Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Ti år med mere sikker himmel med Europas andre satellitnavigationssystem

Formålet med European Geostationary Navigation Overlay Service, EGNOS, er at overvåge realtidsydelsen af ​​amerikanske GPS-satellitter, generer derefter en rettelsesmeddelelse, indeholdende oplysninger om pålideligheden og nøjagtigheden af ​​deres positioneringsdata, som derefter udsendes via EGNOS’ geostationære satellitter til alle passende udstyrede satellitnavigationsmodtagere. EGNOS består af tre geostationære satellitter og et europæisk jordsegment bestående af to hovedkontrolstationer, seks uplink-stationer og et netværk af 40 overvågningsstationer, alt sammen forbundet og kommunikerer i realtid. Kredit:ESA

Med 26 satellitter i kredsløb og mere end to milliarder modtagere i brug, Europas Galileo satellitnavigationssystem har gjort en massiv indvirkning. Men vores kontinent har et andet satellit-navigationssystem, der har leveret livssikkerhedstjenester i ti år nu – det er sandsynligt, at du har haft gavn af det uden at bemærke det.

Dens navn er EGNOS, European Geostationary Navigation Overlay Service. Sender signaler fra en duo af satellittranspondere i geostationær kredsløb, EGNOS giver yderligere præcision til amerikanske GPS-signaler – leverer en gennemsnitlig præcision på 1,5 meter over europæisk territorium, en tidoblet forbedring i forhold til ikke-forstærkede signaler i værste fald - og også bekræftelse af deres 'integritet' - eller pålidelighed - gennem yderligere meddelelser, der identificerer eventuelle resterende fejl.

Mens dets Open Service har været i generel drift siden 2009, EGNOS begyndte sin EU-garanterede livssikkerhedstjeneste i marts 2011.

ESA designede EGNOS som den europæiske ækvivalent til det amerikanske WAAS, Wide Area Augmentation System, arbejder tæt sammen med det europæiske lufttrafikstyringsagentur Eurocontrol, videregive det til det europæiske GNSS-agentur, GSA, at køre operationelt.

Fører passagerfly ned

Dens primære kunde er først og fremmest fly. Forestil dig et passagerfly, der lander ved Charles de Gaulle, eller en anden større europæisk lufthavn, i dårligt vejr. Piloterne kan ikke se deres bane gennem skyer og regn, men uden at have brug for nogen vejledning fra jorden kan de stadig trygt gå ned helt ned til kun 60 meters højde, før de skal have visuel kontakt med asfalten – takket være EGNOS.

Frankrigs Pau Pyrénées Lufthavn var den første lufthavn, der benyttede EGNOS, den 17. marts 2011. I dag, mere end 385 lufthavne og helikopterpladser og 60 flyselskaber i hele Europa bruger i dag sådanne EGNOS-baserede LPV-200-tilgange, forkortelse for 'Localizer Performance with Vertical Guidance—200 ft (60 m)'. Den frit tilgængelige EGNOS-tjeneste kræver intet jordudstyr overhovedet, at erstatte radiovejledningen, der udstråles opad af traditionel CAT I Instrument Landing System (ILS) infrastruktur uden nedgang i ydeevnen.

Cockpit på en ny EGNOS-udstyret Airbus 350 XWB, udstillet under den indledende EGNOS-dag i Toulouse-Blagnac Lufthavn den 7. maj 2015. Kredit:GSA

EGNOS betjener droner

Efter at have guidet hundredtusindvis af passagerer sikkert ned i løbet af det sidste årti – og i vid udstrækning beskæftiget i andre sektorer såsom maritim navigation – bliver EGNOS nu betragtet som muliggøren for mindre luftfartøjer, der gør sikker brug af luftrummet, i form af autonome droner.

GSA har støttet adskillige forsøg med 'fjernstyrede flysystemer' udstyret med EGNOS såvel som Galileo gennem sit EGNSS4RPAS-projekt. Fremskrivningen er, at bemandede fly vil være langt undertal i vores himmel af alle slags automatiserede luftfartøjer, ansat til alt fra vejr- og miljøovervågning til personlige leveringstjenester.

Den traditionelle personbaserede traditionelle flyvekontrolmodel skal udvikles for at imødekomme et sådant skift, baseret på automatiseret overvågning, trafikstyring og kollisionsundgåelse. Denne stærkt automatiserede version af flyvekontrol kaldes 'U-space'.

Mere end 385 lufthavne og helikopterpladser og 60 flyselskaber i hele Europa bruger i marts 2021 EGNOS-baserede LPV-200-tilgange, forkortelse for 'Localizer Performance with Vertical guidance – 200 ft (60 m)'. Den frit tilgængelige EGNOS-tjeneste kræver intet jordudstyr overhovedet, at erstatte radiovejledningen, der udstråles opad af traditionel CAT I Instrument Landing System (ILS) infrastruktur uden nedgang i ydeevnen. Kredit:GSA

EGNOS' livssikkerhedstjeneste anses for at være afgørende for at få dette til at ske, bevæger sig fra nutidens situation, hvor droner er begrænset til specifikke luftkorridorer og line-of-sight operationer for at lade dem strejfe frit men sikkert i travlt luftrum og bebyggede områder.

"Hele ideen bag EGNOS' livssikkerhed har været at gøre satellitnavigation tilstrækkelig pålidelig til enhver form for brug, " forklarer Didier Flament, leder ESA's EGNOS-team. "Efter ti års fejlfri drift, nye applikationer bliver almindelige:droneflyvning er et eksempel, og EGNOS bliver også evalueret for togpositionering samt assisteret og autonom bilkørsel."

Ny generation af service

ESA bevarer ansvaret for systemets fremtidige udvikling, og i midten af ​​dette årti skulle dens nye generation se debuten, kendt som 'EGNOS v3'.

  • ESA BIC Switzerland start-up INVOLI leverer en løsning til at øge lufttrafikbevidstheden på eksisterende dronesystemer, uden at ændre dronens hardware. Mød INVOLI på det 10. ESA Investment Forum i ESOC 31. januar 2019. Kredit:INVOLI

  • Operationelle og planlagte satellitbaserede forstærkningssystemer over hele kloden. Kredit:ESA

Didier tilføjer:"Mens det nuværende system kun fungerer med enkeltfrekvente GPS-signaler, EGNOS v3 vil fungere på en multi-frekvens, multi-konstellation grundlag, i stand til at forstærke alle tilgængelige satellitsignaler i både L1 og L5 bånd, inklusive Galileo. Resultatet vil være langt forbedret ydeevne og pålidelighed.

"Ud over, vi arbejder med udviklere af andre satellitbaserede forstærkningssystemer rundt om i verden for at sikre, at de forbliver fuldt ud interoperable, så for eksempel EGNOS-udstyrede fly kan flyve mellem kontinenter på en problemfri basis. En sådan interoperabilitet kombineret med ankomsten af ​​de andre SBAS-systemer under udvikling i andre regioner vil føre til en kvasi-global verdensomspændende livssikkerhedsdækning i år 2030."


Varme artikler