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Dernière modification effectuée le 14/01/2017 à 23:24

 


 

Lancé en juin 1999 par le Conseil des Transports de l' Union Européenne, le programme GALILEO est la réponse de l' Europe aux besoins croissants de fiabilité et de sécurité dans les systèmes de transport. Il représente un enjeu stratégique au plan de l' indépendance politique et technologique de l' Europe.

Le projet GALILEO de l' Union Européenne, avec le soutien de l' Agence Spatiale Européenne, vise à lancer une série de 30 satellites, qui seront placés en orbite moyenne à environ 20 000 km et suivis par un réseau de stations de contrôle au sol, pour assurer une couverture mondiale.

GALILEO sera le premier système satellitaire conçu pour les besoins d' utilisateurs civils du monde entier en matière de radio navigation, de positionnement et de synchronisation. Il permettra de diffuser des signaux de localisation sur l' ensemble du globe, notamment aux latitudes élevées, avec une précision inégalée et une garantie de bon fonctionnement.

En clair, le système GALILEO permettra à chaque individu, grâce à un petit récepteur individuel bon marché, de connaître sa position avec une précision de quelques mètres (au moins aussi bonne que la précision du système GPS modernisé). En outre, la garantie de continuité et d' intégrité du signal offrira une fiabilité totale du système, ce que le GPS ne permet pas.

Selon le calendrier actuel, ce nouveau système sera pleinement opérationnel en 2008, avec un début d' émission de signal prévue pour 2005. En fait, GALILEO est la composante européenne et la deuxième étape du concept GNSS.

THALES Navigation a la responsabilité de définir et concevoir pour l' Agence Spatiale Européenne le premier récepteur GNSS-2, préfigurant les futurs récepteurs GALILEO. Il existe actuellement un prototype.

 

Voici un document écrit par Jean-Marie Barnaba (TDF-C2R)

GALILEO
le premier système de navigation par satellites européen.


Introduction

Les systèmes de navigation par satellite furent déployés au cours des années 80 par les Américains et les Russes :
baptisés respectivement GPS (Global Positioning System) et GLONASS (GLObal Navigation System Satellite).
Ces systèmes étaient destinés aux applications militaires de guidage de missile et d’assistance à la navigation, notamment pour les avions et les véhicules de reconnaissance. A ce jour seul le GPS est encore disponible, GLONASS n’est plus que partiellement exploité. L’historique de ces systèmes est décrit dans la fiche TDF Savoir + « Radiolocalisation ».

Le GPS permet de connaître instantanément l’heure de façon très précise et sa position, sur la base de ces deux informations de nombreuses applications civiles ont été développées: des systèmes de guidage et de localisation, des services de gestion et de suivi de flottes de véhicules, la gestion du trafic aérien, l’aide à l’atterrissage, l’assistance à l’agriculture et à la géodésie, sans oublier la synchronisation des réseaux de télécommunications ou des bases de données. Toutefois, le bénéfice potentiel de ces applications est considérablement restreint par la limitation des performances (notamment en terme de précision de positionnement) imposée pour les services civils par l’armée américaine qui contrôle ce système. L’autre souci étant la disponibilité de ce système en période de crise.

Inconvénients du système GPS

Les défauts majeurs du système américain sont :
- une précision faible (environ 20 mètres) et surtout variable en fonction du lieu et de l’heure,
- une fiabilité parfois défaillante,
- une couverture aléatoire des régions situées à des latitudes élevées et des milieux urbains denses,
- enfin le risque principal et récurrent d’inaccessibilité aux données en cas de crise.

La constellation GPS demeure un système de radioguidage militaire.

