Введение
Глобальная навигационная спутниковая система
Одной из целей Galileo является обеспечение независимой высокоточной системы позиционирования, чтобы европейские политические и военные власти не зависели от американской GPS или российской системы ГЛОНАСС, которые могут быть отключены или ухудшены их операторами в любое время. Использование базовых (с меньшей точностью) услуг Galileo является бесплатным и открытым для всех. Полностью зашифрованная служба с высокой точностью доступна бесплатно для пользователей, авторизованных правительством. Galileo также обеспечит новую глобальную функцию поиска и спасения (SAR) в рамках системы MEOSAR. Первый тестовый спутник Galileo GIOVE A был запущен 28 декабря 2005 года, а первый спутник, вошедший в состав операционной системы, был запущен 21 октября 2011 года. Galileo начал предоставлять начальную операционную возможность (EOC) 15 декабря 2016 года. В октябре 2018 года были введены в эксплуатацию еще четыре спутника Galileo, увеличив количество активных спутников до 18. В ноябре 2018 года FCC одобрило использование Galileo в США. По состоянию на декабрь 2023 года 23 спутника работают в группировке, пять из которых недоступны. Ожидается, что спутники следующего поколения начнут вводиться в эксплуатацию после 2025 года для замены устаревшего оборудования, которое затем можно будет использовать в качестве резервных ресурсов. Система Galileo обладает большей точностью, чем GPS, обеспечивая точность менее 1 м при использовании передаваемой эфемериды (GPS: 3 м) и ошибку определения расстояния до сигнала в пространстве (SISRE) в 1,6 см (GPS: 2,3 см) при использовании коррекции в реальном времени для спутниковых орбит и часов.
Основные цели
В 1999 году совместная команда инженеров из Германии, Франции и Италии сравнила различные концепции Galileo, предложенные тремя основными участниками ЕКА, и свела их к единой. Официальное соглашение о первом этапе программы "Галилео" было достигнуто 26 мая 2003 года Европейским Союзом и Европейским космическим агентством. Система предназначена главным образом для гражданского использования, в отличие от систем Соединенных Штатов (GPS), России (ГЛОНАСС) и Китая (BeiDou), которые ориентированы преимущественно на военные цели. Европейская система будет отключаться для военных целей только в исключительных случаях, таких как вооруженный конфликт. Италия и Германия возглавляли разработку первого поколения программы Galileo, а Франция играет более важную роль в разработке Galileo второго поколения (G2G).
Финансирование
Европейская комиссия столкнулась с трудностями в финансировании следующего этапа проекта после того, как в ноябре 2001 года были обнародованы несколько графиков прогноза продаж, заявленные как "годовые", но оказавшиеся "кумулятивными" – то есть, для каждого года прогноза включали в себя все предыдущие годы продаж. Внимание, обращенное на эту многомиллиардную ошибку в прогнозах продаж, привело к общему осознанию в комиссии и других структурах, что программа вряд ли обеспечит ранее заявленную инвесторам и лицам, принимающим решения, рентабельность инвестиций. 17 января 2002 года представитель проекта заявил, что в результате давления со стороны США и экономических трудностей "Галилео почти мертв". Однако ситуация кардинально изменилась спустя несколько месяцев. Государства-члены Европейского Союза пришли к выводу о важности наличия спутниковой инфраструктуры позиционирования и времени, которую США не могли бы легко отключить в условиях политического конфликта. В марте 2002 года Европейский Союз и Европейское космическое агентство договорились о финансировании проекта, с условием проведения обзора в 2003 году (который был завершен 26 мая 2003 года). Ориентировочная стоимость на период до 2005 года составила 1,1 млрд евро. Запуск необходимых спутников (в количестве 30) планировался в период с 2011 по 2014 год, а ввод системы в эксплуатацию и передача управления гражданским структурам – с 2019 года. Окончательная стоимость оценивается в 3 млрд евро, включая наземную инфраструктуру, построенную в 2006 и 2007 годах. Предполагалось, что частные компании и инвесторы вложат не менее двух третей стоимости реализации, а ЕС и ЕКА разделят оставшиеся затраты. Базовая открытая служба должна быть доступна бесплатно всем пользователям с приемником, совместимым с Galileo, а зашифрованная коммерческая служба повышенной точности с более высокой пропускной способностью первоначально планировалась как платная, однако в феврале 2018 года было согласовано предоставление услуги высокой точности (HAS), обеспечивающей данные точного позиционирования на частоте E6, на безвозмездной основе, при сохранении коммерческой модели для службы аутентификации. К началу 2011 года затраты на проект превысили первоначальные оценки на 50%. Поскольку Galileo разрабатывался для обеспечения максимально возможной точности (превосходящей точность GPS), США опасались, что противник может использовать сигналы Galileo для нанесения военных ударов по США и их союзникам (некоторые виды вооружений, такие как ракеты, используют GNSS для навигации). Изначально выбранная для Galileo частота сделала бы невозможным блокирование сигналов Galileo без одновременного вмешательства в собственные сигналы GPS. США не хотели лишиться своих возможностей GNSS с помощью GPS, одновременно предоставляя противникам возможность использовать GNSS. Особую обеспокоенность у американских чиновников вызвали сообщения об интересе Китая к Galileo. Анонимный представитель ЕС заявил, что американские чиновники намекнули на возможность рассмотрения вопроса о сбивании спутников Galileo в случае крупного конфликта, в котором Galileo будет использоваться для атак на американские силы. ЕС придерживается позиции, что Galileo – это нейтральная технология, доступная всем странам и каждому. Первоначально чиновники ЕС не хотели менять первоначальные планы Galileo, но впоследствии достигли компромисса, согласно которому Galileo будет использовать различные частоты. Это позволит блокировать или подавлять сигналы любой из GNSS, не затрагивая другую.
