Podmínky pro přepravu zvířat od 5.1.2007 Ing. Jiří M. Fuchs - CSO Praha, 29. a 30.11.2006

Obsah: 1) Stávající navigační systémy: GPS, Glonass, Egnos a UMTS 2) Galileo: vesmírné služby pro Evropu 3) Shrnutí

1) Stávající navigační systémy

Pojmy: GPS – resp. GPS-NAVSTAR (Global Positioning System - NAVigation Satellite Timing and Ranging) je systém satelitivní navigace přístupný široké veřejnosti, umožňující určit velmi přesně polohu a rychlost v reálném čase. GLONASS - Global Navigation Satellite System. Ruský, původně sovětský, satelitní navigační systém. Skomírá kvůli nedostatku financí.

Pojmy: EGNOS - European Geostationary Navigation Overlay Service. Systém šíření diferenčních korekcí a monitorování integrity GPS. Je společným projektem Evropské vesmírné agentury (ESA) Evropské komise (EC) a Eurocontrol, Evropské organizace pro bezpečnost letecké navigace. WAAS - Wide Area Augmentation System. Systém šíření diferenčních korekcí a monitorování integrity GPS. Systémy EGNOS i WAAS poskytují 95% měření s horizontální chybou menší než 3 metry.

Pojmy: GNSS - Global navigation satellite system - Organizační koncept Evropského systému, který by měl spolupracovat s GPS, GLONASS a dalšími družicovými a pozemními segmenty, které podporují všechny formy navigace.

Global Positioning System - GPS

GPS… … byl původně vojenským systémem, vyvíjeným a budovaným od roku 1973 Ministerstvem obrany Spojených států. V průběhu let se systém dále vyvíjel a rozšiřoval a začátkem 90. let se stal plně funkčním a dostupným po celém světě. Nedávným vypnutím záměrného znepřesňování polohy se velmi zvýšila přesnost civilních přístrojů GPS.  Do 1.5.2000 byla  přesnost určení horizontální polohy přibližně 100m.

GPS V současné době je systém GPS tvořen 24 družicemi, z čehož 3 slouží jako záložní. Ty krouží kolem Země ve výšce přibližně 20 000 km na 6 oběžných drahách skloněných vždy o 60°. Každá družice je vybavena přijímačem, vysílačem, atomovými hodinami a řadou přístrojů, které slouží pro navigaci nebo jiné speciální úkoly (kupř. pro detekci výbuchu jaderných náloží).

GLONASS GLONASS (ГЛОНАСС - ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система; GLObal NAvigation Satellite System)

GLONASS Kompletní systém má obsahovat 24 družic na 3 orbitálních drahách ve výšce 19.100 km (tj.trochu níže než GPS) První 3 satelity byly umístěny na oběžné dráhy v říjnu 1982 a uvedeny do provozu byly v prosinci 1983 V červnu 2006 bylo funkčních 12 satelitů Ve spolupráci s Indií se předpokládá 18 družic v r.2008, které zajistí pokrytí celého Ruska, a kompletní systém v 2010

EGNOS Systém EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) je moderní systém tzv. diferenciálních korekcí, které umožňují v Evropě zpřesnit systém GPS.

EGNOSS… … je tvořen třemi geostacionárními satelity a sítí pozemních stanic, a celý tento komplex slouží k  získání a  přenosu informace o spolehlivosti a přesnosti signálů odesílaných ze sítě GPS nebo GLONASS. Poskytuje tak uživatelům v Evropě a přilehlém okolí určení polohy v intervalu do 5 metrů oproti běžným 20 metrům. EGNOS je projekt společnosti ESA (European Space Agency), EC (European Commission) a Eurocontrol (Evropská organizace pro bezpečnost letecké navigace). EGNOS je v současné době v testovacím provozu. EGNOS lze chápat i jako první praktickou etapu systému Galileo.

WAAS x EGNOS WAAS a EGNOS jsou obdobné systémy, které si nikdy nebudou konkurovat - každý je dostupný jen v oblasti svého původu. Svět se neskládá jen z USA a z Evropy, i v jeho dalších částech jsou v různém stádiu vývoje podobné systémy. Všechny by měly být kompatibilní a označují se společnou zkratkou SBAS (Satellite-Based Augmentation System).