La réponse européenne

Aussi, dès le début des années 90, l’union européenne confrontée à ce problème a pris la décision d’étudier le développement de son propre système mondial de navigation par satellite. Cette démarche s’inscrit dans le même esprit que le lancement de grands projets comme Ariane ou Airbus.
Le souci d’indépendance européenne n’a pas été le seul moteur de cette décision. D’autres facteurs comme la construction d’un système global de navigation ( Global Navigation System Satellite) pour un accès même en milieu urbain dense, l’extension de couverture des latitudes élevées du globe (Europe du Nord) et enfin le développement industriel de nouveaux équipements et services ont contribué à l’émergence du concept. La commission européenne et l’agence spatiale européenne ont ainsi uni leurs moyens pour créer GALILEO, un système indépendant placé sous contrôle civil et dont le fonctionnement sera garanti en permanence, excepté lors
de situations exceptionnelles.

Une décision par étapes

La communauté européenne a d’abord mis en place des satellites géostationnaires afin d’améliorer les informations d’intégrité, de précision et de disponibilité issues des systèmes GLONASS et GPS. L’intérêt est double d’une part on fiabilise les données pour l’aviation civile et d’autre part on déploie un réseau terrestre de suivi et de correction des informations précurseur du futur système d’exploitation de Galiléo. Ce réseau s’appelle EGNOS et a déjà été décrit en partie dans la fiche « Radiolocalisation ».

EGNOS

Communément appelé SBAS (Satellite Based Augmentation System), EGNOS est la première réalisation européenne dans le domaine de la navigation par satellite. Elle viendra compléter les deux systèmes militaires de navigation par satellite aujourd'hui disponibles, le GPS américain et le GLONASS russe, en leur permettant de servir des applications obéissant à de strictes règles de sécurité, comme la navigation aérienne ou la navigation maritime dans des couloirs de circulation étroits.

EGNOS permettra de porter la précision de localisation d' environ 20 m à 5 m en horizontal mais surtout d’améliorer le calcul de position en vertical et donc de passer d’environ 100m à moins de 20 m. Enfin EGNOS informera les utilisateurs des erreurs de mesure et les préviendra, dans les six secondes, des interruptions survenant dans la transmission des signaux satellitaires.
Cette tâche sera assurée par un ensemble de trois satellites géostationnaires et par un réseau complexe de stations au sol. Les trois satellites enverront un signal de mesure de distance, similaire à ceux transmis par les satellites GPS et GLONASS.

EGNOS est un projet commun de l' Agence spatiale européenne (ESA), de la Commission européenne (CE) et détricoter, l' organisation européenne chargée de la sécurité de la navigation aérienne. Il représente la contribution de l' Europe à la première étape du Système mondial de navigation par satellite (GNSS) et préfigure Galiléo, le système complet de navigation par satellite à l' échelle du globe en cours de développement en Europe.

EGNOS sera pleinement opérationnel en 2004. En attendant, un signal d' essai, diffusé par deux satellites Inmarsat, permet d’ores et déjà aux utilisateurs potentiels de se familiariser avec le système et d' apprécier son utilité.
Différents SBAS sont actuellement lancés dans le monde.

Europe :EGNOS
Le groupe triparti européen, qui réunit l'ESA, l' Union européenne et Eurocontrol,met actuellement en place EGNOS, le service complémentaire géostationnaire européen de navigation. EGNOS couvrira la région ECAC, c' est-à-dire celle qui est placée sous la responsabilité de la Conférence européenne de l' aviation civile
État– Unis : WAAS
L' administration américaine de l' aviation civile (FAA) supervise le développement du WAAS (Wide Area Augmentation System - système complémentaire à couverture étendue) qui fonctionnera pour les États-Unis et le Canada.
Japon : MSAS
Le bureau japonais de l' aviation civile met en place le MSAS (MT Sat - Based Augmentation System), un complément reposant sur l' utilisation du satellite MTSAT et qui couvrira la région FIR (Région d' information de vol) du Japon.