GPS и Galileo
Одной из причин разработки Galileo как независимой системы было то, что данные о местоположении, получаемые от GPS, могли быть значительно искажены преднамеренным включением универсальной избирательной доступности (SA) со стороны американских военных. GPS широко используется во всем мире в гражданских приложениях; сторонники Galileo утверждали, что гражданская инфраструктура, включая авиационную навигацию и посадку, не должна полностью зависеть от системы с такой уязвимостью. 2 мая 2000 года президент Соединенных Штатов Билл Клинтон отключил избирательную доступность; в конце 2001 года организация, управляющая GPS, подтвердила, что не планирует повторно включать избирательную доступность. Несмотря на то, что возможность избирательной доступности все еще сохранялась, 19 сентября 2007 года Министерство обороны США объявило, что новые спутники GPS не будут способны ее реализовывать; запущенные в 2009 году спутники блока IIF и все последующие спутники GPS, как заявляется, не поддерживают избирательную доступность. С заменой устаревших спутников в рамках программы GPS Block III избирательная доступность перестанет быть опцией. Программа модернизации также включает в себя стандартизированные функции, обеспечивающие взаимодействие систем GPS III и Galileo, что позволит разрабатывать приемники, использующие GPS и Galileo совместно для создания еще более точной GNSS.
Сотрудничество с Соединенными Штатами
В июне 2004 года, в рамках подписанного соглашения с Соединенными Штатами, Европейский Союз согласился перейти на бинарную модуляцию с несущей, смещенной по фазе 1.1, или BOC(1,1), что обеспечило возможность сосуществования систем GPS и Galileo, а также их совместного использования в будущем. Европейский Союз также обязался решить "взаимные опасения, связанные с защитой возможностей союзников и национальной безопасности США". Однако последующие пресс-релизы указывают на то, что переход был отложен до 2014 года.
Вопросы управления
В середине 2006 года государственно-частное партнерство распалось, и Европейская комиссия приняла решение о национализации программы «Галилео». В начале 2007 года ЕС еще не определился с финансированием системы, и проект, как сообщалось, находился «в глубоком кризисе» из-за нехватки дополнительных государственных средств. Министр транспорта Германии Вольфганг Тифензее особенно сомневался в способности консорциума прекратить внутренние распри, когда был успешно запущен только один испытательный спутник. Хотя решение еще не было принято, 13 июля 2007 года страны ЕС обсудили сокращение бюджета ЕС на конкурентоспособность на следующий год на 548 миллионов евро (755 миллионов долларов США, 370 миллионов фунтов стерлингов) и перенаправление части этих средств в другие источники финансирования, что могло бы частично покрыть расходы на спутниковую навигационную систему «Галилео». Проекты Европейского Союза в области исследований и разработок могли быть отменены для преодоления дефицита финансирования. В ноябре 2007 года было согласовано перераспределить средства из бюджетов ЕС по сельскому хозяйству и администрации и упростить процедуру тендеров для привлечения большего числа компаний из ЕС. В апреле 2008 года министры транспорта ЕС одобрили Регламент о реализации программы «Галилео», что позволило выделить 3,4 миллиарда евро из сельскохозяйственного и административного бюджетов ЕС для заключения контрактов на строительство наземной станции и спутников. В июне 2009 года Европейская Счетная палата опубликовала отчет, в котором указывались проблемы управления, значительные задержки и перерасход бюджета, приведшие к застою проекта в 2007 году, что повлекло за собой дальнейшие задержки и неудачи. В октябре 2009 года Европейская комиссия окончательно сократила количество планируемых к строительству спутников с 28 до 22, а оставшиеся шесть планировалось заказать позднее. Также было объявлено, что первые сигналы OS, PRS и SoL будут доступны в 2013 году, а CS и SOL – позднее. Бюджет в размере 3,4 миллиарда евро на период 2006–2013 годов был признан недостаточным. В 2010 году аналитический центр Open Europe оценил общую стоимость «Галилео» от начала до 20 лет после завершения в 22,2 миллиарда евро, полностью оплачиваемых налогоплательщиками. По первоначальным оценкам 2000 года эта стоимость составляла 7,7 миллиарда