WAAS x EGNOS

WAAS x EGNOS WAAS byl první - v běžně využitelném testovacím provozu je od roku 2000. U EGNOSu je situace méně příznivá. Od 1.dubna 2003 sice změnil formát na protokol, který používá WAAS, jenže stále neposkytuje dostatečně kvalitní data. Služby WAAS a EGNOS jsou stejně jako GPS bezplatné.

Vývoj a pojmy v mobilní komunikaci Nordic Mobile Telephony (NMT) je standard pro mobilní telefony 1.generace. GSM - Global System for Mobile Communications - Globální Systém pro Mobilní komunikaci je nejpopulárnější standard pro mobilní telefony na světě 2.generace. General Packet Radio Service (GPRS) je mobilní datová služba přístupná pro uživatele GSM mobilních telefonů. 2,5G Enhanced GPRS (EGPRS) označované také jako EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution, někdy také jako Enhanced Data rates for GSM Evolution) - je rozšířením GPRS, nabízí vyšší rychlosti a je s ním zpětně kompatibilní. 2,75G UMTS - Universal Mobile Telecommunication System - je 3G systém standardu mobilních telefonů. UMTS byl koncipován jako nástupník systému GSM. UMTS je rozděleno na pozemní část a družicovou část.

2) Galileo : Vesmírné služby pro Evropu

Popis systému 1

přístrojové vybavení 80 kg / 850 W Parametry družice Galileo velikost 2,7 x 1,2 x 1,1 m hmotnost 650 kg přístrojové vybavení 80 kg / 850 W výkon 1,5 kW životnost 15 let

Družicová část programu Galileo výška dráhy 23 600 km sklon dráhy 56° 3 různé roviny dráhy 30 družic včetně 3 záložních

Galileo ... … je globální družicový navigační systém, který bude plně vyvinut a provozován Evropou a jeho uvedení do provozu je plánováno na rok 2010 … vytvořil velké vyhlídky v zapojení států, co se týče vývoje nových politických a ekonomických perspektiv ... počítá s vytvořením více než 100.000 nových pracovních příležitostí ve službách jen v rámci Evropy ... je slibným nástrojem pro Evropu zapojit se na novém světovém trhu (V roce 2020 by celkové ekonomické přínosy měly dosáhnout 62 miliard a sociální přínosy dalších 12 miliard Euro) ... je technologickým inovačním motorem pro kosmický průmysl a poskytovatele služeb

Galileo = “technologie, která umožňuje“ Experti očekávají, že Galileo umožní vytvořit řadu nových obchodních příležitostí: - na obecném trhu - na specifických sektorech trhu Kombinace pozorování Země, komunikace a navigace nabídne četné možnosti poskytovatelům služeb a výrobcům zařízení založit nové, inovační oblasti podnikání.

Galileo … … „dává možnost“ nového a inovačního využití Logistika Zemědělství Soukromá komunikace a navigace Letecká doprava Lodní doprava Časový management Cestování Pátrání & Záchrana Výstavba Těžba Železniční doprava Silniční doprava

Služby 2

Galileo „+“ GPS Galileo není konkurent GPS, ale v součinnosti napomůže zlepšit výsledek z hlediska: přesnosti integrity (neporušenost, nedotknutelnost, celistvost) dostupnosti redundance (nadbytečnost, hojnost) Galileo je také politickým vyjádřením autonomie, suverenity a politické a ekonomické nezávislosti zúčastněných států

Služby Galileo Informace v čase a poloze Třírozměrné informace o poloze Přesný časový signál (atomové hodiny) Nepřetržitost: 24 hodin, 365 dní Velká dostupnost (Galileo + GPS !) Vysoká integrita (vyzkoušené a certifikované) Pod civilním dohledem 5 služeb ve 2 skupinách 1. skupina: nechráněná proti rušení 2. skupina: chráněná proti rušení

Služby Galileo 1. skupina Základní služby (Open Services - OS) Standardní signál s vysokou přesností (5 metrů) a dostupností (zdarma) Komerční služby (Commercial Services - CS) Standardní signál s ověřenou integritou a dalšími službami (placený) Služby „kritické“ z hlediska bezpečnosti (Safety of Life Services - SoL) Standardní signál s ověřenou a certifikovanou integritou (kontrolní intervaly cca každých 6 s), zlepšující „Základní služby“ Vyhledávací a záchranné služby (Search and Rescue - SAR) SoL-signál, kompatibilní s existujícími SAR-Systémy (COSPAS/SAR-Sat)