 

Galiléo

Le projet Galiléo repose sur une constellation de 30 satellites (27 opérationnels et 3 de réserve) répartis en orbite circulaire moyenne (MEO), sur trois plans inclinés à 56° par rapport à l’équateur, à l’altitude de 23 616 Km. Dix satellites seront placés sur chaque plan orbital effectuant une révolution complète en 14 heures. Cela permettra d' assurer une excellente couverture de la terre, les signaux Galiléo pouvant être fournis jusqu’à une latitude de 75° degrés Nord : ce qui correspond à la position du Cap Nord et même au-delà.
Chaque plan possède un satellite de secours actif. Les satellites seront équipés de panneaux solaires pouvant fournir une puissance crête de 1500W pour une masse totale de lancement d’environ 700 Kilos. Une fois la constellation établie, d’autres lancements permettront de renouveler les équipements défaillants et donc de régénérer le système au terme de la vie des satellites.

Deux centres de contrôle Galiléo (Navigation System Control Centres) en Europe contrôleront la constellation ainsi que la synchronisation des horloges atomiques des satellites, le traitement du signal d’intégrité et la gestion des données de tous les éléments internes et externes grâce à un réseau global de station de surveillance et de synchronisation orbital (Orbitography and Synchronisation Stations) et de stations de télémesure et de commandes (Tracking, Telemetry and Command).
Un réseau de télécommunications redondant mondial dédié, assurera l’interconnexion des vingt stations et installations terrestres en utilisant des liaisons terrestres et satellitaires VSAT.
Enfin, les centres de contrôle adresseront leurs données aux satellites par l' entremise de stations dites de "liaison montante". Cinq stations de ce type en bande S, et 10 stations en bande C, seront installées à cet effet autour du globe.
Des composantes régionales assureront indépendamment l’intégrité des services Galiléo. Des fournisseurs d’accès régionaux, utilisant les canaux autorisés de liaison montante de données d’intégrité fournis par Galiléo, diffuseront des données d’intégrité régionales. Le système garantira qu’un utilisateur sera toujours en mesure de recevoir des données d’intégrité d’au moins deux satellites avec un angle d’élévation minimum de 25°.

D’autres composantes locales optimiseront cette chaîne en diffusant localement ces données au moyen de liaisons terrestres ou de réseaux de communications existants dans le but d’offrir un supplément de précision ou d’intégrité autour des aéroports, des gares, des ports et des zones urbaines denses ou inaccessibles.

Fréquence, type de signal et services

Galiléo diffusera au total 10 signaux : six servent aux services ouverts et de sûreté de la vie (bien qu’ils puissent également être utilisés pour des services commerciaux), deux seront pour les services commerciaux et deux pour les services publics réglementés.
Les signaux seront diffusés dans les bandes de fréquence suivantes qui ont été attribuées à la Radio Navigation par Système Satellite (RNSS) lors de la conférence WRC-2000 à Istanbul.

Les signaux de navigation Galiléo comprendront des codes de télémétrie et des messages de données. Les codes de télémétrie seront gênées par des horloges autonomes de grande stabilité installées à bord de chaque satellite et surveillées en continue par des stations terrestres. Les messages de données seront envoyés par des liaisons montantes du sol vers les satellites, puis stockés pour ensuite être transmis en continu par paquets, ce qui permettra de relayer immédiatement à grande échelle les messages urgents reçus.

Les messages de données seront constitués d’informations relatives
- aux horloges des satellites,
- aux éphémérides des orbites et almanach de la constellation,
- aux indicateurs d’identité et de statut,
- à un signal de précision fournissant aux utilisateurs une prévision quant à la précision de l’horloge et des satellites.
Les services Galiléo et leurs applications

Les Services d’Intérêt
Général (OS)

Il fournira un service de positionnement, de navigation et de datation compatible avec les services existants mais avec une meilleure précision. Il sera utilisable par toute personne en possession d’un récepteur GALILEO recevant tous les signaux existants. Ce service sera accessible sans autorisation.
Les principales applications seront la navigation routière privée, la datation des réseaux, les systèmes d’information sur le trafic et les itinéraires de délestage en cas de congestion ou la téléphonie mobile, etc... De nombreux types de récepteurs seront développés à des prix très variables en fonction des applications proposées (Open Services).
Le Service Commercial
(SC)

