compone de cdigos PRN no encriptados y un mensaje (I/Nav) de navegacin a los que pueden acceder todos los 9


usuarios. Contiene mensajes de integridad no encriptado y datos comerciales encriptados. Ofrece CS, OS y servicio SoL. 1.4.3. Plan de frecuencias

Plan de frecuencias Galileo La distribucin de frecuencias del sistema Galileo se ha realizado como se ha visto antes en tres bandas (cuatro si consideramos E5a y E5b por separado). Todas comparten el espectro con los otros dos RNSS, GPS y GLONNAS, mientras que dos de ellas, E5 y L1 comparten el espectro con los servicios ARNS usados en aviacin civil, lo que permite el uso de Galileo para aplicaciones de seguridad crticas. La frecuencia central de cada enlace as como el ancho de banda en recepcin se define en la Tabla de arriba. Todos los anchos de banda as como las frecuencias de portadora se han diseado como mltiplos de f 0 =1.023MHz.

10


2. Opinin sobre el proyecto GalileoEl proyecto Galileo responde a las necesidades de un nuevo GNSS para Europa, que la dote de independencia del GPS y que garantice nuevos servicios y beneficios para el conjunto de la sociedad. Alguna de las razones por las que se acomete el proyecto son: Estratgicas: Evitar la dependencia de la Unin Europea frente a sistemas de terceros pases que podran dejar de emitir seales arbitrariamente. Un sistema de navegacin global propio aumentara la fiabilidad y seguridad y metera a Europa como un actor competitivo en el sector de los sistemas de navegacin por satlite. Comerciales: En los ltimos aos el sector de la navegacin por satlite ha crecido espectacularmente, la creacin de un sistema Europeo nos permitira situarnos de manera competitiva en el mercado. Econmicos: la participacin por parte de empresas europeas repercutir beneficiosamente para stas.

Galileo ser un impulsor importante de la economa de la UE y que se espera que reporte mltiples beneficios econmicos y sociales.

2.1.Se debe construir Galileo existiendo GPS?Principales razones por las que Europa debe construir el sistema Galileo: Europa debe ser un actor de peso en el panorama internacional a la hora de tomar decisiones referentes a esta tecnologa, en cuanto a regulacin internacional, ya sea a travs de la International Telecommunication Union (ITU), o prestaciones de servicios, as como convenios con distintos pases. Europa debe ser independiente de otros sistemas como el GPS. La importancia de esta tecnologa que proveer de multitud de servicios y aplicaciones en un futuro, hace necesario el desarrollo de un sistema propio que evite que las prestaciones de stos estn comprometidas por la dependencia de terceros. Galileo garantiza independencia poltica, respecto de otros pases propietarios de GNSS, a la UE. Galileo dar un impulso econmico a los pases de la UE, fomentando la creacin de empresas y puestos de trabajo. Galileo ayudar a mejorar la vida de los ciudadanos mediante diversos servicios como Location-Based Service (LBS) , gestin de flotas. Por otro lado, las posibles aplicaciones tendrn un profundo impacto en diversos sectores mejorndolos positivamente: permitiendo optimizar desde la distribucin de energa en una red elctrica, a la mejora de redes de comunicaciones, la gestin ms efectiva del transporte, o la monitorizacin de recursos para su uso ms eficiente.

11


Son mltiples y muy distintas las razones que hacen que Galileo sea un sistema no slo recomendable sino necesario para el futuro de la UE.

2.2.Crees que triunfara Galileo en el mercado?Segn estudios publicados se espera que en 2020 el mercado de receptores sea de unos 3000 millones, y que especialmente en Europa haya un gran nmero de ellos. La UE con una flota de ms de 10000 barcos mercantes y 25000 empleados en las primeras compaas de Ferrys se beneficiar de la gestin del trfico, el trazado de rutas, y actividades como la pesca o la oceanografa se beneficiarn de las aplicaciones de Galileo. El sector de la aviacin con ms de 5000 aviones de pasajeros se beneficiar de los sistemas de guiado ms precisos incluso en la pista de aterrizaje. Tambin diversos sectores como el energtico, agrcola, de telecomunicaciones, o banca se beneficiarn del sistema Galileo. En base a los datos expuestos arriba es de suponer que Galileo debera tener una ms que buena acogida en el mercado, eso s, debido a los retrasos en los que est incurriendo y que sus competidores tiene planes de actualizar sus sistemas introduciendo importantes mejoras, hacindolos competitivos frente a Galileo, puede que ese xito no sea tan rotundo como el que se esperaba en los planes iniciales.

12


3. Bibliografia[1] La revista nutica - http://www.larevistanautica.com/practica/informatica-a-bordo/263galileo-el-gps-que-no-llega [2] http://www.tecnoficio.com/docs/doc13.php [3] Proyecto fin de carrera Sistema GNSS David Garcia [3] http://www.esa.int/esaNA/galileo.html

13

Documents

Trabajo UA5 - Jorge Martin