Visi gerai žinome, kad GPS (Global Positioning System) - palydovinė radijo navigacinė sistema, kurią valdo JAV Gynybos departamentas. Kai kurie žino ir tai, kad GLONASS (Globalnaja Navigacionaja Sputnikovaja Sistema) - Rusijos kariškių kontroliuojama palydovinė radijo navigacinė sistema. Tačiau yra tik labai nedaug žinančių, kad šiuo metu yra kuriama dar viena palydovinė radijo navigacinė sistema, pavadinta GALILEO vardu, kuri priklausys Europos Sąjungai ir bus valdoma civilinių institucijų.

Kodėl Europai reikia GALILEO?

   Palydovinių radijo navigacinių sistemų, sutrumpintai vadinamu GNSS (Global Navigation Satellite System), veikimas pagrįstas sinchroniniu signalų perdavimu iš Žemės orbitose skriejančių palydovų. Šie signalai su tam tikra neapibrėžtimi yra sinchronizuoti su Pasaulinio Koordinuotojo Laiko Skale UTC (Universal Time Coordinated). Bankai, ryšių ir elektros perdavimo tinklai, pasinaudodami šiais tikslaus laiko signalais, sinchronizuoja savo duomenų perdavimo sistemas bei kitus svarbius sinchroniškai veikiančius įrenginius. Šiuo metu visi Europos ūkio subjektai naudojasi vienos iš dviejų kariškių kontroliuojamų sistemų - GPS arba GLONASS - paslaugomis, o tai reiškia, kad Europos bendrijos valstybių saugumas nėra deramai užtikrinamas.

   Kita vertus, dėl naujų technologijų raidos kyla vis griežtesni reikalavimai, nustatant objektų padėtis ir greičius. Šiandien galima sakyti, kad susiformavo atskiras ekonomikos sektorius, tiesiogiai susijęs su radijo navigacinėmis sistemomis. Šis kasdien besiplečiantis ekonomikos sektorius lemia, kad Europos ūkio subjektai, susiję su radijo navigacinėmis sistemomis, atsiduria vis didesnėje GPS ar GLONASS sistemų malonėje.

   Palydovinės radijo navigacinės sistemos yra puikus naujausių technologijų panaudojimo pavyzdys, o valstybės, sukūrusios ir naudojančios šias sistemas, ne tik sustiprina savo karinį potencialą, bet ir sukuria puikias galimybes savo šalies mokslo ir technologijų vystymuisi.

   Europos Parlamentas ir Taryba, suprasdami, kad Europos valstybės šioje srityje atsilieka nuo JAV ir Rusijos, 1996 metais įtraukė padėties nustatymo ir navigacijos sistemų sukūrimo projektus į Transeuropinio transporto tinklo sukūrimo planą. 1999 m. vasario 10 d. buvo pristatytas palydovinės radijo navigacinės sistemos, pavadintos GALILEO vardu, sukūrimo planas. Pagal šį planą GALILEO sistemos kūrimas suskirstytas į keturias fazes: apibrėžimo (definition) fazė - iki 2000 m.; parengimo ir suderinimo (development and validation) fazė - iki 2005 m.; išskleidimo (deployment) fazė - iki 2007 m. ir veikimo (operational) fazė - nuo 2008 m.

GALILEO paskirtis ir paslaugos

   Europos Parlamento ir Europos Komisijos dokumentuose pabrėžiama, kad GALILEO sistema pirmiausia yra skirta civilių vartotojų poreikiams tenkinti ir bus valdoma tik civilinių institucijų. Kaip jau buvo minėta, GALILEO sistema yra Transeuropinio transporto tinklo sukūrimo plano dalis. Tas nusako pagrindinę GALILEO sistemos paskirtį - visų rūšių transporto sistemų tobulinimą ir plėtrą.