евро, из которых 2,6 миллиарда евро покрывались бы налогоплательщиками, а остальное – частными инвесторами. В ноябре 2009 года недалеко от Куру (Французская Гвиана) была открыта наземная станция «Галилео». Запуск первых четырех спутников для проверки на орбите (IOV) планировался на вторую половину 2011 года, а запуск спутников с полной операционной готовностью (FOC) – на конец 2012 года. В марте 2010 года было подтверждено, что бюджета «Галилео» хватит только на обеспечение 4 спутников IOV и 14 спутников FOC к 2014 году, без каких-либо обязательств по увеличению группировки выше этой 60-процентной мощности. Пол Верхоф, руководитель программы спутниковой навигации в Европейской комиссии, отметил, что это ограниченное финансирование будет иметь серьезные последствия, заявив, что «это означает, что в течение трех недель в году у вас не будет спутниковой навигации», ссылаясь на предлагаемую группировку из 18 аппаратов. В июле 2010 года Европейская комиссия оценила дальнейшие задержки и дополнительные расходы проекта в 1,5–1,7 миллиарда евро и перенесла предполагаемую дату завершения на 2018 год. После завершения системы правительствам потребуется субсидировать ее в размере 750 миллионов евро в год. Планировалось потратить дополнительные 1,9 миллиарда евро на доведение системы до полного состава из 30 спутников (27 действующих + 3 резервных). В декабре 2010 года министры ЕС в Брюсселе выбрали Прагу (Чехия) в качестве штаб-квартиры проекта «Галилео». В январе 2011 года расходы на инфраструктуру до 2020 года оценивались в 5,3 миллиарда евро. В том же месяце Wikileaks опубликовал заявление Берри Сматни, генерального директора немецкой спутниковой компании OHB System, о том, что «Галилео – это глупая идея, которая в первую очередь служит интересам Франции». В 2011 году BBC узнала, что для дополнительной закупки будет доступно 500 миллионов евро (440 миллионов фунтов стерлингов), что позволит увеличить количество действующих спутников «Галилео» с 18 до 24 в течение нескольких лет. Первые два спутника Galileo In Orbit Validation были запущены ракетой-носителем «Союз СТ Б» с космодрома Куру 21 октября 2011 года, а остальные два – 12 октября 2012 года. По состоянию на 2017 год спутники полностью пригодны для точного позиционирования и геодезии, но имеют ограниченную пригодность для навигации. По состоянию на 2018 год было заказано еще 22 спутника с полной операционной готовностью (FOC). Первые четыре пары спутников были запущены 22 августа 2014 года, 27 марта 2015 года, 11 сентября 2015 года и 17 декабря 2015 года.
Сбой часов
В январе 2017 года информационные агентства сообщили о выходе из строя шести пассивных водородных мазеров (PHM) и трех рубидиевых атомных частотомеров (RAFS). Четыре из полностью функционирующих спутников потеряли как минимум по одному частотомеру, однако ни на одном спутнике не вышло из строя более двух. Работа системы не была нарушена, поскольку каждый спутник оснащен четырьмя частотомерами (2 PHM и 2 RAFS). Рассматривается вероятность наличия системной неисправности. По информации ESA, по результатам консультаций с промышленными партнерами по рубидиевым атомным частотомерам, было установлено, что необходимо проведение дополнительных испытаний и внедрение оперативных мер. Кроме того, требуется модернизация рубидиевых атомных частотомеров, которые еще предстоит запустить. Для пассивных водородных мазеров изучаются оперативные меры по снижению риска отказов. В июле 2017 года Европейская комиссия сообщила, что основные причины неисправностей установлены и приняты меры для снижения вероятности дальнейших сбоев в работе спутников, находящихся в космосе. Согласно европейским источникам, ESA предприняла шаги по устранению обеих выявленных проблем, заменив дефектный компонент, способный вызвать короткое замыкание в рубидиевых частотомерах, и улучшив пассивные водородные мазерные частотомеры на спутниках, которые еще предстоит запустить.
2019 год
С 11 июля по 18 июля 2019 года во всем созвездии произошел "необъяснимый" сбой в приеме сигнала, и на странице статуса Galileo на всех активных спутниках отображался статус "НЕПРИГОДНЫЙ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ". Причиной инцидента стала неисправность оборудования наземной инфраструктуры Galileo, которая повлияла на вычисление времени и прогнозирование орбит.