Služby Galileo 2. skupina Veřejně regulované služby (Public Regulated Services - PRS) Šifrovaný signál pro vládní účely, technicky chráněný proti rušení

Signál Galileo 1 minuta 1 hodina 1 den Dostupnost [%] Doba nízké přesnosti / day [s] 99,999 1 GPS 2010 Galileo 2010 GPS 2010 + Galileo Úhel stínění 25°  “Městské kaňony“ GPS dnes 99,99 10 1 minuta 99,9 100 99 1000 1 hodina 90 10000 1 den 100000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Přesnost [m]

Komponenty systému Galileo Systém Galileo se bude skládat z: globální, regionální a několika lokálních složek.

Globální složka… ... bude tvořena vesmírným segmentem, tedy družicemi systému Galileo. Každý satelit bude vysílat navigační časové signály spolu s navigačními daty, které budou obsahovat nejen korekce hodin a efemerid nezbytné pro navigaci, ale také signály o integritě ,které tak zajistí globální "službu" vylepšující vlastnosti celého systému. Vesmírný segment bude doplněn pozemním segmentem, který se bude skládat ze dvou kontrolních center a globální sítě vysílajících a přijímajících stanic. dále

Vesmírný segment… … bude tvořen třiceti družicemi ve "Walkerově konstelaci" ve třech oběžných rovinách se sklonem 56° k rovině rovníku. Každá rovina bude obsahovat devět aktivních družic, které budou rovnoměrně rozloženy po 40°, a jednu neaktivní náhradní družici, která v případě selhání nahradí kteroukoli aktivní družici ve "své" oběžné rovině. Výška oběžné dráhy 23 222 km má tu vlastnost, že vždy po deseti dnech se  bude opakovat polohové rozmístění družic kolem Země. Během těchto deseti dnů každá družice oběhne sedmnáctkrát Zemi.

Pozemní segment Jádrem pozemního segmentu budou dvě řídící centra. Každé řídící centrum bude řídit "kontrolní" funkce podporované specializovaným Pozemním Kontrolním Systémem (Ground Control System, GSC) a  "letové" funkce, podporované specializovaným "Pozemním Letovým Segmentem" (Ground Mission Segment, GMS). GSC se bude zabývat údržbou polohy družic, zatímco GMS bude mít na starost kontrolu navigační funkce celého navigačního systému. GSC bude využívat globální síť pěti TTC stanic (Tracking, Telemetry and Command) ke komunikaci s každou družicí, a to podle schématu kombinující pravidelné, plánované kontakty spolu s dlouhotrvajícími testy a kontakty nahodilými.

Regionální složka… … by se měla skládat z mnoha Externích Regionálních Integrovaných Systémů (External Region Integrity Systems, ERIS), vytvořené a provozované organizacemi, státy nebo skupinami států mimo území EU. Tyto systémy budou zajišťovat hlášení o integritě systému nezávisle na hlášení systému Galileo, aby např. uspokojily právní požadavky vztahující se ke garancím systému těch daných států nebo institucí.

Lokální složky… …by měly sloužit pro vylepšení lokálního příjmu signálu Galileo, jako například propagace navigačního signálu do oblastí kde signály z družic nemohou být přijaty. Tyto lokální šložky budou vytvořeny a provozovány soukromými společnostmi poskytující rozšiřující služby.

Program Galileo 3

Fáze programu GALILEO (termíny negarantovány) 2005 – 2008 2008 - 2010 od 2010 48 měsíců 24 měsíců 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Vývoj a validace Rozmístění Plný operační potenciál Veřejné financování 50% ESA - 50% EU 2,2 bil. € PPP schéma jestě není vyvinuto Financování nejasné 26 Satelitů Pozemní infrastruktura 1,1 bil. € 220 mil. € ročně 2 testovací & 2 operační satelity Pozemní infrastruktura Rutinní operace & Doplňování Koncesionář (konsorcium firem) systému GALILEO, kontrolován Evropským úřadem pro dohled nad GNSS Společný závazek / ESA,GJU

Vývoj navigačního systému Galileo je časově rozdělen do tří fází: 2001 – 2008 Vývojová a Ověřovací fáze (Development & In-Orbit Validation phase) 2008 – 2010 Fáze Rozmístění (Deployment phase)     od 2010 Komerční Operační fáze (Commercial Operation phase) První fázi financují společně EK a ESA (GJU), pro financování dalších fází se počítá s podporou jak veřejného tak soukromého kapitálu formou PPP - Public Private Partnership - partnerství veřejného a soukromého sektoru za účelem zajištění financování, výstavby, obnovení, správy či údržby veřejné infrastruktury nebo poskytování veřejné služby.

Provozní licence Galileo Galileo Joint Undertaking (GJU) očekává, že do konce roku 2006 podepíše smlouvu s Konsorciem, které chce postavit a provozovat systém Galileo. Na konci roku 2006 GJU zanikne a přenechá odpovědnost za podepsání smlouvy s koncesionářem a dozor nad dodržováním této smlouvy Evropskému úřadu pro dohled nad GNSS (Galileo Supervisory Authority, GSA).

Družice  První družicí programu Galileo vypuštenou na oběžnou dráhu 28.12.2005 byla družice GIOVE-A, nebo také GSTB-V2/A. GIOVE-A začala vysílat signály 12. ledna, čímž zajistila frekvence přidělené pro systém Galileo Mezinárodní Telekomunikační Unií. Druhá testovací družice je připravována konsorciem Galileo Industries (GaIn), její start je plánován na druhou polovinu roku 2006.

Současný stav V současné době se nacházíme uprostřed Ověřovací fáze,  která zahrne postavení a vypuštění dvou experimentálních družic GSTB-V2/A a GSTB-V2/B a následně dalších dvou družic, které se na oběžné dráze mají objevit v letech 2007-2008. Tím by měla být minimální základní konstelace hotova, protože pro určení polohy je třeba nejméně čtyř družic.

3) Shrnutí

Galileo Galileo je evropský program pro poskytování služeb globálního navigačního družicového systému a jeho aplikací (určování polohy, navigace a poskytování časoměrných signálů) pro veřejný i soukromý sektor. Jedná se o historicky největší průmyslový evropský projekt. Systém GALILEO bude plně kompatibilní se stávajícími družicovými systémy - GPS provozovaný Spojenými státy americkými především pro vojenské účely a GLONASS řízený ruským státem. Dále bude schopen spolupracovat například s mobilními systémy GSM a UMTS, ale přesto bude naprosto nezávislý a autonomní.

Základní služby budou přístupné všem uživatelům bez omezení Základní služby budou přístupné všem uživatelům bez omezení. Komerční služby budou přístupné platícím uživatelům a ostatní služby jsou určeny pouze pro autorizované uživatele, např. ozbrojené a policejní složky. Systém GALILEO by měl nalézt využití z 80% především v sektoru dopravy v aplikacích vázaných na informaci o zeměpisné poloze. Díky využití dat o poloze vozidel k on-line informacím o dopravní situaci nebo pro vlastní řízení silničního provozu je možné předcházet kritickým dopravním situacím (kongesce /dopravní zácpy/ apod.). Silniční a železniční dopravci budou schopni efektivněji monitorovat pohyb svých nákladních automobilů, železničních vozů nebo kontejnerů a také efektivněji potírat krádeže a podvody.

Předpokládané využití systému Galileo Search & Rescue – SAR; Public Regulated Services – PRS; Location Based Services – LBS

GALILEO přinese prospěch i v oblastech mimo dopravu, např: GALILEO přinese prospěch i v oblastech mimo dopravu, např: - přesné měření času, - lokalizace nehod pro opravu produktovodů, - inteligentní zemědělství, - ochrana osob proti kriminalitě, aj. Dále také může sloužit k měření deformací, k přesnému určení překážky na dně řeky, ke sledování skládek nebezpečných odpadů, k přesnému sledování pohybu mraků exhalací a oblaků radioaktivních látek, ke sledování a evidování svozu komunálního odpadu, k přesnému určení a opakovanému vyhledání lokality vzácných a chráněných rostlin nebo ke sledování pohybu zvířat.

Česká republika podala dne 30. 9 Česká republika podala dne 30.9.2006 kandidaturu na sídlo Evropského úřadu pro dohled nad globálními navigačními družicovými systémy (dále GSA – GNSS Supervisory Agency). Prezentace kandidatury v Bruselu se konala dne 7.11.2006. Také vznikl internetový portál: www.gsa-czechrepublic.eu.

Děkuji za Vaši pozornost  www.czechspace.cz info@czechspace.cz 224 918 288