Dịch vụ Galileo mới được thiết lập để cung cấp độ chính xác 20 cm

Sau nhiều tháng thử nghiệm bởi các kỹ sư ESA tại trung tâm kỹ thuật ESTEC ở Hà Lan, Dịch vụ Độ chính xác Cao (HAS) của Galileo đã chính thức được công bố là có sẵn cho người dùng tại Hội nghị không gian châu Âu ở Brussels, Bỉ, ngày nay.

“Galileo không đứng yên,” Javier Benedicto, Giám đốc Điều hướng của ESA nhận xét. “Dịch vụ có độ chính xác cao mới này cung cấp một khía cạnh chính xác mới cho tất cả những ai cần nó, trong khi Xác thực thông báo điều hướng dịch vụ mở – đã có sẵn – cho phép người dùng xác thực các tín hiệu Galileo khi họ sử dụng nó, để giảm thiểu mọi rủi ro giả mạo. Và một thông báo về tính toàn vẹn được nâng cấp của tín hiệu đã được triển khai vào năm ngoái giúp giảm thời gian sửa lỗi lần đầu đồng thời nâng cao độ bền tổng thể của Galileo.

“Vai trò của ESA là giám sát các nâng cấp cơ bản như vậy đối với hệ thống Galileo, hoạt động cùng với nhà cung cấp dịch vụ của Galileo EUSPA, Cơ quan Chương trình Không gian của EU và chủ sở hữu của nó, Liên minh Châu Âu. Các cải tiến dịch vụ tiếp theo sẽ đi kèm với việc phóng các vệ tinh Galileo còn lại, sau đó là Galileo Thế hệ thứ hai vào cuối thập kỷ này.”

Thông báo hiệu chỉnh HAS mới được nhúng trong dải ‘E6’ của tín hiệu Galileo – thường không được truy cập qua điện thoại thông minh và các sản phẩm thị trường đại chúng khác mà chỉ qua các bộ thu cao cấp. Tuy nhiên, thông báo này cũng đang được cung cấp qua internet, mở ra triển vọng áp dụng rộng rãi hơn cho các thiết bị được kết nối và sự phát triển của nó thành tiêu chuẩn Dịch vụ Mở trong những năm tới.

Đã là tốt nhất thế giới

Hệ thống Galileo của Châu Âu – bao gồm một chòm sao 28 vệ tinh cho đến nay và một phân đoạn mặt đất trên toàn thế giới – đã là dịch vụ định vị vệ tinh chính xác nhất thế giới, với Dịch vụ Mở của nó cung cấp độ chính xác trên thang đo. Liên minh châu Âu và ESA đã hợp tác để phát triển Galileo, với ESA là cơ quan kỹ thuật của nó – năm nay Cơ quan kỷ niệm 30 năm nghiên cứu định vị vệ tinh đầu tiên của mình.

EUSPA đang nhắm mục tiêu tdịch vụ Galileo mới của anh ấy hướng tới các ứng dụng có độ chính xác cao hiện nay như nông nghiệp chính xác, khảo sát tài nguyên, khảo sát đất đai và thủy văn cũng như các lĩnh vực mới nổi như rô-bốt, lái tự động của ô tô, tàu hỏa, tàu thủy và máy bay không người lái cũng như trò chơi thực tế tăng cường và tiếp thị – thậm chí cả việc tạo ra vệ tinh bay.

“Với Dịch vụ có độ chính xác cao mới này, Galileo trở thành chòm sao đầu tiên có thể cung cấp dịch vụ có độ chính xác cao trên toàn cầu và trực tiếp thông qua tín hiệu trong không gian và qua internet,” Rodrigo da Costa, Giám đốc điều hành của EUSPA nhận xét. “Tính năng mới này của Galileo sẽ thúc đẩy sự đổi mới trong nhiều lĩnh vực hạ nguồn.”

Giữ Galileo đi đúng hướng

Nguyên tắc cơ bản đằng sau Galileo rất đơn giản. Các vệ tinh trong không gian truyền tín hiệu kết hợp phép đo thời gian có độ chính xác cao, chính xác đến vài phần tỷ giây. Một máy thu nhận tín hiệu từ bốn (hoặc nhiều hơn) vệ tinh Galileo và đo thời gian cần thiết để mỗi tín hiệu đến được. Sau đó, nó chuyển đổi các giá trị thời gian này thành khoảng cách bằng cách nhân các số liệu với tốc độ ánh sáng. Sau đó, máy thu sẽ kiểm tra chéo khoảng cách từ tất cả các vệ tinh để xác định vị trí của nó trên (hoặc trên) bề mặt Trái đất.

