Galileo Wo stehen wir?

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1 Galileo Wo stehen wir? Galileo Mehrwert für Verkehr und Mobilität? Gmunden, 1 Oktober 2008 Dr.-Ing. Hermann Ebner European GNSS Supervisory Authority GSA Head of Technical Department 56, Rue de la Loi BE-1049 Brussels Belgium Hermann.Ebner@ec.europa.eu

2 Überblick Einführung Galileo Architektur Galileo Dienste und Leistungsparameter Galileo Implementierung Anwendungen F&E Aktivitäten (FP6 und FP7) Aktuelle Programm Planung Zusammenfassung 1

3 Motivation für Galileo Politisch - Europäische Unabhängigkeit und Souveränität - Industriepolitik Sozial - Neue und bessere Services - Verbesserungen im Bereich der Sicherheit bei Transportsystemen - Vorteile für die Umwelt Technologisch - Technologische Führungsposition für Europäische Industrie - Untersuchung von Synergien-Effekten zwischen verschiedenen Technologien Ökonomisch - Anteilen an globalen Märkten - Globale Konkurrenzfähigkeit - Beschäftigung - Effizienz der Transport Industrie 2

4 Galileo, eine EU Initiative Was ist Galileo? Integraler Bestandteil einer neuen EU Transport Infrastruktur Unter Europäischer ziviler Kontrolle Galileo ist ein Europäisches, Globales Navigations-Satelliten System (GNSS) Galileo bietet primär Positions- und Zeitinformationen auf globaler Basis mit hervorragenden Leistungsparametern Unabhängig von GPS, aber interoperabel mit GPS Vereinbarung zwischen EU und den USA im Juni 2004 über Interoperabilität und Kompatiblität zwischen GPS und GALILEO Offen für Partner Internationale Kooperation Finanzierung der Entwicklung von Galileo durch ESA und EU Finanzierung des Systems der Konstellation durch EU. 3

5 Galileo System (FOC) 30 Satelliten Konstellation Nutzer & Service Anbieter 5 TT&C Stationen 30 MEO Satelliten 10 Mission Uplink Stationen 2 Kontrollzentren Galileo Sensor Stationen 4

6 Galileo Architektur - Raumsegment WALKER Konstellation (27/3/1) 27 Satelliten in 3 Medium Earth Orbit (MEO) Bahnebenen 3 aktive Ersatz-Satelliten (ein Satellit pro Bahnebene) Kreisbahnen mit einer Bahnhöhe von km Neigung der Bahnebenen gegenüber dem Äquator 56 grad Umlaufdauer 14 h 4 min Satelliten Masse: 680 kg Verfügbare Leistung: 1600 W Dimension: 2,7x1,2x1,1 m Navigations-Nutzlast: kg/ 850 W SAR-Nutzlast: 20 kg/ 100 W Nutzlast Rakete: Ariane, Proton, Soyuz 3-Achsen Lagekontrolle 5

7 Galileo Besonderheiten Galileo ist ein ziviles System und kommerziell motiviert. Galileo liefert Informationen über die System Integrität. Dies ist ein integrales Merkmal der Galileo-Gesamtarchitektur und abdingbar für sicherheitskritische Transportanwendungen (z.b. Luftfahrt, etc.). Test Empfänger sind Bestandteil des Systems Ermöglicht die Zertifizierung von Empfängern für spezielle Applikationen. Galileo liefert eine Service Garantie für den Kommerziellen Dienst Galileo bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten, die entsprechenden Signale und Dienste so zu verwenden, dass eine Anpassung auf eine Vielzahl von Nutzerprofilen möglich ist. 6

8 Galileo Dienste Service Receiver Benefits Target user groups Availability Open Service OS Single frequency Additional satellites for better multi-system coverage (e.g., deep urban) Low end mass market (e.g., LBS, outdoor) Open Coding and modulation advances for increased sensitivity and multi-path mitigation Pilot signal for fast acquisition Double frequency As above + increased accuracy with 2 nd frequency High end mass market (e.g., car navigation, maritime) Open Commercial Service CS Double frequency Increased accuracy using additional frequencies and signals Additional features under investigation (e.g., data Professional markets (e.g., surveying, precision agriculture) Commercial basis rate capacity) Safety of Life Service SoL Single frequency (Level B) As OS + Integrity and authentication of signal Continuity and service guaranty Aviation (en route) Certified receivers Double frequency (Level A and C) As above at higher performance levels suitable for stringent dynamic conditions Aviation (A) Maritime (C) Road, Train (A) Certified receivers Public Regulated PRS Dual frequency As OS + High Continuity (in times of crisis) Law enforcement Strategic Regulated Service Improved Robustness (vs jamming, spoofing) infrastructure Search and rescue SAR Single frequency Almost instantaneous reception of emergency calls Exact positioning of emergency beacon Emergencies Certified & registered beacons 7

9 Galileo Leistungsparameter (zwei Frequenzen) Galileo Dienste Horizontale Genauigkeit (95%) Vertikale Genauigkeit (95%) Verfügbarkeit Integrität Offener Dienst 4 m 8 m > 99.8% nein Safety of Life 4 m 8 m > 99.8% ja Kommerzieller Dienst Detaillierte Anforderungen werden definiert Öffentlich geregelter Dienst 6.5 m 12 m > 99.8% ja 8

10 Galileo Implementierungsplan Galileo System Testbed V2 Initial Test Satelliten 2005 Full Operational Capability 27 (+3) Galileo Satelliten In-Orbit Validation 4 Satellites plus Bodensegment