Les fournisseurs de services qui l’utiliseront pour donner une plus-value à leur offre de produits paieront une redevance à l’opérateur de GALILEO. Le signal contiendra des données relatives aux services commerciaux supplémentaires offerts. En échange de la redevance, l’opérateur de GALILEO pourra offrir certaines garanties de service.
Les principales applications concernent des utilisateurs professionnels qui sont prêts à payer pour disposer d’un service garanti par l’opérateur GALILEO, notamment dans les domaines de la géodésie, des opérateurs en douane, de la synchronisation des réseaux, de la gestion de flottes maritimes ou routières, du péage routier, etc…
Ce service sera à accès contrôlé pour les utilisateurs finaux et les fournisseurs de services à valeur ajoutée. Ce contrôle d’accès pourra se faire via des clés d’accès protégées (à l’instar du code PIN pour les GSM) dans les récepteurs
Les Services d’Intérêt
Public (PRS,SOL)

Ce service sera offert aux utilisateurs très dépendants de la précision, de la qualité du signal et de la fiabilité de sa transmission. Il doit offrir un très haut niveau d’intégrité et en conséquence, indiquer très rapidement à l’utilisateur les éventuels dysfonctionnements. Il devra être certifié conformément aux réglementations s’appliquant aux différents modes de transport (celles de l’OACI pour le transport aérien, celles de l’OMI pour le transport maritime et les futures réglementations européennes concernant la Politique Commune des Transports).
Ce service nécessitera des récepteurs spécifiques permettant d’avoir accès à ce signal de plus grande qualité. En fonction des décisions des instances européennes ou internationales de normalisation, ce service pourra être limité à des utilisateurs autorisés. Les exigences de sécurité empêcheront la fourniture sur la même fréquence de tous les signaux destinés à ce service.
Sont notamment concernées, les applications destinées à la navigation aérienne et maritime, à la gestion et à la régulation des trafics routier et ferroviaire, aux services d’urgence, au péage routier, au contrôle de l’accès dans les villes, au transport de substances dangereuses, au transport et au suivi de personnes dangereuses, aux opérations humanitaires, mais aussi à l’enregistrement des boîtes noires.
Un service public spécifique d’aide à la recherche et au sauvetage permettra, en outre, de localiser les personnes ou véhicules en détresse. Ces derniers seront équipés de balises qui seront activées en cas d’urgence pour envoyer un signal d’alerte à un centre de sauvetage.
L’enregistrement de la réception du signal sera renvoyé immédiatement au naufragé. (Public Related Services, Safety Of Life Services)

 

Les usages

 

Le calendrier de Galiléo

L’infrastructure est mise en oeuvre en trois phases:

- Développement et validation en orbite (2001-2005)
– consolidation des exigences de la mission,
– développement de 2 à 4 satellites et des composantes au sol,
– validation du système en orbite.

- Déploiement (2006-2007)
– construction et lancement des 26 à 28 satellites restants,
– installation du segment sol complet.

- Exploitation commerciale (à partir de 2008)

La phase de développement et de validation en orbite sera cofinancée par l’Agence spatiale européenne (ESA) et la Commission européenne. L’entreprise commune Galiléo supervisera sa mise en oeuvre et préparera le terrain pour la phase de déploiement. Au cours de cette phase, une contribution majeure viendra du secteur privé par le biais d’un contrat de concession. Le développement et la validation du segment spatial et du segment sol associé seront réalisés par l’Agence spatiale européenne conformément à l’accord qu’elle aura conclu avec l’entreprise commune. Lors de la phase d’exploitation commerciale, les revenus du secteur privé seront tirés des services à valeur ajoutée vendus aux opérateurs et collectés par le détenteur de la concession, jusqu’à l’exploitation des droits de propriété intellectuelle sur les puces. D’ici 2015, les revenus perçus par l’opérateur permettront de ramener à zéro les versements de fonds publics.

Pour suivre l' évolution du développement et des applications: Le site d' informations Galiléo

 

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