2020 год
14 декабря 2020 года, начиная с 0:00 UTC, в системе Galileo произошла общесистемная деградация производительности, продолжавшаяся 6 часов. GNSS-приемники, не учитывающие флаг "предельного" состояния в данных Galileo, могли испытывать ошибку псевдодальности до почти 80 км. Проблема была связана с ненормальной работой атомных часов наземного сегмента в функции определения времени системы. В параллельно работающих средствах точного времени в Центрах управления Galileo в Фучино и Оберпфаффенхофене возникла проблема в Фучино во время проведения технического обслуживания параллельной системы в Оберпфаффенхофене.
Международное участие
В сентябре 2003 года Китай присоединился к проекту "Галилео". Китай должен был инвестировать в проект 230 миллионов евро (302 миллиона долларов США, 155 миллионов фунтов стерлингов, 2,34 миллиарда юаней) в течение последующих лет. В июле 2004 года Израиль подписал соглашение с ЕС о партнерстве в проекте "Галилео". 3 июня 2005 года Европейский Союз и Украина подписали соглашение о присоединении Украины к проекту, как сообщалось в пресс-релизе. К ноябрю 2005 года к программе также присоединилось Марокко. В сентябре 2005 года Индия подписала соглашение с ЕС о присоединении к проекту. В середине 2006 года государственно-частное партнерство распалось, и Европейская комиссия приняла решение о национализации Galileo как программы ЕС. Это решение было связано с проблемами безопасности и финансирования Galileo. 30 ноября 2007 года 27 государств-членов Европейского Союза единогласно согласились продолжить работу над проектом, с планами по созданию баз в Германии и Италии. Испания не одобрила его во время первоначального голосования, но одобрила позже в тот же день. Это значительно повысило жизнеспособность проекта "Галилео": "Руководство ЕС ранее заявляло, что если соглашение не будет достигнуто к январю 2008 года, этот проблемный проект фактически будет прекращен". 3 апреля 2009 года Норвегия также присоединилась к программе, выделив 68,9 млн евро на расходы по разработке и разрешив своим компаниям участвовать в тендерах на контракты на строительство. Норвегия, хотя и не является членом ЕС, является членом ЕКА. 18 декабря 2013 года Швейцария подписала соглашение о сотрудничестве для полного участия в программе и ретроспективно внесла 80 миллионов евро за период 2008–2013 годов. Как член ЕКА, она уже сотрудничала в разработке спутников Galileo, внося вклад в водородные мазерные часы. Финансовые обязательства Швейцарии на период 2014–2020 годов будут рассчитываться в соответствии со стандартной формулой, применяемой для участия Швейцарии в Рамочной программе исследований ЕС. В марте 2018 года Европейская комиссия объявила, что Соединенное Королевство может быть исключено из отдельных частей проекта (особенно связанных с защищенной службой PRS) после его выхода из Европейского Союза (ЕС). В результате Airbus должна была перенести работы по сегменту наземного управления (GCS) из своих помещений в Портсмуте в государство-член ЕС. В своей речи на конференции Института исследований безопасности ЕС главный переговорщик ЕС по вопросам Brexit, Мишель Барнье, подчеркнул позицию ЕС, согласно которой Великобритания решила выйти из ЕС и, следовательно, из всех программ ЕС, включая Galileo. В августе 2018 года Великобритания заявила, что рассмотрит возможность создания конкурирующей спутниковой навигационной системы Galileo после Brexit. В декабре 2018 года премьер-министр Великобритании Тереза Мэй объявила, что Великобритания больше не будет добиваться возврата инвестиций, а министр науки Сэм Гима подал в отставку по этому вопросу.
Сигналы
Система передает три сигнала: E1 (1575,42 МГц), E5 (1191,795 МГц), состоящий из E5a (1176,45 МГц) и E5b (1207,14 МГц), и E6 (1278,75 МГц): параметры сигналов Galileo FOC. E1 I E1 Q E5a E5b E6 I E6 Q Частота несущей (МГц) 1,575,42 1,575,42 1,176,45 1,207,14 1,278,75 1,278,75 Модуляция CBOC (6, 1, 1/11) BOCcos (15, 2.5) AltBOC (15, 10) AltBOC (15, 10) BPSK (5) BOCcos (10, 5)
Galileo FOC signals Parameters E1 I E1 Q E5a E5b E6 I E6 Q Carrier frequency (MHz) 1,575.42 1,575.42 1,176.45 1,207.14 1,278.75 1,278.75 Modulation CBOC (6, 1, 1/11) BOCcos (15, 2.5) AltBOC (15, 10) AltBOC (15, 10) BPSK (5) BOCcos (10, 5)
Квартальные отчеты о результатах обслуживания
Европейский центр обслуживания ГНСС с 2017 года предоставляет общественности ежеквартальные отчеты об эффективности работы открытой службы и службы поиска и спасения. Как правило, измеренные параметры производительности превосходят целевые значения. В квартальном отчете о результатах работы открытой службы Galileo за апрель, май и июнь 2021 года, опубликованном Европейским центром обслуживания ГНСС, сообщается, что точность службы распространения точного времени UTC составила ≤ 4,3 наносекунды, что было вычислено на основе накопления данных за предыдущие 12 месяцев и превышает целевое значение ≤ 30 нс. Ошибка сигнала в пространстве (SISE) также значительно ниже целевого значения ≤ для приемников с одинарной и (более точной) двойной частотой. Навигационное сообщение Galileo содержит информацию о разнице между временем системы Galileo (GST), UTC и GPS Time (GPST) (для обеспечения совместимости). В квартальном отчете о результатах работы службы поиска и спасения Galileo за апрель, май и июнь 2021 года, опубликованном Европейским центром обслуживания ГНСС, сообщается, что измерения различных параметров производительности превзошли целевые значения.