   GALILEO apibrėžimo fazėje buvo surengti forumai, kuriuose nagrinėti klausimai, skirti įvairioms taikymo sritims - aviacijai, geležinkelių, jūros ir antžeminiam transportui, gelbėjimo operacijoms, moksliniams tyrimams bei laiko parametrų perdavimui. Kiekviename forume dalyvavo daugiau negu po 50 ekspertų iš Europos valstybių, prisidėjusių prie GALILEO programos. Šių forumų dėka buvo detalizuotas GALILEO teikiamų paslaugų spektras bei užmegzti ryšiai su potencialiais įrangos gamintojais. Ypač daug dėmesio skirta priėmimo įrangos (GALILEO imtuvams) gamintojams, kurie šiame ekonomikos sektoriuje turėtų sudaryti didžiausią dalį.

   Kuriant GALILEO sistemą, ypatingas dėmesys skiriamas jos tinkamumui organizuoti paieškos ir gelbėjimo operacijas. Šiuo metu veikia visą Žemės rutulį apimanti Tarptautinė gelbėjimo ir paieškos sistema COSPAS-SARSAT, kurios konvenciją yra pasirašiusios Prancūzija, Kanada, JAV ir Rusija. COSPAS-SARSAT sistemos dalyvės aktyviai bendrauja su GALILEO kūrėjais. Kaip pavyzdį galima paminėti JAV, kuri numato, kad modernizuota GPS būtų suderinama su GALILEO atliekant paieškos ir gelbėjimo operacijas. COSPAS-SARSAT sistemą sudaro keturi žemose ir trys geostacionarinėse orbitose skriejantys palydovai. Šie palydovai priima nelaimės signalus, nustato nelaimės siųstuvo vietą ir perduoda informaciją valdymo centrui, kuris persiunčią ją Gelbėjimo koordinavimo centrui. GALILEO sistemoje numatoma įrenti 406 MHz dažnių ruožo imtuvus, priimsiančius nelaimės signalus, bei organizuoti papildomą ryšio kanalą su COSPAS-SARSAT Gelbėjimo koordinavimo centru.

   GALILEO sistemos teikiamas paslaugas (jos vykdomas užduotis) galima suskirstyti į tris pagrindines grupes:
· bendrosios paslaugos (general service);
· komercinės paslaugos (commercial service);
· valstybinės paslaugos (public service).
   Bendrosios paslaugos - tai paslaugos, analogiškos GPS ar GLONASS sistemų teikiamoms navigacinėms ir laiko perdavimo paslaugoms, tik atliekamos jas tiksliau ir greičiau. Ši paslauga yra nemokama, ir ja galės naudotis kiekvienas, turintis GALILEO signalus priimantį imtuvą. Numatoma, kad labai kokybiški ir brangūs GALILEO imtuvai būtų sertifikuojami, o tai susiję su tam tikrom išlaidom.

   Komercinės paslaugos yra tos GALILEO sistemos paslaugos, kuriomis naudodamiesi vartotojai gauna pelną. Suprantama, kad šie vartotojai turi mokėti tam tikrą mokestį GALILEO sistemos operatoriams. Už minėtą mokestį GALILEO komercinės paslaugos vartotojai galės priimti daug tikslesnius ir patikimesnius koduotus navigacinius signalus. Planuojama, kad komercine paslauga naudosis geodezininkai, ryšių tinklų operatoriai, transporto sistemų dispečeriai ir kt.

