Praca zbiorowa
System nawigacyjny GALILEO. Aspekty strategiczne, naukowe i techniczne
Zamów tą książkę
tł. Michał Klebanowski
ISBN: 83-206-1601-8, 978-83-206-1601-9
format B5, str. 152, rys. 14, oprawa miękka

W książce opisano w przystępny sposób strukturę, zasady funkcjonowania i przewidywane zastosowania europejskiego, cywilnego, globalnego systemu nawigacji satelitarnej Galileo.

Globalny system nawigacji satelitarnej Galileo, będzie zaspokajał potrzeby użytkowników na całym świecie w zakresie radionawigacji, lokalizacji i synchronizacji. Kompatybilny z obecnie już istniejącymi systemami GPS i GLONASS, Galileo będzie charakteryzował się lepszymi parametrami pracy (dokładność, dostępność, ciągłość). Będzie również dostarczał informacji na temat wiarygodności przesyłanych danych, dzięki czemu zaoferuje nowe możliwości zastosowań, zwiększając potencjał sektora nawigacji satelitarnej oraz stymulując rozwój nowych technologii. 

Książka została opracowana przez francuskie instytucje: Akademię Morską, Biuro Długości Geograficznej i Akademię Lotnictwa i Przestrzeni Kosmicznej.

Odbiorcy: wszyscy zainteresowani cywilnym zastosowaniem systemów nawigacji satelitarnej. 

Fragment przedmowy do wydania polskiego
Wspólnota Europejska oraz Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) prowadziły wieloletnie badania i dyskusje na temat możliwości utworzenia globalnego systemu nawigacji satelitarnej. Prace koncepcyjne i projektowe nad systemem rozpoczęły się już na początku lat dziewięćdziesiątych. W 1999 roku Rada Unii Europejskiej podkreśliła strategiczne znaczenie programu nawigacji satelitarnej i poprosiła Komisję Europejską o powzięcie kroków dla jego realizacji - wtedy też powstała nazwa "Galileo".

Oddajemy tę publikację do rąk polskiego Czytelnika w chwili, kiedy pierwsze satelity systemu Galileo są już wprowadzane na orbitę, zaś Polska, jako członek Unii Europejskiej jest jego współwłaścicielem i współgospodarzem. Kontekst, w którym powstawała ta książka był inny: toczyły się jeszcze dyskusje na temat potrzeby tworzenia tego systemu, zaś szereg elementów o charakterze technicznym nie było do końca zdefiniowanych. Dlatego można się spotkać w tekście z informacjami, które nie są ostatniej daty. Sądzimy wszakże, że szeroka panorama zagadnień przedstawiona w tej książce, poczynając od zastosowań systemów pozycjonowania, poprzez aspekty techniczne, ekonomiczne, militarne i polityczne zachowuje swą aktualność. 

Szczególnie argumentacja dotycząca motywów podjęcia decyzji o budowie europejskiego systemu nawigacji satelitarnej warta jest przedstawienia zarówno polskiemu środowisku fachowemu jak i gronu decydentów. Powinniśmy być także świadomi faktu, że system ten powstaje przy finansowym udziale Unii Europejskiej, czyli również naszym. Stwarza to możliwości współpracy w jego tworzeniu, uczestniczenia w organach decyzyjnych oraz rozwijaniu zastosowań. Jest to zupełnie odmienna sytuacja od korzystania z systemu GPS, który działa w sposób zupełnie niezależny, niczym zjawisko przyrody, na które się nie ma najmniejszego wpływu.

Wcześniej możliwości naszego zaangażowania się w europejski projekt Galileo były ograniczone. W czasie kiedy Polska nie była jeszcze członkiem Unii Europejskiej ani też członkiem Europejskiej Agencji Kosmicznej (której nadal nie jest), nie było podstaw prawnych by uczestniczyć w pracach nad tym systemem. A jednak dzięki kontaktom naukowym oraz profesjonalnej współpracy z jednostkami naukowymi z różnych krajów, stało się to możliwe. Można odnotować co najmniej dwa przykłady tego uczestnictwa:

1 - w Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie zorganizowano stację kontrolną podsystemu EGNOS;
2 - Laboratorium Czasu CBK PAN weszło w skład konsorcjum zapewniającego skalę czasu atomowego dla Galileo. Powinno to być punktem wyjścia i zachętą do jeszcze szerszego udziału polskiego w Galileo, tak aby korzyści z jego powstania i działania uzasadniały nakłady poniesione przez nasz kraj.

W imieniu kierownictwa projektu "GalileoApp" oraz wydawnictwa pragnę wyrazić wdzięczność francuskim instytucjom, dzięki którym powstała niniejsza książka: Akademii Morskiej, Biuru Długości Geograficznej oraz Akademii Lotnictwa i Przestrzeni Kosmicznej. Szczególnie podziękować pragnę prof. Francois Barlierowi i dr. Gerardowi Brachetowi za osobiście okazaną pomoc w doprowadzeniu do skutku naszego zamierzenia.

prof. Janusz B. Zieliński
Koordynator Projektu "GalileoApp"
Warszawa, 20 listopada 2005 r.