Концепция
Каждый спутник Galileo оснащен двумя главными пассивными водородными мазерными атомными часами и двумя вторичными рубидиевыми атомными часами, независимыми друг от друга. Поскольку высокоточные и стабильные атомные часы, предназначенные для использования в космосе, являются критически важными компонентами любой спутниковой навигационной системы, применяемая четверная избыточность обеспечивает работоспособность Galileo даже при выходе из строя бортовых атомных часов в космосе. Точность бортовых пассивных водородных мазерных часов в четыре раза выше, чем у бортовых рубидиевых атомных часов, и оценивается в 1 секунду за 3 миллиона лет (погрешность во времени в одну наносекунду, или 1 миллиардную долю секунды (10⁻⁹ секунды), соответствует 30-сантиметровой ошибке определения местоположения на поверхности Земли). Они обеспечивают точный временной сигнал, позволяющий приемнику вычислить время прохождения сигнала. Спутники Galileo сконфигурированы таким образом, что один водородный мазерный час работает в основном режиме, а рубидиевый час – в качестве горячего резервного. В нормальных условиях работающий водородный мазерный час генерирует опорную частоту, на основе которой формируется навигационный сигнал. В случае возникновения проблем с водородным мазером осуществляется мгновенное переключение на рубидиевый час. В случае отказа основного водородного мазера вторичный водородный мазер может быть активирован наземным сегментом для принятия управления в течение нескольких дней в рамках избыточной системы. Блок контроля и управления часами обеспечивает интерфейс между четырьмя часами и генератором навигационного сигнала (NSU). Он передает сигнал от активного водородного мазерного часа в NSU и также обеспечивает синхронизацию частот, генерируемых главным часом и активным резервным часом, чтобы резервный мог мгновенно принять управление в случае отказа главного. Информация от NSU используется для вычисления местоположения приемника путем трилатерации на основе разницы во времени приема сигналов от нескольких спутников. Бортовые пассивные водородные мазерные и рубидиевые часы очень стабильны в течение нескольких часов. Однако при непрерывной работе их ход будет отклоняться, поэтому их необходимо регулярно синхронизировать с сетью еще более стабильных наземных эталонных часов. К ним относятся активные водородные мазерные часы и часы, основанные на частотном стандарте цезия, которые демонстрируют значительно лучшую стабильность в среднесрочной и долгосрочной перспективе, чем рубидиевые или пассивные водородные мазерные часы. Эти наземные часы объединены в параллельно функционирующие объекты точного времени в центрах управления Galileo в Фучино и Оберпфаффенхофене. Наземные часы также генерируют всемирное время отсчета Galileo System Time (GST), являющееся стандартом для системы Galileo, и регулярно сравниваются с местными реализациями UTC, UTC(k) европейских частотных и временных лабораторий. Дополнительную информацию о концепции глобальных спутниковых навигационных систем можно найти в разделах GNSS и расчет позиционирования GNSS.
Европейский центр обслуживания ГНСС
Европейский центр обслуживания ГНСС (GSC), расположенный в Мадриде, является неотъемлемой частью Galileo и обеспечивает единый интерфейс между системой Galileo и пользователями Galileo. GSC публикует официальную документацию Galileo, продвигает текущие и будущие услуги Galileo во всем мире, поддерживает стандартизацию и распространяет альманахи, эфемериды и метаданные Galileo. Служба поддержки пользователей GSC является точкой контакта для оказания помощи пользователям Galileo. GSC отвечает на запросы и собирает уведомления об инцидентах от пользователей Galileo. Служба поддержки постоянно доступна для всех пользователей Galileo по всему миру через веб-портал GSC. GSC предоставляет обновленную информацию о состоянии созвездия Galileo и информирует о запланированных и незапланированных событиях посредством Уведомлений для пользователей Galileo (NAGU). GSC публикует справочную документацию и общую информацию об услугах и сигналах Galileo, а также отчеты об эффективности Galileo.