11 GIOVE-A Testsatellit 10

12 GIOVE-B Testsatellit Giove-B wurde am 27 April 2008 vom russischen Weltraumbahnhof in Baikonur gestartet Erfolgreiche Inbetriebnahme Die erste passive Wasserstoff- Maser-Atomuhr im Weltraum MBOC Signal Premiere 11

13 Ein Blick zu EGNOS EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) ist eine satellitengestützte Augmentierung des amerikanischen GPS Systems für sicherheitskritische Anwendungen mit hervorragenden Leistungsmerkmalen. So liegt die Genauigkeit der Positionsbestimmung im Bereich von 1 m bis 2 m horizontal und 2m bis 4 m vertikal. Der offene Dienst soll im Frühjahr 2009 in Betrieb gehen, nach Abschluss der gegenwärtigen «Initial Operations Phase». Die Zertifizierung des sicherheitskritischen (Safety-of- Life) Dienstes für Luftfahrtanwendungen soll Ende 2009 abgeschlossen sein. Planungen für eine geographische Ausdehnung der Egnos Dienste sind im Gange (z.b. Nordafrika) 12

14 EGNOS System Konzept 13

15 EGNOS System Architektur Users GPS & GLONASS 3 GEO Sats 6 NLES Navigation Land Earth Stations 34 RIMS Ranging & Integrity Monitoring Stations 2 Support Facilities 4 MCC Mission Control Centers EWAN EGNOS Wide Area Network 14

16 EGNOS Verfügbarkeit (ECAC) 15

17 GPS + EGNOS + Galileo GPS GPS + EGNOS GPS + EGNOS + GALILEO Note: single frequency user, error in meters. 16

18 Galileo Internationale Aktivitäten Perspektiven Hosting der weltweiten Infrastruktur Regionale & Lokale Komponents Forschung & Technology Kompatibilität, Interoperabilität Anwendungen und Handel Standards and Zertifizierungation Galileo Zentren China Ägypten Brasilien 17

19 Galileo Anwendungen 18

20 Galileo Anwendungen Sicherheitskritisch Massenmarkt Professionell 19

21 Galileo Anwendungen - Transport Luftfahrt En-route Landeanflug Landung Seefahrt Bahn vor der Küste, im Hafen Binnenwasserwege Zugkontrolle Flottenmanagement Galileo Nutzgewinn: Integrität, Präzision, Dienstgarantie, Authentifikation Fahrzeug-Navigation Führung und Kontrolle Wegzoll Fahrerassistenzsysteme Multimodale Transporte 20

22 Galileo / EGNOS Dienste für die Luftfahrt Hauptnutzgewinn: Vertikale Führung bei Landeanflügen (APV, CAT I) Vorteile: Erhöhte Sicherheit und Kapazität APV Dienste für Landebahnen, die nicht mit ILS ausgestattet sind Backup für Landebahnen mit ILS 21

23 Galileo im Bahnbereich 22

24 Forschung und Entwicklung FP6 6th Framework Programme (6FP), [ 2002 bis 2006 ] Die 6FP Aktivitäten wurden in Form von drei dedizierten Calls strukturiert, welche die folgenden Aufgabenbereiche abdeckten Applikationen Technologie (Empfänger/End User Equipment) Standardisierung, Zertifizierung Internationale Aktivitäten Mission- and System Evolution Support Aktivitäten Einführung der Dienste Marktentwicklung Budget für 6FP GNSS R&D (alle Calls) ~ 110M 23

25 Forschung und Entwicklung FP7 7th Framework Programme (7FP) [2007 bis 2013] Die 7FP Aktivitäten für GNSS wurden in vier grundsätzliche Aufgabengebiete aufgeteilt Applikationen Standartisierung, Zertifizatierung, Tools, Testumgebungen Navigationsempfänger und Kerntechnologien Unterstützung der Infrastruktur und Weiterentwicklung des Systems Budget für 7FP GNSS R&D ursprünglich 350M für 7 Jahre, wird aber im Rahmen der Reorganisation des Galileo Programms neu definiert 1st Call in November 2007, 40M (davon 15M für die Zertifizierung von EGNOS) 2nd Call voraussichtlich in 1. Hälfte Dezember 2008, 40M 24

26 Spezifische Unterstützung für KMU im 6FP und 7FP für GNSS Durch einen speziellen Call für KMU (und Forschungsinstitute) wurden im 6FP 32 Projekte im Gesamtumfang von 9 M finanziert 33 % des Galileo F&E Budgets (110 M ) wurden in 6FP KMU zugewiesen Im 7FP sind KMU ebenfalls bedeutende Unterstützungen vorgesehen. So stehen alleine im 1. Call etwa 10 % des Budgets für spezifische KMU Projekte zur Verfügung. 25

27 Planung 1) EGNOS Regional Infrastructure & Services EGNOS Programme phases Service provision, extensions, and replenishments IOP phase Definition phase ) Galileo Global Infrastructure & Services Galileo Programme phases Definition phase IOV phase Deployment phase Exploitation phase

28 Galileo Zusammenfassung Galileo ist ein wichtiges, strategisches Element der Europäischen Infrastruktur Galileo wird eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten bieten, die darauf abzielen, eine Verbesserung der vorhandenen Leistungsparameter für die globale Ortung, Navigation und Zeitbestimmung zu ermöglichen Dies wiederum eröffnet eine Vielzahl von Anwendungen und die Erschliessung neuer Märkte Die Sicherung der Konkurrenzfähigkeit von Galileo im Kontext von geplanten globalen und/oder regionalen Satelliten Navigations Systemen wird sowohl durch die technischen, also auch durch die strategischen Elemente von Galileo gewährleistet. 27