V pátek 21. října vynesla ruská raketa Sojuz ze základny Kourou ve Francouzské Guayaně na oběžnou dráhu dva satelity Galileo. Během následujících tří let se k nim přidá dalších šestnáct družic, které umožní zahájit provoz nového evropského satelitního navigačního systému. S nákladným projektem financovaným převážně Evropskou komisí jsou spojena značná očekávání.
Naleznete je na lodích, v letadlech, automobilech, kapesních navigacích a pravděpodobně i ve svém mobilu. Přijímače signálu satelitní navigace se díky vývoji a poklesu cen masově rozšířily. Jejich služby jsme přijali za své a samozřejmé. Často je vnímáme jako hračku. Vedou nás na výletech, lokalizují fotografie z dovolené nebo pomáhají sdílet informaci o naší poloze. Profesionální aplikace zůstávají veřejnosti často skryty, například v bankomatech nebo počítačových sítích. Signál navigačních satelitů totiž slouží též jako zdroj přesného času.
Princip satelitní navigace je vlastně jednoduchý. Po oběžných drahách okolo Země obíhají satelity, které průběžně vysílají údaj o své poloze a čase. Přijímač na Zemi zachytává signály z různých satelitů. Odečte dobu, po kterou k němu jednotlivé signály putovaly, spočítá vzdálenost od každého ze satelitů a vypočte svou polohu na Zemi. Pro spolehlivé určení polohy i nadmořské výšky je třeba zachytit signály z minimálně čtyř družic.
Celý systém vyžaduje extrémní preciznost při práci s časem. Odchylka deseti nanosekund při určení času by ve výsledku znamenala nepřesnost několika metrů.
Celý systém vyžaduje extrémní preciznost při práci s časem. „Srdcem každého satelitu jsou atomové hodiny. Odchylka deseti nanosekund při určení času by ve výsledku znamenala nepřesnost několika metrů,“ vysvětluje Hans Steiner ze společnosti Siemens. Právě on se svým týmem podrobuje hodiny satelitů Galileo náročným zkouškám. Nepřesnost zjištěná až na oběžné dráze by znamenala znehodnocení celé družice.
Galileo vs. GPS
Proč Evropa buduje vlastní satelitní navigační systém? Americký systém GPS přeci funguje po celém světě, příjem signálu je bezplatný a dosahovaná nepřesnost se pohybuje okolo pěti metrů. Důvody jsou v prvé řadě politické a ekonomické. Ve hře je nezávislost, přímý přístup ke špičkovým technologiím a miliardy dolarů, které se v obchodě s nimi točí. Ale jsou tu i technické nedostatky stávajícího GPS, které chce Galileo odstranit.
GPS ne vždy postačuje. Již dnes se používají korekční systémy. Například evropský EGNOS.
Přesnost GPS ne vždy postačuje. Již dnes se používají korekční systémy. Příkladem je evropský EGNOS. Třicet čtyři pozemních stanic rozmístěných po Evropě přijímá signál GPS a předává jej řídícím střediskům. Zde jsou vypočteny korekce nutné pro zpřesnění signálu. Údaje jsou předávány k odvysílání geostacionárnímu satelitu. Korekce se využívají například při navádění letadel na přistání. Galileo sám o sobě nabídne dostatečnou přesnost – odchylku do jednoho metru u bezplatné veřejné služby nebo pouhých několika centimetrů u placené garantované služby. Civilním uživatelům budou přístupné dva souběžné signály o různých frekvencích. Přijímačům se tak umožní provádění tzv. ionosférické korekce. To je u GPS výsada vyhrazená pouze armádě. Pro kritické aplikace, jako je například řízení letového provozu nebo zabezpečovací systémy železniční dopravy, bude Galileo vysílat též informace o selháních a odchylkách ve svém vlastním systému.
Galileo nabídne více satelitů a přijímače budou moci souběžně využívat též signál GPS. To razantně zlepší dostupnost signálu a pomůže to prakticky odstranit efekt kaňonu, kterým dnes trpí polovina plochy největších měst světa. Výškové budovy stíní výhled na oblohu a tím komplikují nebo znemožňují lokalizaci. Po zavedení Galilea se problematická oblast zmenší na desetinu.
Nové aplikace
Vyšší přesnost, spolehlivost a integrita Galilea otevírá nespočet nových možností. Výzkum v této oblasti podněcuje jak sama Evropská komise, tak soukromé subjekty. Hledají se řešení pro dopravu, civilní obranu, bezpečnost, energetiku, finanční sektor, telekomunikace, stavebnictví, zemědělství, zdravotně postižené i životní prostředí.
V testovacím a validačním středisku Wegberg-Wildenrath (Visions léto 2001, strana 24-25) se připravují aplikace pro železnici. Zlepší bezpečnost, zautomatizují některé operace a umožní zkrátit intervaly mezi jednotlivými vlaky, čímž zvýší kapacitu koridorů. Současně zlepší dodržování jízdního řádu a sníží energetickou náročnost dopravy. V Aldenhovenu zase vyvíjejí aplikace pro silniční dopravu. V budoucnu budou městské autobusy předávat svou polohu, rychlost a směr dopravním světlům, která následně zajistí jejich efektivnější průjezd městem. Dvě auta blížící se z různých směrů ke stejné křižovatce budou zase schopna rozpoznat hrozící kolizi, napnou bezpečnostní pásy a zahájí intenzivní brzdění.
V zemědělství Galileo umožní zpřesnit obdělávání půdy – traktory budou hlídat správnou stopu při orbě a zpřesní se také dávkování hnojiva. To bude na základě údajů z předcházející sklizně aplikováno jen tam a v takové míře, kde je to zapotřebí. Galileo pomůže i při záchraně životů. Zachytí tísňový signál, předá jej příslušnému záchrannému centru a přijetí zprávy potvrdí nazpět. A tím výčet ani zdaleka nekončí.
Článek vznikl pro zimní číslo časopisu Visions (Visions 04/2011, http://www.siemens.cz/visions/). V případě zájmu o použití textu prosím kontaktujte pražské Tiskové centrum koncernu Siemens.