Поиск и спасение
Galileo обеспечивает глобальную функцию поиска и спасения (SAR) в рамках системы MEOSAR. Как и российская система ГЛОНАСС, спутники глобальной системы позиционирования (GPS) США и некоторые китайские спутники BeiDou, спутники Galileo оснащены транспондером, который ретранслирует сигналы аварийных маяков на частоте 406 МГц через службу прямой связи (FLS) в координационный центр спасения, который затем инициирует спасательную операцию. После приема сигнала аварийного маяка система Galileo SAR отправляет сигнал, сообщение обратной связи (RLM), на аварийный маяк, информируя потерпевшего о том, что активированный маяк обнаружен и помощь в пути. Эта функция обратной связи является новой для спутниковой группировки и считается значительным усовершенствованием по сравнению с существующей системой Cospas-Sarsat, которая ранее не предоставляла пользователю подтверждение получения сигнала. Испытания, проведенные в феврале 2014 года, показали, что для функции поиска и спасения Galileo, работающей в рамках существующей Международной программы Cospas-Sarsat, 77% имитируемых местоположений бедствия могут быть определены с точностью до , а 95% – с точностью до . Служба обратной связи Galileo (RLS) начала функционировать в январе 2020 года для всех аварийных маяков, поддерживающих RLS.
Испытательные станции спутников Galileo: GIOVE
В 2004 году проект Galileo System Test Bed Version 1 (GSTB V1) подтвердил работоспособность наземных алгоритмов определения орбиты и синхронизации времени (OD&TS). Этот проект, возглавляемый ЕКА и Европейской компанией спутниковой навигации, предоставил промышленности фундаментальные знания для разработки сегмента миссии системы позиционирования Galileo. GIOVE A – первый испытательный спутник GIOVE (Galileo In Orbit Validation Element). Он был построен компанией Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) и успешно запущен 28 декабря 2005 года Европейским космическим агентством и совместным предприятием «Галилео» (GJU). Эксплуатация GIOVE A обеспечила соответствие Galileo требованиям Международного союза электросвязи (МСЭ) по выделению и резервированию частот, что должно было быть завершено к июню 2006 года. GIOVE B, построенный компаниями Astrium и Thales Alenia Space, имеет более совершенную полезную нагрузку, чем GIOVE A. Он был успешно запущен 27 апреля 2008 года в 22:16 UTC на ракете-носителе «Союз FG/Fregat», предоставленной компанией Starsem. Изначально планировалось, что SSTL построит третий спутник GIOVE A2 для запуска во второй половине 2008 года. Строительство GIOVE A2 было прекращено в связи с успешным запуском и началом орбитальной эксплуатации GIOVE B. Сегмент миссии GIOVE, управляемый European Satellite Navigation Industries, использовал спутники GIOVE A/B для получения экспериментальных результатов на основе реальных данных, предназначенных для снижения рисков при разработке спутников IOV, последовавших за этапом испытаний. ESA организовала глобальную сеть наземных станций для сбора измерений со спутников GIOVE A/B с использованием приемников GETR для дальнейшего систематического анализа. Приемники GETR поставляются компанией Septentrio, а также первые навигационные приемники Galileo, предназначенные для проверки функционирования системы на последующих этапах ее развертывания. Анализ сигналов, полученных со спутников GIOVE A/B, подтвердил успешную работу всех сигналов Galileo с ожидаемой производительностью отслеживания.
Спутники для проверки на орбите (IOV)
За этими испытательными спутниками последовали четыре спутника IOV Galileo, которые значительно ближе к финальной конструкции спутников Galileo. Также установлена функция поиска и спасения (SAR). Первые два спутника были запущены 21 октября 2011 года с космодрома Куру (Centre Spatial Guyanais) с помощью ракеты-носителя "Союз", а остальные два – 12 октября 2012 года. Это позволяет проводить ключевые валидационные испытания, поскольку наземным приемникам, таким как те, что используются в автомобилях и телефонах, необходимо "видеть" как минимум четыре спутника для вычисления своего местоположения в трех измерениях. После завершения этапа проверки в орбите (IOV) остальные спутники будут развернуты для достижения полной операционной готовности.
ФОК партия 1
7 января 2010 года было объявлено о заключении контракта на строительство первых 14 спутников FOC с компанией OHB System, а на поставку навигационного оборудования – с Surrey Satellite Technology Limited (SSTL). Первая партия спутников Galileo первого поколения, известная как "Партия 1", включает спутники Galileo FOC FM1 – Galileo FOC FM14. Строительство четырнадцати спутников обошлось в 566 миллионов евро (510 миллионов фунтов стерлингов; 811 миллионов долларов США). Запуск спутников будет осуществлен компанией Arianespace за 397 миллионов евро (358 миллионов фунтов стерлингов; 569 миллионов долларов США). Европейская комиссия также объявила о заключении контракта на сумму 85 миллионов евро с Thales Alenia Space на системную поддержку, включающую промышленные услуги, необходимые ESA для интеграции и валидации системы Galileo. Thales Alenia Space передала выполнение работ по контракту Astrium GmbH, а обеспечение безопасности – компании Thales Communications.
