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.607459637 AGTES S.A. Mangalia 4, 02-758 Warszawa www.agtes.com.pl
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.
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)
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 36000 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).
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 23 616 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.
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
SCHEMAT GRAFICZNY DOBORU ŚRODKÓW ŁĄCZNOŚCI
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.
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.