Пандемия выявила архитектурные недостатки европейской навигационной системы — Naked Science
7 минут
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, 18:50
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Вчера, 19:26
10 минут
Мария Азарова

Исследование предоставило доказательства более плохого состояния костей тех, кто придерживается веганской диеты. Также исследователи обнаружили комбинацию биомаркеров, связанных с питанием, которые могут способствовать здоровью костной ткани.

Вчера, 18:20
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

2 марта
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

Вчера, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: