Пандемия выявила архитектурные недостатки европейской навигационной системы — Naked Science
20.10.2020
Василий Парфенов

Пандемия выявила архитектурные недостатки европейской навигационной системы

Среди всех альтернатив GPS европейская навигационная система Galileo выделяется поразительной точностью позиционирования. Однако в последнее время она стала довольно часто ухудшаться. Оказывается, это связано с различными ограничениями в деятельности наземных станций из-за пандемии коронавирусной инфекции.

Как работает спутниковая навигация
©ESA

Заявленная точность определения координат в системе спутниковой навигации (GNSS) Galileo составляет всего один метр. Обычно это подтверждается на практике, и все пользователи рассчитывают свои бизнес-процессы исходя из предположения, что она не меняется. Стоит отметить, что, в отличие от других аналогов GPS, европейская орбитальная группировка в первую очередь предназначена для коммерческих и государственных структур.

Ее используют для отслеживания морского, воздушного или наземного транспорта, проведения высокоточных измерений в полевых условиях и обеспечения бесперебойной работы энергетической инфраструктуры. Но, как сообщает портал berthub, осенью 2020 года точность некоторых спутников Galileo снижалась в пять раз на несколько дней. Небольшое расследование раскрыло причину.

Спутниковая навигация
©Pixabay

Аккуратность любых систем спутниковой навигации напрямую зависит от двух параметров:

  • Первый — корректность работы атомных часов на борту космических аппаратов. Это прецизионное оборудование, и таких хронометров на каждом спутнике Galileo аж четыре штуки. Многократное резервирование позволяет нивелировать любые возникающие ошибки.
  • Второй — регулярная корректировка данных об орбитах каждого космического аппарата. Для этого спутники постоянно отслеживают с помощью наземного оборудования и регистрируют любые отклонения от траектории движения. А они обязательно возникают из-за неоднородности земной гравитации.
Временное ухудшение точности атомных часов из-за отсутствия коррекции ошибок на спутнике Galileo E11
Временное ухудшение точности атомных часов из-за отсутствия коррекции ошибок на спутнике Galileo E11 / ©berthub

Все эти данные о состоянии часов и положении космических аппаратов на орбитах должны рассылаться на каждый приемник Galileo. Получив синхронизированное время и эфемериды (таблицы небесных координат), устройство вносит поправки в расчеты и повышает свою точность. Но сами данные пересылаются не наземными станциями, а спутниками, которые, в свою очередь, нужно ими как-то обеспечить.

Существует несколько специальных коммуникационных узлов, передающих свежий набор данных на аппараты «созвездия» Galileo. Это непростой процесс, требующий точного наведения антенны-тарелки на спутник, движущийся в пространстве со скоростью около трех километров в секунду. Проблем добавляет ограниченная ширина канала, из-за чего прямой контакт необходимо поддерживать несколько минут.

Тарелки наземной инфраструктуры Galileo на острове Реюньон
Тарелки наземной инфраструктуры Galileo на острове Реюньон / ©berthub

Архитектура сервиса выстроена так, чтобы каждый спутник получал обновление необходимой информации не реже раза в 100 минут, а лучше — каждый час. В идеальных условиях одновременно возможна передача данных на 20 из 24 активных аппаратов на орбите. Но такие условия в последнее время соблюдали нечасто. Нынешней осенью бывали дни, когда работали всего 13 тарелок вместо двух десятков необходимых. Это приводило к пропуску обмена данными, накоплению ошибок и снижению точности позиционирования.

Проблемы возникали из-за невозможности вовремя обслуживать оборудование на удаленных станциях передачи данных. Дело в том, что они расположены на архипелагах в Северной Атлантике, и, если инженер по каким-то причинам задерживается, простой может достигать нескольких дней. А во время пандемии Covid-19 малейшие симптомы простуды у сотрудника приводят к его выбыванию из рабочего процесса: он или она отправляется на карантин.

Наземный сегмент Galileo
Наземный сегмент Galileo / ©EU DEFIS

Дополнительную головную боль прибавляет политическая обстановка. Великобритания выходит из Евросоюза и возникают различные проблемы бюрократического характера при обеспечении бесперебойной работы находящихся на ее территории станций передачи данных.

На фоне всего вышеописанного возникают серьезные опасения, что Galileo не получится реализовать все цели. Напомним, в начале 2021 года планировали выпустить серьезное обновление сервиса, повышающее точность позиционирования с одного метра до единиц дециметров. Но сначала придется устранить проблемы с наземными станциями.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

Вчера, 15:25
ТюмГУ

Ученые Тюменского научного центра СО РАН и Тюменского государственного университета сообщили о результатах изучения материалов могильника Меновное XII. Могильник расположен вблизи поселка Меновное в окрестностях города Усть-Каменогорска в Восточном Казахстане. Его артефакты позволили воссоздать не только черты погребальной обрядности, но и отдельные элементы материальной культуры эпохи становления кимакского объединения.

12 часов назад
Ольга Иванова

Ученые, анализирующие регулярные отчеты о штормах на Юпитере, передающиеся телескопом «Хаббл», обнаружили, что с 2009 по 2020 год скорость ветра в Большом красном пятне увеличилась до восьми процентов.

Вчера, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Вчера, 15:25
ТюмГУ

Ученые Тюменского научного центра СО РАН и Тюменского государственного университета сообщили о результатах изучения материалов могильника Меновное XII. Могильник расположен вблизи поселка Меновное в окрестностях города Усть-Каменогорска в Восточном Казахстане. Его артефакты позволили воссоздать не только черты погребальной обрядности, но и отдельные элементы материальной культуры эпохи становления кимакского объединения.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: