Galileo Mission Consolidation Review

Prezentacja na temat: "Galileo Mission Consolidation Review"— Zapis prezentacji:

1 Galileo Mission Consolidation Review 7.03.2012
Pierwszy dokument przedstawiający wymagania dla misji Galileo do fazy FOC sporządzony został w 2008 roku na mocy porozumienia pomiędzy EC i ESA. Celem spotkania Galileo Mission Consolidation Review było: oszacowanie technicznych możliwości misji Galileo ocena planów przygotowania misji Galileo, które przedstawione zostały w dokumentach przygotowanych przez EC i ESA: 1) High Level Description Document 2) Mission Requirements Document 3) System Specific Security Requirement Statement (restricted) 4) Security Accreditation Strategy 5) Open Service (SIS) Signal in Space 6) High Level Operation Concept Wszystkie te dokumenty przedstawiały aktualny stan misji Galileo oraz plany działań do końca 2015 roku. 1) Wysoka Dokument Poziom Opis    2) Dokument Wymagania Mission    3) System Szczególne wymagania bezpieczeństwa (ograniczona)    4) strategia akredytacji bezpieczeństwa    5) Otwórz Service (SIS) Signal in Space    6) Wysoki Concept Operation Level

2 Galileo Mission Consolidation Review 7.03.2012
W celu zrecenzowania tych dokumentów powołane zostały dwie grupy robocze: WG1 - Mission definition and performance (Chairman: J. Marechal) WG2 - Mission and Service provision implementation (Chairman: P. Hamilton) W szczególności dokumenty, które miały być zrecenzowane przez grupę roboczą WG1, dotyczyły między innymi takich zagadnień jak: Mission Requirements, Initial Operational Capability objectives and roadmap, Commercial Service roadmap, Safety of Life reprofiling. Recenzentami tych dokumentów byli specjaliści z GSA oraz krajów członkowskich ESA. Consolidation – polaczenie, Łączna ocena misji Galileo, Mission definition and performance - Definicja misji i wydajności, Mission and Service provision implementation - misja i realizacja usług

3 Galileo Mission Consolidation Review 7.03.2012
Zrecenzowanie dokumentów miało na celu: Wydanie kolejnej poprawionej wersji Mission Requirements Document (MRD 7.1) do fazy FOC (Final Operational Capability) Określenie głównych charakterystyk SIS (Signal in Space) Określenie działań dla IOC (Initial Operational Capability) Ocena konsystencji i kompletności usług IOC oraz planów rozwoju całego systemu Przedstawienie opinii recenzentów oraz ustalenie wspólnych stanowisk nastąpiło na następnym spotkaniu Galileo Mission Consolidation Review w wyniku debat w grupach roboczych WG1 i WG2. MDR – Dokument wymogów misji FOC – Końcowa zdolność operacyjna

4 GALILEO MISSION CONSOLIDATION REVIEW 7.03.2012
Referaty na spotkaniu: Mission Requirements Document 7.1 (MRD) Initial Operational Capability (IOC) service objectives System architecture and service performance Service implementation plans OS (Open Service) PRS (Public Regulated Service) SAR (Search and Rescue) SoL (Safety of Life) CS (Commercial Service) Dokument wymagań misjii, początkowa zdolność operacyjna (cele usług), architektura systemu i wykonanie usług, Plany realizacji usług

5 Cele IOC (Initial Operational Capability)
zaprojektowanie sygnału Galileo dobrej jakości tak aby zawierał depesze nawigacyjną na odpowiednim poziomie dokładności (parametry orbit + czas) określenie sposobów ograniczenia dostępu dla poszczególnych usług: OS, SAR i PRS określenie docelowej konstelacji segmentu kosmicznego określenie planów działań: GMS (Ground Mission Segment), GCS (Ground Control Segment) i GSF (Galileo Security Facility) powołanie Galileo Service Centre określenie zadań dla TGVF (Timing and geodesy validation facility) Cele poczatkowej zdolność operacyjna

6 Galileo system architecture and performance
Architektura i wykonanie systemu

7 Baseline Constellation Deployment Schedule
Deployment constellation Schedulle Baseline Constellation Deployment Schedule Faza czas Starty Liczba satelitów Sumaryczna liczba satelitów IOV 21.Oct.2011 L (Soyuz) 2 /0/2 12.Oct.2012 L (Soyuz) /2/ OSSR1 FOC1 /Apr /Aug /Dec L (Soyuz) L (Soyuz) L (Soyuz) /4/2 /4/4 /4/4 /Apr L (Soyuz) L (Soyuz) L8 (Ariane 5) 4 /4/ OSSR2 /6/4 /6/ OSSR3 FOC2 2015 – 2018 L9 (Ariane 5) L10 (Ariane 5) /6/8 /10/8/ Rozwój konstelacji OSRR - Operation Services Readiness Reviews

