Sygnał satelitów Galileo zaktualizowany dla internetu rzeczy

Galileo to europejska konstelacja ponad 30 satelitów nawigacyjnych, odpowiednik amerykańskiego systemu GPS. Satelity Galileo obsługują pięć miliardów użytkowników na całym świecie w usługach globalnych systemów nawigacji satelitarnej (GNSS).

Sygnały od satelitów Galileo, podobnie jak w przypadku innych sygnałów GNSS, tradycyjnie zawierają dwie składowe: sygnał pilotujący oraz sygnały z danymi. Pierwsza nie obejmuje danych, a jedynie umożliwia odbiornikowi odbiór i śledzenie sygnału. Druga składowa zawiera z kolei wszystkie informacje nawigacyjne potrzebne do określenia lokalizacji.

ESA postanowiła usprawnić to tradycyjne podejście. Agencja wraz z partnerami przemysłowymi opracowała rozwiązanie skierowane do masowego rynku aplikacji, które wymagają małego poboru mocy. Tą nowością jest E5a-QP, czyli składnik sygnału Quasi-Pilot (QP) przesyłany w paśmie E5.

Sygnał ten jest rozsyłany bez opłat. Obecnie można rozpocząć wdrażanie sygnału zarówno w nowych chipsetach, jak i poprzez aktualizację starszych urządzeń. Wszyscy użytkownicy otwartej usługi Galileo będą mogli z tego korzystać, jeśli tylko ich urządzenie jest do tego dostosowane technicznie.

Sygnał Quasi-Pilot zachowa rolę sygnału pilotującego, ale dodatkowo będzie zawierać niewielką ilość danych potrzebną do uzyskania pierwszego ustalenia pozycji. Proces akwizycji będzie uproszczony, a odbiornik będzie mógł zmniejszyć zużycie energii. Testy wykazały, że E5a-QP trzykrotnie redukuje czas potrzebny na odbiór sygnału, a liczba operacji przy jego przetwarzaniu zmniejsza się ośmiokrotnie.

Będzie to szczególnie przydatne dla takich urządzeń jak podstawowe odbiorniki stosowane w smartfonach, infrastruktury inteligentnych miast, urządzeń internetu rzeczy, a także tych odbiorników, które potrzebują sygnału GNSS jedynie przez bardzo krótki czas.

W 2020 roku rozpoczęła się faza projektowa, w której ustalono, w jaki sposób zrekonfigurować satelity Galileo, aby zintegrować nową składową sygnału. Potem przeprowadzono serię testów na modelach inżynieryjnych w ESA Navigation Payload Laboratory.

W 2023 roku rozwiązanie sprawdzono w teście orbitalnym – na parze satelitów Galileo działających na orbicie eliptycznej. Sygnał zmierzono w Galileo In-Orbit Test Facility w ESEC w Belgii oraz w DLR Signal Monitoring Facility w Niemczech. Testy te były udane.

Pomiędzy listopadem 2025 roku a kwietniem 2026 roku zostanie zaktualizowanych dwanaście satelitów Galileo. To minimalna użyteczna liczba, zapewniająca, że przynajmniej jeden z satelitów używanych do obliczenia pozycji nadaje sygnał E5a-QP pod średnim lub dużym kątem elewacji. Pozwala to użytkownikom na całym świecie korzystać z tej innowacji.