Znaczenie telekomunikacji we współdziałaniu z systemami nawigacyjnymi. Ewa Dyner Jelonkiewicz. ewa.dyner@agtes.com.pl Tel.

Transkrypt

1 TELEKOMUNIKACJA SATELITARNA-GOSPODARCZE I STRATEGICZNE KORZYŚCI DLA ADMINISTRACJI PUBLICZNEJ Warszawa, 12 grudnia 2014 Znaczenie telekomunikacji we współdziałaniu z systemami nawigacyjnymi Ewa Dyner Jelonkiewicz ewa.dyner@agtes.com.pl Tel AGTES S.A. Mangalia 4, Warszawa

2 Wstęp COŚ TAKIEGO JAK GLOBALNY SYSTEM LOKALIZACJI I TELEKOMUNIKACJI NIE ISTNIEJE!!! Współpraca systemów lokalizacji, szeroko rozumianej metrologii i meteorologii za pośrednictwem systemów telekomunikacyjnych pozwala na obserwowanie wielu zjawisk będących w kręgu zainteresowań ludzi korzystających ze zdobyczy cywilizacji. Przekłada się to na polepszenie funkcjonowania społeczeństw oraz szereg korzyści gospodarczych Zbudowanie globalnego systemu działającego w czasie rzeczywistym wymagałoby pokrycia 100% powierzchni globu sygnałami testującymi i zapewnienia w czasie rzeczywistym próbkowania interesujących nas wielkości. Zbudowanie takiego systemu, choć technicznie możliwe, nie byłoby ekonomicznie zasadne. Żaden z istniejących systemów administracyjnych nie byłby w stanie sprawnie zarządzać tak wielką ilością pozyskanych danych oraz zapewnić niezakłócony przepływ tych danych drogą elektroniczną. Buduje się więc systemy ograniczone, silnie zorientowane zadaniowo i zapewnia przepływ informacji do adresatów, dobierając każdorazowo najodpowiedniejszy sposób transmisji w zależności od oczekiwanej sprawności i niezawodności systemu. Każdorazowo uzyskany w wyniku działania systemu efekt uzależniony jest od wypadkowej trzech wielkości: metrologii, lokalizacji i łączności. Uzyskanie spodziewanego efektu jest też zależne od prawidłowego określenia rzeczywistych potrzeb, właściwego harmonogramu wdrożeń, doboru właściwych narzędzi technicznych i finansowych oraz zespołów ludzkich realizujących projekty.

3 Ograniczeniem dla działania systemów jest: Zapewnienie pokrycia sygnałem satelitarnym (nawiązywanie łączności oraz ustalanie lokalizacji na danym obszarze). Szybkość taktowania i próbkowania mierzonych wielkości Jakość (czułość) sprzętu Warunki propagacyjne Topografia terenu i inne ograniczenia środowiskowe Międzynarodowe umowy (w tym prawo telekomunikacyjne)

4 Wybrane systemy nawigacji satelitarnej na świecie GPS: Jeden z najstarszych satelitarnych systemów nawigacyjnych, został zaprojektowany jako precyzyjny system określania położenia o zasięgu globalnym. Opiera się on na dwóch rodzajach sygnału: cywilnym i wojskowym. Uzyskiwane dokładności są zależne od systemów aplikacyjnych. GLONASS (Global Navigation Satellite System) jest rosyjskim odpowiednikiem GPS. Oba systemy działają na zasadzie biernego pomiaru odległości między odbiornikiem a satelitami. GALILEO: W 2002 UE wraz z Europejską Agencja Kosmiczną zdecydowały się na wprowadzenie alternatywy dla GPS, nazwanej systemem Galileo. System ma się składać z 30 satelitów (27 operujących i trzech w rezerwie) znajdujących się na trzech kołowych orbitach. W Europie mają powstać dwa centra kontrolujące pracę satelitów. BEIDOU: Chiński system nawigacji satelitarnej, który w chwili uruchomienia będzie obejmował swym zasięgiem tylko region Chin i państw sąsiadujących. Do końca 2020 roku planowane jest wystrzelenie 35 satelitów. Odbiorcom komercyjnym zapewni badanie położenia z dokładnością do 10 metrów oraz szybkości z precyzją do 0,2 metra na sekundę. DORIS (Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite), to system nawigacyjny stworzony przez Francję. INMARSAT: Morski system radiokomunikacji z funkcją ustalania pozycji jednostek pływających oraz przeszkód. Działa za pośrednictwem satelitów umieszczonych na orbicie geostacjonarnej, odległej od powierzchni Ziemi o około km. Z racji, iż każdy z satelitów porusza się z taką samą prędkością kątową co Ziemia, można mówić o stałej długości geograficznej każdego z satelitów. Statki wyposażone w terminale łączności satelitarnej znajdujące się w zasięgu danego satelity mogą odbierać i wysyłać do niego sygnały. Satelita komunikacyjny działa jako aktywna stacja przekaźnikowa między terminalem statkowym a usytuowanymi na lądzie naziemnymi stacjami nadbrzeżnymi. Każdy z powyższych systemów ma różne dedykowane aplikacje i podsystemy dostosowane do rodzaju użytkownika. Eksploatacją danych pozyskiwanych z podsystemów zajmują się powołane organizacje (w tym udostępnianiem danych do zastosowań komercyjnych).

