Galileo là một trong các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu được sử dụng phổ biến trên thế giới do Liên minh Châu Âu phát triển. Vậy bạn đã biết gì về hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu này? Hãy cùng bandotracdia tìm hiểu trong bài viết dưới đây!
Nội dung chính
Giới thiệu về Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo
Galileo là hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu của Liên minh Châu Âu, cung cấp dịch vụ định vị toàn cầu với độ chính xác cao. Hệ thống này có thể tương tác với GPS và GLONASS. Các máy thu tín hiệu vệ tinh Galileo tính toán vị trí của chúng trong hệ thống tham chiếu Galileo dựa trên công nghệ vệ tinh và nguyên lý tam giác.
Hình 1. Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo của Liên minh Châu Âu.
Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo bắt đầu hoạt động vào ngày 15 tháng 12 năm 2016. Các dịch vụ sẽ phát triển cùng với việc triển khai cơ sở hạ tầng cho đến khi đạt được khả năng hoạt động đầy đủ. Hệ thống khi được triển khai đầy đủ sẽ bao gồm 30 vệ tinh, được triển khai theo cách tiếp cận so le và cơ sở hạ tầng mặt đất liên quan.
Sự kết hợp giữa tín hiệu Galileo và GPS trong các máy thu kép giúp cho các ứng dụng GNSS mới đòi hỏi mức độ chính xác cao hơn so với GPS hiện có. Từ hầu hết các địa điểm, sẽ có thể nhìn thấy sáu đến tám vệ tinh Galileo, kết hợp với tín hiệu GPS, sẽ cho phép xác định vị trí trong phạm vi vài cm. Ví dụ về các ứng dụng này là: hướng dẫn người mù, tăng tỷ lệ thành công của các hoạt động cứu hộ trên núi, theo dõi nơi ở của những người mắc bệnh Alzheimer, v.v.
Ngoài ra, Galileo cải thiện tính khả dụng và vùng phủ sóng tổng thể của tín hiệu GNSS. Ví dụ, số lượng vệ tinh cao hơn sẽ cải thiện tính khả dụng của tín hiệu ở các thành phố sầm uất, nơi các tòa nhà có thể cản trở tín hiệu từ các vệ tinh ở tầm thấp.
Với Galileo, châu Âu có thể khai thác tối đa các cơ hội do định vị vệ tinh mang lại. Các nhà sản xuất thiết bị và máy thu GNSS, nhà cung cấp ứng dụng và nhà khai thác dịch vụ được hưởng lợi từ các cơ hội kinh doanh mới.
Lịch sử phát triển Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo
Từ những năm 1990, Liên minh Châu Âu đã thấy rằng, Châu Âu cần phải có hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu của riêng mình. Liên minh Châu Âu đã hợp lực để xây dựng Galileo, một hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu của châu Âu độc lập dưới sự kiểm soát dân sự.
Giai đoạn phát triển và xác thực quỹ đạo của Galileo được Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (European Space Agency – ESA) thực hiện, được ESA và Liên minh Châu Âu đồng tài trợ. Giai đoạn hoàn thiện khả năng hoạt động đầy đủ của Galileo được Liên minh Châu Âu tài trợ hoàn toàn.
Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo được triển khai theo ba giai đoạn chính: Giai đoạn Xác thực trong Quỹ đạo (In-Orbit Validation – IOV), Khả năng Hoạt động Ban đầu (Initial Operational Capability – IOC) và Khả năng Hoạt động Đầy đủ (Full Operational Capability – FOC).
Cấu trúc của Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo
Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo được chia thành ba phân đoạn chính: Phân đoạn không gian, phân đoạn mặt đất và phân đoạn người dùng.
– Phân đoạn không gian
Phân đoạn không gian của hệ thống định vị vệ tinh Galileo có chức năng chính là tạo và truyền tín hiệu pha mã và sóng mang với cấu trúc tín hiệu Galileo một cách cụ thể, đồng thời lưu trữ và truyền lại thông báo điều hướng do phân đoạn mặt đất gửi. Các đường truyền này được điều khiển bởi các đồng hồ nguyên tử có độ ổn định cao trên vệ tinh.
Khi Galileo hoạt động đầy đủ, sẽ có 30 vệ tinh trên quỹ đạo trung bình của Trái đất tại độ cao 23.222 km. Các vệ tinh sẽ chiếm một trong ba mặt phẳng quỹ đạo nghiêng một góc 56° so với đường xích đạo. Các vệ tinh sẽ được trải đều xung quanh mỗi mặt phẳng và sẽ mất khoảng 14 giờ để quay quanh Trái đất. Hai vệ tinh trong mỗi mặt phẳng sẽ là dự phòng hay ở chế độ chờ trong trường hợp bất kỳ vệ tinh hoạt động nào bị hỏng.
– Phân đoạn mặt đất
Phân đoạn mặt đất của hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo (còn được gọi là phân đoạn điều khiển) chịu trách nhiệm cho việc vận hành hoạt động của hệ thống GNSS nhằm đảm bảo chính xác. Các chức năng cơ bản của phân đoạn này là:
● Để kiểm soát và duy trì trạng thái và cấu hình của hệ thống vệ tinh.
● Để dự đoán lịch thiên văn và sự phát triển của đồng hồ vệ tinh.
● Để giữ thang thời gian GNSS tương ứng (thông qua đồng hồ nguyên tử).
● Để cập nhật thông báo điều hướng cho tất cả các vệ tinh.
Phân đoạn mặt đất của hệ thống Galileo là phần tử hệ thống kiểm soát chính toàn bộ hệ thống vệ tinh, các cơ sở của hệ thống định vị và các dịch vụ phổ biến. Phân đoạn bao gồm 2 rung tâm Kiểm soát Mặt đất (GCC), 1 mạng lưới các trạm theo dõi và điều khiển từ xa (TT&C), 1 mạng lưới các trạm ULS và 1 mạng lưới các trạm cảm biến Galileo (GSS).
– Phân đoạn người dùng
Phân khúc người dùng của hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo bao gồm các máy thu tín hiệu vệ tinh có khả năng thu tín hiệu Galileo. Chức năng chính của chúng là nhận tín hiệu từ hệ thống định vị vệ tinh Galileo, xác định khoảng cách giả (và các thiết bị quan sát khác) và giải các phương trình điều hướng để có được tọa độ của chúng và cung cấp thời gian chính xác. Tham khảo thêm: Định vị vệ tinh và thiết bị định vị vệ tinh >>>
Tần số hoạt động của hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo
Tín hiệu được truyền trong 4 dải tần số: E5a, E5b, E6 và E1. Chúng cung cấp băng thông rộng để truyền tín hiệu vệ tinh Galileo.
Hình 2. Tín hiệu của hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo được truyền trên 4 dải tần số.
Các dải tần Galileo đã được chọn trong phổ được phân bổ cho dịch vụ định vị vệ tinh (RNSS). Ngoài ra, các dải E5a, E5b và E1 được bao gồm trong phổ được phân bổ cho dịch vụ định vị vệ tinh hàng không (ARNS), được sử dụng bởi người dùng hàng không dân dụng và cho phép các ứng dụng quan trọng về an toàn chuyên dụng.
Các dịch vụ hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo cung cấp
Các dịch vụ của Galileo đã được xây dựng trong giai đoạn ban đầu với sự tham vấn của cộng đồng người dùng và các quốc gia thành viên. Các dịch vụ hiệu suất cao sẽ được cung cấp sau khi hệ thống Galileo hoạt động đầy đủ như sau:
- Dịch vụ mở (OS): Với khả năng định vị chính xác đến một mét, dịch vụ mở có thể truy cập miễn phí nhắm vào thị trường đại chúng và dành cho điều hướng phương tiện cơ giới và dịch vụ điện thoại di động dựa trên vị trí.
- Dịch vụ độ chính xác cao (HAS): Dịch vụ bổ sung bằng cách cung cấp tín hiệu điều hướng bổ sung và các dịch vụ giá trị gia tăng trong một dải tần số khác. Tín hiệu HAS có thể được mã hóa để kiểm soát quyền truy cập vào các dịch vụ HAS của Galileo
- Dịch vụ quy định công cộng (PRS): Dịch vụ quy định công cộng được giới hạn cho người dùng được chính phủ ủy quyền, dành cho các ứng dụng nhạy cảm đòi hỏi mức độ liên tục của dịch vụ cao. Nó sẽ được mã hóa và thiết kế để trở nên mạnh mẽ hơn với cơ chế chống gây nhiễu và khả năng phát hiện sự cố đáng tin cậy. Dịch vụ này dành cho cơ sở hạ tầng chiến lược và an ninh (ví dụ: năng lượng, viễn thông và tài chính,…).
- Dịch vụ Tìm kiếm và Cứu nạn (SAR): Dịch vụ tìm kiếm và cứu hộ trên toàn thế giới của Galileo sẽ giúp chuyển tiếp các tín hiệu cấp cứu đến trung tâm điều phối cứu hộ bằng cách phát hiện các tín hiệu khẩn cấp được truyền bởi các đèn hiệu và chuyển tiếp các thông báo tới chúng.
Bài viết trên đã cung cấp những thông tin cơ bản, cần biết về hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Galileo của Liên minh Châu Âu. Nếu còn bất cứ thắc mắc nào, hoặc cần tư vấn về thiết bị thu tín hiệu định vị vệ tinh Galileo, cũng như các hệ thống định vị khác, hãy liên hệ ngay đến HOTLINE 0903 825 125 để được hỗ trợ sớm nhất!
>>> Xem thêm: Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống Định Vị Vệ Tinh Toàn Cầu