   Valstybinės paslaugos - tai aukščiausią kokybę ir patikimumą garantuojančios GALILEO sistemos paslaugos. Ši paslauga tam tikra prasme yra analogiška GPS sistemos Tikslios padėties nustatymo paslaugai PPS (Precision Positioning Service), kuria gali naudotis tik JAV kariškiai. Tačiau GALILEO sistemoje numatoma šią paslaugą įgyvendinti kur kas aukštesniuose kokybiniame, tikslumo, universalumo ir patikimumo lygmenyse, lyginant su GPS ar GLONASS sistemomis. Ši GALILEO sistemos paslauga turi tenkinti visų transporto rūšių navigacijos reikalavimus: oro transportui ICAO reikalavimus, jūrų transportui IMO reikalavimus ir ateityje - Europos Bendrosios Transporto Politikos nuostatas. Pagrindinės šios paslaugos naudojimo sritys: visų rūšių transportas; gelbėjimo ir paieškos tarnybos; pavojingų krovinių pervežimai; humanitarinės misijos, "juodųjų dėžių" registravimas. Ši GALILEO sistemos paslauga turi būti glaudžiai susijusi su dabar veikiančia Tarptautine gelbėjimo ir paieškos sistema COSPAS-SARSAT. GALILEO valstybine paslauga galės naudotis tik autorizuoti vartotojai.

GALILEO architektūra

   GALILEO sistemos architektūrą ir struktūrą nulemia užduotys (funkcijos), kurias ji privalo atlikti. Projektuojant GALILEO sistemos architektūrą vadovautasi šiais pagrindiniais principais:
· tenkinti vartotojų poreikius ir derinti juos su rinkos tendencijomis;
· kiek įmanoma mažinti sukūrimo ir eksploatacijos kaštus;
· kiek įmanoma mažinti rizikas, susijusias su sistemos sudėtingumu;
· suderinamumas su esamomis sistemomis, pavyzdžiui, su GPS, išsaugant sistemos autonomiškumą ir konkurencingumą.

   Supaprastinta GALILEO sistemos architektūra pavaizduota 1 paveiksle. Kadangi GALILEO sistema yra kolektyvinė Europos Sąjungos nuosavybė, jos architektūra suskirstoma į šias dalis:
· Pasaulinės erdvės dalis;
· Regioniniai elementai;
· Lokalinės komponentės;
· Vartotojų imtuvai ir galinės stotys.

   Pagrindinė GALILEO sistemos dalis yra Pasaulinės erdvės dalis, kurią sudaro erdvės (kosmoso) sektorius ir esančių žemėje valdymo centrų sektorius. Erdvės sektorius apima 30 palydovų, skriejančių vidutinio aukščio orbitose, t.y. 23 000 km aukštyje virš Žemės. Visi palydovai išdėstomi trijose orbitinėse plokštumose, o jų dydžiai ir masės parenkamos taip, kad viena raketa nešėja galėtų iškelti į orbitą nuo 2 iki 8 palydovų. Valdymo centrų sektoriaus branduoliu bus du Europoje įrengti dubliuoti GALILEO valdymo centrai, kurie turės atlikti šias funkcijas:
· valdyti palydovų "žvaigždyną";
· sinchronizuoti palydovų atominius laikrodžius;
· užtikrinti signalų integralumą;
· tvarkyti visos sistemos duomenis.

   Ryšiams tarp valdymo centrų užtikrinti numatoma įrengti pagalbines stotis. Taip pat numatoma įrengti GALILEO stebėjimo stotis, kurios bus išdėstytos visame Pasaulyje ir stebės GALILEO navigacinių signalų kokybę. Šių stočių informacija per GALILEO ryšių tinklą bus perduodama abiem GALILEO valdymo centrams.

   Regioninių elementų paskirtis - užtikrinti GALILEO sistemos pasaulinį integralumą. GALILEO architektūra numato, kad gali būti integruoti 8 regioniniai GALILEO ryšio stočių tinklai, įrengti bet kurioje pasaulio vietoje. Regioniniai GALILEO stočių tinklai įrengiami pagal atskiras sutartis su bet kuria valstybe.