5 Geneza systemu Galileo Globalny system nawigacji satelitarnej GALILEO (GNSS Global Navigation Satellite System) jest budowany przez Unię Europejską jako konkurencja do dwóch największych funkcjonujących systemów, amerykańskiego GPS i rosyjskiego GLONASS. GNSS GALILEO, w odróżnieniu od dwóch pozostałych, ma być przede wszystkim systemem cywilnym. Ma poza tym zapewnić lepszą jakość i dokładność przekazywanych danych lokalizacyjnych i danych czasu. System będzie dostarczał szeregu usług takich, jak: Usługa ogólnie dostępna (Open Service) bezpłatny, powszechnie dostępny pomiar pozycji i czasu. Usługa bezpieczeństwa życia (Safety of Life Service) usługa bezpłatna, pomocna w ratowaniu życia na morzu i w powietrzu. Usługa komercyjna (Commercial Service) płatny pomiar pozycji i czasu o wysokiej dokładności. Usługa publiczna o regulowanym dostępie (Public Regulated Service PRS) gwarantuje bardzo dokładne szyfrowane pomiary lokalizacyjne i czasu, z zastosowaniem dodatkowych środków zapewniających ciągłość usługi. Usługa adresowana głównie do organów administracji państwowej. Usługa poszukiwania i ratowania (Search and Rescue Service) gwarantuje precyzyjną lokalizację zagrożenia z wykorzystaniem komunikacji zwrotnej pomiędzy wysyłającym wezwanie a operatorem usługi. System GALILEO będzie składał się docelowo z 30 satelitów krążących wokół Ziemi po kołowych, tzw. średnich orbitach, na wysokości km oraz pełnej systemowej infrastruktury naziemnej w postaci zarządzających i szeregu monitorujących stacji satelitarnych gwarantujących niezawodną obsługę wszystkich użytkowników systemu, zarówno lądowych jak i lotniczych i morskich.

6 Dziedziny gospodarki wykorzystujące systemy satelitarne Efektywne wykorzystanie systemów satelitarnych ma niebagatelne znaczenie ekonomiczne i organizacyjne w różnych gałęziach gospodarki. Dziedziny gospodarki szeroko wykorzystujące potencjał systemów satelitarnych to m.in: Transport (morski, lotniczy, naziemny): nawigacja, lokalizacja, urządzenia sterowania, telematyka Geodezja: kartografia, metrologia Rolnictwo: badanie stanu biocenozy Meteorologia: monitoring warunków atmosferycznych, przewidywanie klęsk żywiołowych Sektor Security: lokalizacja personalna i materialna Ratownictwo Sektor wojskowy i innych służb mundurowych

7 SCHEMAT GRAFICZNY DOBORU ŚRODKÓW ŁĄCZNOŚCI

8 Dobór środków łączności Czynnikiem warunkującym poprawne działanie systemów, niezależnie od dziedziny ich zastosowania, jest staranny dobór środków transmisji danych i łączności głosowej. Przy doborze środków łączności należy kierowad się przede wszystkim właściwym stosunkiem kosztów do założonej jakości. W przypadku ratownictwa i sektora bezpieczeostwa o wyborze środka łączności decydowad powinna niezawodnośd. Wybór łączności satelitarnej gwarantuje najwyższą spośród dostępnych środków łączności niezawodnośd i stabilnośd. Obecnie pojawił się szereg aplikacji dedykowanych dla telefonii satelitarnej opracowanych na zlecenie ESA. Odpowiednie gospodarowanie pasmami, sygnałów satelitarnych, pozwala na korzystniejsze pod względem ekonomicznym wykorzystanie łączności satelitarnej w różnych dziedzinach techniki. Szczególnie pożądane jest wykorzystanie łączności satelitarnej jako rezerwy nieobciążonej w stosunku do tradycyjnych środków łączności. Przy odpowiedniej organizacji systemów łączności satelitarnej koszty eksploatacyjne tego medium powinny ulec znacznemu obniżeniu.

9 Współpraca międzynarodowa i ponadnarodowy podział pracy Wszelka aktywnośd gospodarcza w sektorze kosmicznym (zarówno urządzeo naziemnych jak i statków powietrznych) podlega ścisłym międzynarodowym normom i uwarunkowaniom prawnym. Przepisy te dotyczą urządzeo technicznych, eksploatacji przestrzeni kosmicznej oraz sfery formalnego otoczenia prawnego wszystkich aspektów tej dziedziny. Wszyscy, których dotyczy współpraca w dziedzinie technik kosmicznych (zwłaszcza pracownicy sfery naziemnej), muszą stosowad tą samą nomenklaturę, niezależnie od języka, jakim na co dzieo się posługują. Są oni także zobowiązani do bezwzględnego przestrzegania wszelkich technicznych i pozatechnicznych regulacji. Nawet paostwa realizujące odrębne programy kosmiczne współpracują ze sobą na wielu płaszczyznach, nie zawsze w sposób oficjalny. Przykładem obrazującym tę prawidłowośd może byd działanie międzynarodowych stacji kosmicznych lub wyniesienie, przez Rosyjską rakietę Sojuz, satelity Galileo z terytorium Gujany Francuskiej. Technologie zastosowane w programach kosmicznych stymulują inne gałęzie gospodarki do intensywnego rozwoju. Statyczny człowiek codziennie styka się z takimi technologiami nie mając świadomości ich pochodzenia. Jednym z wielu przykładów mogą byd mierniki czasu używane w sporcie. Rozwiązania zastosowane w tych urządzeniach implementowano z atomowych czasomierzy, na których dokładności opiera się precyzyjne wyznaczanie pozycji w systemach lokalizacyjnych. Na każdej międzynarodowej konferencji i spotkaniu gospodarczym zawsze jest panel dotyczący obronności i kosmosu. Wymiana informacji technologicznych i udostępnianie przemysłowych rozwiązao paostwom członkowskim na uzgodnionych zasadach przyspiesza rozwój gospodarczy. Agendy UE i Europejska Agencja Kosmiczna opracowują programy, których efekty wykorzystujemy na co dzieo. Łącznośd i nawigacja, metrologia kosmiczna są częścią tych programów.

10