8 Galileo Mission Consolidation Review 27-29.03.2012
W czasie spotkania omawiane były recenzje dokumentów przedstawiających aktualny stan misji Galileo oraz plany działań do końca 2015 roku. W pierwszych dwóch dniach obrady prowadzone były niezależnie w dwóch grupach roboczych WG1 i WG2. Obrady w zakresie WG1 "Mission definition and performances", dotyczyły ustalenia wspólnego stanowiska dotyczącego ostatecznej konstelacji segmentu kosmicznego: 3·9=27 (+3) vs 3·8=24 (+6). [Ewentualna zmiana konstelacji zajęłaby 70 tygodni] W związku z wycofaniem usługi Safety of Life zaplanowano aby rozbudować usługę OS, a następnie wykorzystać EGNOS do wprowadzenia tej usługi. Wymaga to podjęcia odpowiednich działań w przyszłości zmierzających do integracji EGNOS z Galileo.

9 Galileo Mission Consolidation Review 27-29.03.2012
Problem, który pojawił się było zmniejszenie TTFF (Time to First Fix), przy jednoczesnym utrzymaniu dokładności pozycji na poziomie 50m. Zredukowanie czasu TTFF (~o połowę) wiązałoby się z wprowadzenie tzw. micro-efemeryd i tym samym z dodatkowymi kosztami. Dyskutowano o kosztach systemu oraz opóźnieniach jego uruchomienia a także brakiem odpowiedniej reklamy Galileo tak aby stał się konkurencyjny do GPS. Dyskutowano również nad rozwojem Galileo Performance Evaluation Center (GPEC), który jest obecnie siecią ośrodków wykonujących niezależne pomiary satelitów Galileo oraz niezależne obliczenia. Dalsza integracja GPEC ma nastąpić po umieszczeniu 12 satelitów na orbitach wprowadzeniu jednolitego czasu Galileo oraz dowiązaniu go do skali czasu UTC. Nastąpi to nie wcześniej niż w latach

10 Expert meeting on the Galileo Reference Centre 5.09.2012
W czasie spotkania zaproponowane zostało utworzenie Galileo Reference Centre (GRC), z główna siedzibą w Noordwijk w Holandii. Głównym celem GRC (komórki administracyjnej GSA) jest zagwarantowanie w przyszłości serwisom Galileo odpowiedniej jakości w czasie fazy eksploatacyjnej. Zadaniem GRC ma być dostarczenie GSA danych dotyczących monitorowania działania systemu w segmentach kosmicznym i kontroli w celu sprawdzenia jego zgodności z wytycznymi zawartymi w dokumentacji projektowej Galileo. Organizacja GRC powinna uwzględnić obecne i przyszłe techniczne możliwości rozwijane w krajach członkowskich ESA oraz ESTEC w celu ich optymalnego wykorzystania do budowy tych serwisów. Działaniem i rozwojem GRC będzie kierować GSA. Uruchomienie GRC ma nastąpić w 2016 roku jednak prace nad jego utworzeniem rozpoczną się już w 2012/13 roku. ESTEC - European Space Research and Technology Centre

11 Expert meeting on the Galileo Reference Centre 5.09.2012
GRC będzie składać się z następujących elementów: SPEF Service Performance Evaluation Facility (core mission of GRC) odpowiedzialny za jakość SIS, wydajność systemu oraz wsparcie dla serwisów OS, PRS, SAR,CS TSF Time Service Facility (distribution of timing products to external users) GSF Geodetic Service Facility (distribution of geodetic products to external users) TGVF (Time and Geodesy Validation Facility) as a part of GPEC (Galileo Performance Evaluation Centre - ESTEC ESA) Do czasu pełnego rozwoju GRC w 2016 roku, GPEC będzie wspierał jego działania poprzez dostarczenie odpowiedniego hardwaru i softwaru

12 Expert meeting on the Galileo Reference Centre 5.09.2012
Zadania GRC wytwarzanie produktów referencyjnych dla systemu oraz monitorowanie wydajności usług [produkty będą dostępne tylko dla autoryzowanych użytkowników (GSA, EC, ESA) do czasu uprawomocnienia systemu i uzyskania odpowiedniej ich jakości] kontrola dostępu do czasu i produktów geodezyjnych dla zewnętrznych użytkowników, zapewnienie wsparcia technicznego w zakresie korzystania z usług systemu przez zewnętrznych użytkowników.