   Lokalinės komponentės skirtos užtikrinti galimybę naudotis GALILEO sistema ypatingose vietose: oro ir jūrų uostuose; geležinkelyje; greitkeliuose; tankiai apgyvendintose vietovėse. Šiai GALILEO architektūros daliai priskiriamos priemonės, leidžiančios naudotis GALILEO paslaugomis tuneliuose, požeminėse stovėjimo aikštelėse ir kitose vietose, kuriose yra ypatingos radijo signalų sklidimo sąlygos. Tam tikslui numatoma panaudoti ryšių tinklus, veikiančius GSM ir UMTS standartuose, ir jūrų navigacijos sistemą Loran-C. Dėl lokalinių komponentų GALILEO sistema tampa labai patraukli aviacijai bei skatins kitų Europos ekonomikos sričių susidomėjimą palydovinėmis navigacinėmis sistemomis.

   Vartotojų imtuvai ir galinės stotys yra viena iš kertinių GALILEO architektūros dalių, kuri turi kuo geriau atspindėti vartotojų poreikius. Tai reiškia, kad GALILEO imtuvai ir galinės stotys turi atitikti šiuos kriterijus:
· techninėmis charakteristikomis ir kaina būtų sulyginami su dabar esančių sistemų analogiškais įrenginiais;
· atitikti visų vartotojų (bendrosios ir komercinės paslaugos) reikmes;
· galimybė keisti paslaugos pobūdį ir charakteristikas (pavyzdžiui, ryšio kanalą);
· daugiamodžio režimo galimybė.

   Dauguma GALILEO imtuvų bus pritaikyti įvairioms palydovinės navigacijos paslaugoms. Be to, plėtojant mišriąsias GALILEO ir ryšio paslaugas, į judriojo ryšio telefono aparatus numatoma įdiegti galimybę priimti navigacinius signalus, kuri bus automatiškai aktyvuojama skambinant pagalbos numeriu "112". Šiuo metu sunku numatyti visas GALILEO imtuvų funkcijas ir galimybes. Tai visų pirma lemia palydovinių navigacinių sistemų, judriojo ryšio ir kitų aukštųjų technologijų raida.

   Išskirtinis GALILEO architektūros bruožas yra jos susiejimas su dabar veikiančia palydovine radijo navigacine sistema EGNOS - pirmuoju Europos projektu palydovinės navigacijos srityje. EGNOS yra bendras Europos Kosminės Agentūros (ESA), Europos Komisijos (EC) ir Oro navigacijos saugumo Europos organizacijos (European Organisation for the Safety of Air Navigation) projektas. EGNOS sistemą sudaro tris geostacionarinėse orbitose skriejantys palydovai ir žemėje esančių valdymo stočių tinklas. EGNOS sistemos paskirtis - papildyti GPS ir GLONASS sistemas, kad jos tenkintų reikalavimus, keliamus navigacijai oro erdvėje ir jūrose. Šiuo metu EGNOS sistema yra plėtojama ir visas savo funkcijas galės atlikti nuo 2004 m.

GALILEO signalai

   GALILEO sistemos palydovais perduodamų ir priimamų signalų dažnių ruožai buvo patvirtinti 2000 m. Pasaulinėje Radijo Ryšių Konferencijoje (WRC2000). Šiuo metu yra paskelbtas detalus projektas, numatantis GALILEO navigacinių signalų struktūras ir spektrus. Projektas bus svarstomas 2003 m. Pasaulinėje Radijo Ryšių Konferencijoje (WRC 2003). Numatomas toks dažnių paskirstymo planas (2 paveikslas):
· 4 signalai perduodami dažnių ruože nuo 1164 MHz iki 1215 MHz (E5a - E5b);
· 3 signalai perduodami dažnių ruože nuo 1260 MHz iki 1300 MHz (E6);
· 3 signalai perduodami dažnių ruože nuo 1559 MHz iki 1591 MHz (L1).