Spis treści:

Przedmowa do wydania polskiego 8
Od autorów 10

1. Wiadomości wstępne 11
1.1. Geneza systemu Galileo 11
1.2. Charakterystyka publikacji 19

2. Opis techniczny systemu 21
2.1. Opis ogólny systemu Galileo 21
2.1.1. Wprowadzenie do nawigacji satelitarnej  21
2.1.2. System Galileo 22
2.1.3. Określanie położenia i dokładność prognoz  24
2.1.4. Różnicowy system nawigacyjny  25
2.1.5. Usługi świadczone przez system Galileo  26
2.1.6. Galileo System Time (GST) i Galileo Terrestrial Reference Frame (GTRF) 28
2.1.7. Nie czekając na Galileo Europa wdraża system EGNOS 28
2.1.8. Galileo i teoria względności 30
2.2. Konwencjonalne ziemskie układy odniesienia dotyczace przestrzeni i czasu 32
2.2.1. Układy odniesienia wykorzystywane przy ustalaniu położenia  33
2.2.2. Czas odniesienia 34

3. Zastosowania cywilne 36
3.1. Nawigacja lotnicza 36
3.1.1. Aktualne parametry lotu 37
3.1.2. Systemy lądowania stosowane obecnie  37
3.1.3. Nawigacja  41
3.1.4. Ruch naziemny - pełna automatyzacja samolotów i kontroli ruchu w latach 2020-2030  42
3.1.5. Wnioski 43
3.2. Nawigacja morska  44
3.2.1. Wprowadzenie 44
3.2.2. Zmiany w technice nawigacji - systemy GPS, Glonass i GPS różnicowy 45
3.2.3. Zastosowania GNSS w nawigacji ogólnej  47
3.2.4. Zastosowania specjalne 50
3.2.5. Wnioski 53
3.3. Transport lądowy 53
3.3.1. Transport drogowy 53
3.3.2. Zastosowania satelitarnych systemów nawigacyjnych w transporcie kolejowym 58
3.4. Dystrybucja standardowych sygnałów czasu i częstotliwości oraz synchronizacja 60
3.5. Zastosowania systemu Galileo w telekomunikacji ruchomej  61
3.6. Kartografia obszarów lądowych i morskich oraz systemy informacji przestrzennej 64
3.6.1. Zastosowania dotyczące obszarów lądowych  65
3.6.2. Zastosowania dotyczące obszarów morskich  66
3.7. Zastosowania związane z techniką kosmiczną  68
3.7.1. Precyzyjne określanie orbit za pomocą systemów GPS i GNSS 68
3.7.2. Określanie orientacji 73

4. Zastosowania naukowe 75
4.1. Podstawy zastosowań naukowych systemu GNSS 76
4.2. Układy odniesienia dla potrzeb geodezji i pomiarów czasu  78
4.2.1. Geodezja kosmiczna i jej zastosowania  78
4.2.2. Tworzenie i rozpowszechnianie skal czasu  79
4.3. Zastosowania systemu Galileo w geofizyce  84
4.3.1. Ruch obrotowy Ziemi  84
4.3.2. Geoida i oceanografia  85
4.3.3. Pomiary deformacji  89
4.3.4. Środowisko lądowe  89
4.4. Czynniki wpływające na dokładność oraz możliwości poprawy oferowane przez system Galileo 92
4.5. System Galileo a społeczność naukowa  93

5. Bezpieczeństwo i obronność  95
5.1. Galileo jako system cywilny zaspokajający potrzeby Europy w zakresie bezpieczeństwa i obronności 95
5.2. Wojskowe zastosowania satelitarnych systemów nawigacyjnych  96
5.3. Obecne uzależnienie Europy od Stanów Zjednoczonych  97
5.3.1. Doktryna USA 97
5.3.2. Konsekwencje dla Europy 98
5.4. Znaczenie systemu Galileo dla suwerenności Europy  99
5.4.1. Zwięzła charakterystyka usług PRS  99
5.4.2. Autonomia umożliwiająca zacieśnienie współpracy z USA  99
5.5. Bezpieczeństwo systemu Galileo - wyzwanie i czynnik jednoczący Europę 100
5.6. Wnioski 101

6. Zegary w przestrzeni kosmicznej - technologia o kluczowym znaczeniu  103
6.1. Wprowadzenie 103
6.2. Specyficzne cechy zegarów atomowych  103
6.3. Produkcja przemysłowa zegarów atomowych w Europie i Rosji  104
6.4. Produkcja zegarów pokładowych systemu Galileo  106
6.5. Zegary drugiej generacji systemu Galileo  107
6.6. Zalecenia dotyczące rozwoju zegarów atomowych  107

Dodatki  109
Dodatek l. Przegląd zegarów atomowych  109
Dodatek 2. Pomiar fazy - szczególny przypadek wykorzystania systemu GNSS 114
Dodatek 3. Kartografia - aktualne zapotrzebowanie i najważniejsi użytkownicy 116
Dodatek 4. Uwagi uzupełniające na temat środków wspomagających nawigację w lotnictwie cywilnym 119
Dodatek 5. Przyszłość systemu GPS 132
Dodatek 6. Polski wkład w budowę europejskiego systemu nawigacji satelitarnej 133
Dodatek 7. Chronologiczny przegląd wydarzeń związanych z systemem Galileo 135

Wykaz źródeł 141
Słowniczek 144
Wykaz skrótów 149

Zamów tą książkę 

źródło: WKiŁ