13 Galileo Timing Station
Galileo timing station which supports Galileo timing experiment is composed of: 1 AHM 3Cs clocks 1 PHM (passive hydrogen maser) * It generates a stable and continuous timescale to distribute Time and frequency signals to Galileo Test bed and the Sensor Stations, as a part of TGVF.

14 Deployment constellation Schedulle
OSRR - Operation Services Readiness Reviews

15 Galileo Performance Evalutation Centre at ESTEC
Ma na celu wspieranie kontroli wydajności systemu wraz z jego odbiornikami oraz ciągłego monitorowania jego wydajności, a także oceny w czasie faz IOV i FOC Weryfikacji będą podlegały: - pomiary GNSS z sieci „sensor stations” pozyskiwane w wyniku pozyskiwania produktów geodezyjnych oraz dodatkowych danych obserwacyjne (np. SLR) wydajność odbiorników dla użytkowników mobilnych i stacjonarnych parametry jakości sygnału

16 Galileo Performance Evalutation Centre składa się z:
Timing and geodesy validation facility (TGVF) PRS validation facility Signal Monitoring and validation facility Galileo payload test bed Timing station ASTRON Signal Monitoring Facility (Westerbork 25m dish) NLR Aeronautic Testing Facility Integracja tych składników pozwala uzyskać autoryzowany dostęp do danych poprzez sieć web

17 Time and Geodetic Validation Facility (TGVF)
It is for validation of the timing and navigation performance (walidacja czasu i wydajności nawigacji), która opiera się na sieci „sensor stations” (stacje te są niezależne struktury systemu operacyjnego oraz operatora Galileo). nawiązuje się do Europejskiego czasu i innych danych geodezyjnych nawiązuje się do GCC (Galileo Control Centre) w celu pozyskania timing/geodesy products Interface with the FOC GTSP and GRSP

18 PRS Validation Facility
Estymuje zachowanie systemu w czasie eksperymentów przeprowadzanych w warunkach naturalnych oraz w laboratorium. Testom podlegają: - RF Constelation Simulator - Galileo PRS test User Receiver

19 Segment kosmiczny 3 orbity 8+2 satelitów na orbicie i=56o
23616km wysokość 14h 04min okres obiegu

20 Centra Kontroli System Galileo będzie nadzorowany przez Centra Kontroli Galileo, które ze względu na warunek ciągłości i niezawodności działania będą spełniać następujące funkcje: Obliczanie parametrów orbit satelitów, umieszczonych w depeszach nawigacyjnych satelitów (OSPF – Orbit Synchronization and Processing Facilities); Nadzór nad skalą czasu systemu, w tym synchronizacja zegarów atomowych satelitów (PTF- Precision Timing Facilities); Analiza wiarygodności działania systemu, sprawdzanie poprawności sygnału transmitowanego z satelitów (IPF- Integrity Processing Facilities); Sprawdzanie prawidłowego działania całej konstelacji satelitów (MCF- Mission Control Facility); Nadzór nad działaniem poszczególnych satelitów systemu (SCF- Satellite Constellation Facility); Sprawdzanie parametrów usług oferowanych przez Galileo (SPF- Service Product Facility).

21 Centra kontroli segmentu naziemnego :
GCS (Ground Control System) mający kontrolować stan techniczny satelitów i uzupełniać braki w konfiguracji satelitów. W skład tego segmentu wejdzie 5 stacji sterujących zapewniających ciągłą kontrolę i dwukierunkową łączność ze wszystkimi satelitami systemu, GMS (Ground Mission System) system kontroli funkcjonowania całego systemu, GSS (Ground Sensor Station) będzie składał się z kilkudziesięciu stacji śledzących rozmieszczonych na całym globie, co pozwoli na ciągłą obserwację wszystkich satelitów, GCC (Galileo Control Center) - zgromadzone dane będą tam przekazywane a następnie będą analizowane, a na ich podstawie zostanie wygenerowana depesza nawigacyjna, które przekazana zostanie do satelitów za pośrednictwem stacji ULS (Up-Link Station).

22 Układ odniesienia i system czasu Galileo
W systemie Galileo obowiązywać będzie układ odniesienia GTRF (Galileo Terrestrial Reference Frame), który będzie niezależną realizacją ITRS (International Terrestrial Reference System). Wzorcem czasu systemu Galileo będzie GST (Galileo System Time), zsynchronizowany z czasem TAI. Różnica między TAI i GST ma być znana z dokładnością nie gorszą niż 28 ns (2σ) pod warunkiem znajomości TAI z sześciotygodniowym wyprzedzeniem. Odbiór sygnałów z satelity Galileo umożliwi dla każdego 24-godzinnego przedziału znajomość UTC z dokładnością nie gorszą niż 30ns (95%).