   Kiekvienas navigacinis signalas sudarytas iš dviejų dalių - atrankos kodo (ranging code) ir duomenų (data) dalies. Atrankos kodas yra simbolių 1 ir +1 seka, identifikuojanti palydovą. Yra trys atrankos kodų tipai:
· atviras atrankos kodas (visiems žinomas, nekoduotas);
· atrankos kodas, koduotas komerciniu kodu;
· atrankos kodas, koduotas vyriausybiniu kodu.
   Navigacinių signalų duomenų dalių formatai priklauso nuo navigacinės paslaugos, kuriai jie priskiriami, tipo. Iš Viso yra 10 navigacinio signalo tipų. Navigacinių signalų charakteristikos ir jiems priskiriamų paslaugų suvestinė pateikta 1 lentelėje.

GALILEO finansai

   GALILEO sistemos biudžetą lemia sistemos teikiamų paslaugų apimtis ir jų kokybė. Išlaidas, susijusias su GALILEO sistemos sukūrimu, galima suskirstyti taip:
· sistemos ir jos komponentų projektavimas, modeliavimas ir analizė;
· palydovų ir jiems skirtos bandymų įrangos gamyba;
· valdymo centrų, ryšio stočių ir pagalbinės įrangos gamyba, instaliavimas ir išbandymas;
· palydovų "žvaigždyno" išskleidimas.

   Išlaidų suvestinė pateikta 2 lentelėje.

   Išlaidos atskiroms GALILEO sistemos kūrimo fazėms yra paskirstytos taip:
· apibrėžimo fazė (nuo 1999 m. iki 2000 m.) - 80 milijonų eurų;
· parengimo ir suderinimo fazė (nuo 2001 m. iki 2005 m.) - 1100 milijonų eurų;
· išskleidimo fazė (nuo 2006 m. iki 2007 m.) - 2150 milijonų eurų;
· veikimo fazė (nuo 2008 m.) - 220 milijonų eurų metams.

   Lyginat GALILEO sistemos sukūrimo kainą su greitkelių ar geležinkelių tiesimo sąmatomis galima teigti, kad tai nėra brangus projektas. GALILEO sistema kainuoja maždaug tiek, kiek kainuotų nutiesti per vidutiniškai apgyvendintą vietovę 150 km greitkelio atkarpą arba įrengti vieną geležinkelio kelią pagrindiniame tunelyje projektuojamoje greitojo geležinkelio linijoje tarp Lijono ir Turino.

Pabaigai

   Analizuojant GALILEO projekto raidą, stebimas netolygus jo vystymasis. Labiausiai tai yra susiję su Europos ir JAV santykiais palydovinių radijo navigacinių sistemų srityje. Tai septynerių metų istorija, skaičiuojant nuo 1995 m., kada Europos Komisija ir JAV pradėjo bendradarbiauti, kuriant ir naudojant GPS sistemą. 1999 m. šis bendradarbiavimas virto derybomis, kurių objektas - GALILEO ir GPS suderinamumas. Buvo derinami radijo dažnių paskirstymo planai bei signalų formatų suderinamumas, sistemų valdymo teisiniai aspektai, intelektualiosios nuosavybės apsaugos klausimai, kurie yra labai aktualūs JAV pusei. 2001 m. pabaigoje, kai Europos Taryba nutarė plėtoti GALILEO projektą, JAV tapo griežtesnė. JAV Valstybės departamentas iškėlė klausimą, ar reikalinga GALILEO sistema ir ar ji nesumažins JAV ir NATO šalių saugumo. Po šių pareiškimų buvo išplatintas Europos Komisijos požiūris, kuriame paaiškinta, kad dviejų palydovinių navigacinių sistemų buvimas turi daugiau privalumų, negu trūkumų. Šių metų kovo 26 d. Europos Transporto Ministrų Taryba priėmė politinį susitarimą pradėti įgyvendinti GALILEO sistemos kūrimo programą. Derybos tarp Europos Sąjungos ir JAV dėl palydovinių navigacinių sistemų kūrimo ir naudojimo klausimais vyksta toliau. Daugiau informacijos apie GALILEO sistemą galima rasti Internete adresu http://www.europa.eu.int/comm/energy-transport/en/gal-en.html.

Dr. Rimantas Miškinis