Nhưng trong thực tế, cả quỹ đạo của các vệ tinh và đồng hồ nguyên tử trên tàu giữ thời gian cho các tín hiệu đều dễ bị trôi. Và các tín hiệu có thể trải qua các mức độ trễ nhẹ khác nhau do nhiễu từ ‘tầng điện ly’ – một phần hoạt động điện của bầu khí quyển Trái đất.

Vì vậy, để giữ cho hệ thống đi đúng hướng, một mạng lưới toàn cầu gồm các Trạm cảm biến Galileo thực hiện giám sát liên tục các vệ tinh và tín hiệu của chúng. Dữ liệu của họ được sử dụng để tổng hợp một tập hợp các hiệu chỉnh, sau đó được liên kết ngược với các vệ tinh Galileo để tích hợp vào các tín hiệu điều hướng của chúng sau mỗi 100 phút hoặc lâu hơn.

Hãy nghĩ về Galileo như một chiếc đồng hồ quy mô hành tinh duy nhất, được thiết kế đủ chính xác để nó xác định và làm nổi bật bất kỳ lỗi nào hình thành theo thời gian.

Hiệu chỉnh nhanh hơn cho độ chính xác sắc nét hơn

HAS mới cải thiện hơn nữa hiệu suất này thông qua việc sử dụng Trình tạo dữ liệu có độ chính xác cao có trụ sở tại Trung tâm điều khiển Galileo ở Fucino, Ý, tạo ra các hiệu chỉnh bổ sung cho Galileo cũng như các vệ tinh GPS của Hoa Kỳ. Những hiệu chỉnh này sau đó được chuyển tiếp đến các máy thu tương thích trong thời gian thực thông qua tín hiệu vệ tinh Galileo – được tổng hợp thành một thông báo duy nhất 448 bit mỗi giây, một khả năng độc đáo của hình dạng tín hiệu Galileo được thiết kế cẩn thận.

“So với Dịch vụ Mở Galileo, các hiệu chỉnh được cung cấp rất nhanh và rất thường xuyên – với bản cập nhật cho quỹ đạo vệ tinh cứ sau 30 giây và cho đồng hồ vệ tinh cứ sau 10 giây,” Daniel Blonksi, Kỹ sư Hiệu suất Hệ thống Galileo của ESA giải thích. “Và thông báo hiệu chỉnh HAS được thiết kế theo cách mà các máy thu phù hợp có thể hưởng lợi từ nhiều vệ tinh phát nó, để tái tạo lại thông báo tổng thể rất nhanh.”

Dịch vụ mới có độ chính xác cao dự kiến ​​có hai cấp độ dịch vụ. Dịch vụ Cấp 1, đã có sẵn, sửa lỗi quỹ đạo vệ tinh và lỗi đồng hồ cũng như ‘độ lệch’ tín hiệu bên trong duy nhất đối với từng vệ tinh trong chòm sao, khi đã biết, có thể cho phép độ chính xác cao hơn thông qua so sánh trực tiếp pha tín hiệu của chúng.

Dịch vụ cấp 2, dự định triển khai trên khắp châu Âu, sẽ kết hợp những điều này với các hiệu chỉnh tầng điện ly bổ sung, có thể thực hiện được bằng cách sử dụng các trạm mặt đất bổ sung mà ESA đang chuẩn bị nâng cấp cơ sở hạ tầng cần thiết.

Giới thiệu về Galileo

Galileo hiện là hệ thống định vị vệ tinh chính xác nhất thế giới, phục vụ hơn ba tỷ người dùng trên toàn cầu.

Giai đoạn Khả năng Hoạt động Đầy đủ của chương trình Galileo được quản lý và tài trợ bởi Liên minh Châu Âu. Ủy ban Châu Âu, ESA và EUSPA (Cơ quan EU về Chương trình Vũ trụ) đã ký một thỏa thuận theo đó ESA đóng vai trò là cơ quan thiết kế và phát triển hệ thống thay mặt cho Ủy ban và EUSPA là người quản lý khai thác và vận hành Galileo/EGNOS. “Galileo” đã được đăng ký làm nhãn hiệu trong cơ sở dữ liệu của Văn phòng Sở hữu Trí tuệ Liên minh Châu Âu (số 002742237).