ФОК партия 2
В феврале 2012 года OHB Systems получила дополнительный заказ на 8 спутников FOC стоимостью 250 миллионов евро (327 миллионов долларов США), обойдя предложение EADS Astrium. Вторая партия спутников Galileo первого поколения, известная как "Партия 2", включает спутники Galileo FOC FM15 – Galileo FOC FM22. Таким образом, общее количество спутников FOC достигло 22. Спутники были построены компанией OHB при участии Surrey Satellite Technology (SSTL).
ФОК партия 3
В июне и октябре 2017 года OHB Systems получила два дополнительных заказа на 8 и 4 спутника FOC на сумму 324 миллиона евро и 157,75 миллиона евро соответственно. Эта третья и заключительная партия спутников Galileo первого поколения, известная как "Партия 3", включает спутники Galileo FOC FM23 – Galileo FOC FM34. Спутники производятся OHB в Бремене (Германия) при участии Surrey Satellite Technology (SSTL) в Гилдфорде (Великобритания). После завершения "Партии 3" общее количество спутников FOC достигнет 34.
Запуск FOC
7 мая 2014 года первые два спутника FOC прибыли в Гайану для совместного запуска, запланированного на лето. Первоначально запуск планировался на 2013 год, но проблемы с оснасткой и налаживанием производственной линии для сборки привели к задержке серийного производства спутников Galileo на год. Эти два спутника (спутники Galileo GSAT 201 и GSAT 202) были запущены 22 августа 2014 года. Эти спутники названы Дореза и Милена, в честь европейских детей, ранее выигравших конкурс рисунков. 23 августа 2014 года поставщик услуг запуска Arianespace объявил о возникновении аномалии во время полета VS09, в результате чего спутники были выведены на неправильную орбиту. Они оказались на эллиптических орбитах и, следовательно, не могли использоваться для навигации. Однако впоследствии их удалось использовать для проведения физического эксперимента, поэтому они не были полностью потеряны. Спутниковая GSAT 203 (Адам) и GSAT 204 (Анастасия) были успешно запущены 27 марта 2015 года с Космического центра Гвианы с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя "Союз". Спутниковая GSAT 205 (Alba) и GSAT 206 (Oriana) были успешно запущены 11 сентября 2015 года с Космического центра Гвианы с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя "Союз". Спутниковая GSAT 208 (Liene) и GSAT 209 (Andriana) были успешно запущены 17 декабря 2015 года из Куру, Французская Гвиана, с использованием четырехступенчатой пусковой установки "Союз". Спутниковая GSAT 210 (Daniele) и GSAT 211 (Alizée) были запущены 24 мая 2016 года. Начиная с ноября 2016 года, для развертывания последних двенадцати спутников будет использоваться модифицированная ракета-носитель Ariane 5, получившая название Ariane 5 ES, способная выводить на орбиту четыре спутника Galileo за один запуск. Спутниковая GSAT 207 (Antonianna), GSAT 212 (Lisa), GSAT 213 (Kimberley), GSAT 214 (Tijmen) были успешно запущены 17 ноября 2016 года из Куру, Французская Гвиана, на борту Ariane 5 ES. 15 декабря 2016 года Galileo начала предоставлять первоначальные оперативные возможности (IOC). В настоящее время предлагаются услуги открытого доступа, общедоступные регулируемые услуги и поисково-спасательная служба. Спутниковая GSAT 219 (Tara), GSAT 220 (Samuel), GSAT 221 (Anna), GSAT 222 (Ellen) были успешно запущены 25 июля 2018 года из Куру, Французская Гвиана, на борту Ariane 5 ES. Первые спутники третьей партии GSAT 223 (Николина) и GSAT 224 (Шрия) были успешно запущены 5 декабря 2021 года из Куру, Французская Гвиана, с помощью четырехступенчатой ракеты-носителя "Союз". Шрия успешно присоединилась к созвездию 29 августа 2022 года.