23 Galileo program phases
IOV (In Orbit Validation): to develop the satellite system. Completed by mid 2013 will deploy 4 satellites, ground control and mission segments, as well as operational capabilities. No operational services will be available at the end of this phase. FOC (Full Operational Capability) will complete the satellite constellation and ground segments, development of all services (OS, SAR, PRS) - FOC1: development, deployment and qualification of the configuration described in IOC (Initial Operational Capability to provide OS and SAR operational services), accreditation needed to support PRS and CS demonstration by begin 2015. - FOC2: development, deployment and qualification of the Galileo infrastructure, accreditation to provide FOC full services. Exploitation Phase

24 Galileo Final Operational Capability (FOC) is decomposed of:
Space segment (SSEG) Ground Control Segment (GCS) Ground Mission Segment (GMS) Service Facilities Support Facilities

25 Ground Control Segment (GCS)
To support the management and control of the satellite constellation (monitoring of satellites) Consists of: - 2 Galileo Control Centres (GCC) Oberpfaffenhofen (D) and Fucino (I) - 5 TT&C (Telemetry Tracking and Control) stations located around the World

26 Ground Mission Segment (GMS)
Determines the navigation, timing and integrity data part of the navigation message and transmits it to satellites by C-Band stations It consist of facilities to be deployed in: 2 Galileo Control Centres (GCC) 9 Up-link stations (ULS) 35 Galileo Sensor Stations (GSS) (for trackig Galileo satellites

27 Facilities of GMS in GCC
OSPF (Orbit and Synchronization Processing Facility): for orbit determination and time synchronisation, computation of data to be transmitted to user: precise ephemeries of satellites in constellation computed in GTRF precise clock model parameters signal in space accuracy almanac for satellites in constellation ionospheric correction IPF (Integrity Processing Facility): for computing integrity information of signal in space errors MGF (Message Generation Facility): for dissemination of information to be up-linked to satellites in C-Band. PTF (Precise Time Facility): UTC-GST conversion models and Galileo to GPS time offset (GGTO) MDDN (Mission Data Dissemination Network): to transport data between GCC-ULS, GMS-GCC in real time and non-real time. SPF (Service Product Facility): interface between GMS elements and external entries. MKMF (Mission Key Management Facility): provides key management for SoL and CS signals. PKMF (PRS Key management Facility): provides key management for PRS signals.

28 Facilities of GCS in GCC
SCCF (Satellite Constellation and Control Facility): provides real-time monitoring and control of satellites and TTC (Telemetry and Tracking Control) stations GCS KMF (Galileo Control Station Key Management Facility): management of telemetry (TM) and telecommand (TC) security key on the ground and satellite CMCF (Central Monitoring and Control Facility): for monitoring and control functions of ground facilities of GCS (Galileo Control Segment). FDF (Flight Dynamics Facility) – tools for orbit determination and prediction and manoeuvre planning support. OPF (Operations Preparation Facility): tools to configure the spacecraft commands and GCS operational procedures. SPCF (Satellite Constellation Planing Facility): for generating TT&C contact plan for on-board and ground based satellite operations CSIM (Constelation Simulator): high fidelity simulation of Galileo constellation ILS Tools (Integrated Logistic Support Tools): effective planing of logistic recource avaibility and performance SDDN (Satellite Data Distribution Network): connection of TTCF (Telemetry Tracking and Control Facilities) sites to GCS S-EDDN (External Data Distribution Network): non real time product exchange between GCC and external entries.

29 Service Facilities Support Facilities SoL Service centre
MEOLUT (Medium Earth Orbit Local Users Terminals): RLSP (Return Link Service Provider): GRSP (Geodetic Reference Service Provision) TSP (Time Service Provision) GGTO (Galileo GPS time offset) CSP (Commercial Service provision) GOC and GSC (Commercial Service Centres) Support Facilities LOCC (Launch and Early Operations Control Centres) to move satellites from launcher dispenser to operational position (CNES, ESOC) IOT Station (In Orbit Test station) to test satellites functions after launch and separation from launcher dispenser GALSEE (Galileo System and Elements Verification Activities) Other GNSS: provides in the navigation message the offset between Galileo and GPS time scales BIPM: provides TSP and UTC-SST offsets evaluation. IERS Commercial Service Providers Regional and Local GNSS Components Civil Aviation

30 Galileo services Open Service (OS): Safety of Life (SOL):
Comertial Service (CS) Public Regulated Service (PRS) Search and Rescue Service (SAR)

31 Galileo Signal in Space (SIS)
Orbit characteristics Nominal constelation parameters 24=8·3 and 6 Nominal orbit eccentricy 0 Nominal inclination 56 Nominal orbit semimajor axis 29600km

32 SAR Galileo Coverage Area