Спутники второго поколения (G2G)
С 2014 года ESA и ее отраслевые партнеры начали исследования спутников Galileo второго поколения (G2G), которые должны были быть представлены в Европейскую комиссию для периода запуска в конце 2020-х годов. Одна из идей заключалась в использовании электрической двигательной установки, что позволило бы отказаться от верхней ступени при запуске и размещать спутники из одной партии на нескольких орбитальных плоскостях. Ожидается, что спутники нового поколения будут доступны к 2025 году и послужат для расширения существующей сети. 20 января 2021 года Европейская комиссия объявила о заключении контракта на сумму 1,47 млрд евро с компаниями Thales Alenia Space (TAS) и Airbus Defence and Space на поставку по 6 космических аппаратов каждой из них. Это масштабное исследование, ориентированное на широкое научное сообщество, направлено на определение и внедрение новых приложений Galileo. Среди различных пользователей GNSS, определенных совместным предприятием "Галилео", проект GEO6 – это финансируемый ЕС проект, посвященный изучению технических и коммерческих аспектов услуг на основе местоположения (LBS). Он включает технический анализ преимуществ, предоставляемых Galileo (и EGNOS), и исследует возможности гибридизации Galileo с другими технологиями позиционирования (сетевыми, WLAN и т.д.). В рамках этих проектов были разработаны и продемонстрированы пилотные прототипы. На основе потенциального числа пользователей, потенциальной прибыли для оператора или концессионера Galileo (GOC), международной значимости и уровня инноваций, консорциум выберет набор приоритетных приложений (ПА) и разработает их в рамках временных рамок проекта. Эти приложения помогут расширить и оптимизировать использование услуг EGNOS и возможностей, предоставляемых испытательным стендом сигналов Galileo (GSTB V2) и фазой Galileo (IOV). Все спутники Galileo оснащены лазерными ретрорефлекторными массивами, позволяющими отслеживать их станциям Международной службы лазерного дальномерения. Спутниковое лазерное дальномерение до спутников Galileo используется для валидации орбит спутников, определения параметров вращения Земли и получения комбинированных решений, включающих лазерные и микроволновые наблюдения.
Приемники
Все основные чипы GNSS-приемников поддерживают Galileo, и сотни пользовательских устройств совместимы с Galileo. По состоянию на июль 2019 года на рынке было представлено более 140 смартфонов с поддержкой Galileo, из которых 9 поддерживали работу в двух частотных диапазонах. На веб-сайте ЕС регулярно обновляется обширный список устройств с поддержкой Galileo для различных применений на суше, на море и в воздухе. 24 декабря 2018 года Европейская комиссия издала мандат, предписывающий всем новым смартфонам реализовывать поддержку Galileo для функционирования системы E112. С 1 апреля 2018 года все новые автомобили, продаваемые в Европе, должны поддерживать систему eCall – автоматическую систему оповещения экстренных служб, которая набирает номер 112 и передает данные о местоположении, полученные со спутников Galileo, в случае аварии. До конца 2018 года использование Galileo не было разрешено в Соединенных Штатах, и, следовательно, работало лишь на тех устройствах, которые могли принимать сигналы Galileo, и только на территории США. Федеральная комиссия по связи (FCC) придерживалась (и продолжает придерживаться) позиции, что приемники радионавигационных спутниковых систем (RNSS), отличных от GPS, должны иметь лицензию на прием соответствующих сигналов. Европейский Союз запросил и подал в 2015 году отказ от этого требования для Galileo, и 6 января 2017 года было запрошено публичное обсуждение этого вопроса. 15 ноября 2018 года FCC удовлетворила запрос, явно разрешив потребительским устройствам, не относящимся к федеральным, доступ к частотам Galileo E1 и E5. Однако большинству устройств, включая смартфоны, по-прежнему требуются обновления операционной системы или аналогичные обновления для обеспечения возможности использования сигналов Galileo на территории Соединенных Штатов (большинство смартфонов, начиная с Apple iPhone 6S и Samsung Galaxy S7, обладают необходимой аппаратной частью и требуют лишь модификации программного обеспечения).
Монеты
Проект Европейской спутниковой навигации был выбран в качестве основного мотива очень ценной коллекционной монеты: австрийская памятная монета, посвященная Европейской спутниковой навигации, отчеканенная 1 марта 2006 года. Монета имеет серебряное кольцо и золотисто-коричневую ниобиевую вставку в форме "таблетки". На оборотной стороне ниобиевая вставка изображает навигационные спутники на орбите Земли. На кольце изображены различные виды транспорта, для которых и была разработана спутниковая навигация: самолет, автомобиль, грузовик, поезд и контейнеровоз.
Конкурирующие системы
BeiDou (BDS) – глобальная система, развернутая и эксплуатируемая Китаем. ГЛОНАСС – глобальная система, развернутая и эксплуатируемая Россией. GPS – глобальная система, развернутая и эксплуатируемая Соединенными Штатами. Michibiki (QZSS) – региональная навигационная система, развернутая и эксплуатируемая Японией, принимаемая в регионах Азии и Океании, с акцентом на Японию. NavIC – региональная система, развернутая и эксплуатируемая Индией, принимаемая в регионах Южной Азии и Западной Азии.