Galileo
2006-03-25

Übersicht über das Galileo-System

Grundlagen

Das Galileo Navigationssystem wird wie GPS ein globales Satellitennavigationssystem sein. Das grundsätzliche Funktionsprinzip ist das gleiche und das System soll sogar mit GPS kompatibel sein. Zumindest mit der im Aufbau befindlichen weiterentwickleten Version von GPS. Im Unterschied zum GPS-System wird es jedoch nicht vom Militär sondern von zivilen Stellen betrieben kontrolliert. Es wird eine Reihe von Diensten mit garantierter Verfügbarkeit beim Galileo-System geben und ganz sicher ist auch, dass die bisher erhältlichen GPS-Empfänger nicht "einfach so" Galileo-kompatibel sein werden. Bei manchen neuen wird sich Galileo per Firmware-Update verwenden lassen, andere, ältere werden nie Galileo-kompatibel werden.

Sobald die ersten vier Satelliten des Systems für die Validierungsphase im Orbit zur Verfügung stehen, werden die Galileo-Dienste die teilweise auch mit GLONASS und GPS Daten kombiniert werden können stufenweise zur Verfügung gestellt werden.

 

Dienste des Galileo-Systems

Es sind folgende fünf Dienste geplant:

 

Allgemeiner Dienst (Open Service; OS)

Dieser Dienst, der kostenlos über die frei zugänglichen Signale zur Verfügung steht, wird über eine Positions- und Zeitgenauigkeit verfügen, die in der Leistung ähnlich wie andere Satellitennavigationssysteme (GPS, GLONASS) sein wird. Man kann heute von einer zu erwartenden Genauigkeit von etwa 4 Metern ausgehen.

 

Sicherer-Dienst (Safety-of-Life Service; SoL)

Dieser Dienst ist für überlebenswichtige Aufgaben gedacht (z.B. Flugverkehr) und gegenüber dem offenen Dienst darin erweitert, dass es rechtzeitige Warnungen (wenige Sekunden) im Falle von Genauigkeitseinschränkungen oder Ausfall von Satelliten gegeben werden. Es ist geplant für diesen Service die Verfügbarkeit zu garantieren.

 

Kommerzieller Dienst (Commercial Service; CS)

Im kommerziellen Dienst stehen zusätzliche zwei Signale zur Verfügung, die einerseits den Datendurchsatz erhöhen, andererseits die Genauigkeit erhöhen. Diese Signale werden verschlüsselt und gegen Gebühren genutzt werden können. Auch hier ist eine Verfügbarkeitsgarantie geplant. Die Genauigkeit soll bis 10 cm betragen.

 

Regulierter Dienst; Regierungsdienst (Public Regulated Service; PRS)

Dieser zugangsbeschränkte Dienst wird ausschliesslich für Benutzerkreise zur Verfügung stehen, die bei der Wahrnehmung von hoheitlichen Aufgaben beteiligt sind (Polizei, Küstenwache, Geheimdienste, Militär). Sowohl Genauigkeit als auch Zuverlässigkeit dieser Dienste soll besonders hoch sein. Zwei Signale mit verschlüsselten Codes werden zur Verfügung stehen.

 

Such- und Rettungsservice (Search and Rescue; SAR)

Galileo wird weltweite Such- und Rettungsmassnahmen dadurch unterstützen, dass es in das bestehende Netzwerk COSPAS-SARSAT und MEOSAR (Medium Earth Orbit Search and Rescue System) eingebunden wird. Die Satelliten des Galileo-Systems werden in der Lage sein, die Signale von Notsendern auf Schiffen, Flugzeugen und Personen zu empfangen und an die Nationalen Rettungszentren weiterzuleiten. Dadurch erhält eine Rettungsleitstelle genaue Informationen über den Ort des Notfalls. Zu jeder Zeit wird mindestens ein Galileo-Satellit das Signal empfangen können und erlaubt so eine Alarmierung in nahezu Echtzeit. Ausserdem wird es erstmals in bestimmten Fällen möglich sein, eine Antwort zum Notsender zurückzusenden.

 

Die Dienste im Einzelnen

Sehr viel genaues über diese Dienste ist noch nicht bekannt. Vieles wird sich sicherlich noch über die Nachfrage und die zu erwartenden Kosten definieren.

 

Allgemeiner Dienst (Open Service; OS)

Der allgemeine Dienst von Galileo ist für Anwendungen des Massenmarktes gedacht und damit eine direkte Konkurrenz oder auch Ergänzung zu GPS. Dieser Dienst wird zum modernisierten GPS-System (GPS III; ab 2010) so kompatibel sein, dass Empfänger die Daten beider Systeme verwenden können, denn beide System setzen das gleiche Datenformat (BOC1.1) ein. Galileo wird im Dienst OS Zeit- und Positionssignale liefern, die für den Benutzer kostenlos sind. Es werden jedoch für die Hersteller Lizenzgebühren fällig, womit anzunehmen ist, dass Galileo/GPS-Empfänger teuerer sein werden als reine GPS-Empfänger. Für diesen frei zugänglichen Dienst stehen bis zu drei Signalfrequenzen zur Verfügung, jedoch werden die kostengünstigsten Empfänger wohl nur eines dieser Signale nutzen und eine entsprechend eingeschränkte Genauigkeit liefern. Zum Standard werden sich aber wohl bald Zweifrequenzempfänger entwickeln, die eine Korrektur der Ionosphäreneinflüsse erlauben. Gegenüber dem jetzigen GPS-System wird bei günstigen Empfängern in erster Linie eine Verbesserung der Abdeckung erreicht werden, da mit der Kombination von GPS und Galileo-Satelliten zu jeder Zeit mindestens 15 Satelliten verfügbar sein sollten. Dies wird besonders in Städten und bergigen Gegenden Vorteile bringen. Zweifrequenzempfänger werden eine höhere Genauigkeit liefern (ca. 4 m). Der frei zugängliche Dienst wird jedoch keine Integritätsinformationen des Systems oder Garantien irgendeiner Art beinhalten.

Es ist sogar so, dass nach langem Streit der Europäer mit den Amerikanern für Galileo nicht das störungsunempfindlichere Datenformat BOC1.5 eingesetzt wird, sondern BOC1.1. Grund war die Angst der Amerikaner, dass sonst das frei verfügbare Galileo-Signal in Krisenfällen nicht gestört werden kann. Zumindest nicht ohne ihr geplantes neue M-Signal, das ebenfalls BOC1.5 nutzt nicht auch zu stören. Dieser Kompromiss auf BOC1.1, erlaubt zwar maximale Kompatibilität zwischen Galileo und GPS, lässt aber alle Versprechungen und Ankündigungen mit Galileo ein verlässlicheres (weil nicht durch die US-Armee beeinflussbares) System zu haben relativ schwach dastehen. Lediglich der nur Staatsstellen zugängliche PRS-Dienst von Galileo ist störsicher.

 

Sicherer-Dienst (Safety-of-Life Service; SoL)

Der SoL-Dienst wird zertifiziert sein und die nötige Genauigkeit wird durch die Verwendung von Zweifrequenzempfängern erreicht. Unter diesen Voraussetzungen wird die spätere „Galileo Betriebsgesellschaft“ die Verfügbarkeit dieses Dienstes garantieren. Um diese Zuverlässigkeit zu erreichen wird der Dienst im Bereich der für die Flugnavigation reservierten Frequenzbereiche (L1: 1559 - 1591 und E5: 1164 - 1215 MHz ) integriert sein.
Dieser Dienst soll die Sicherheit speziell dann erhöhen, wenn keine entsprechende Infrastruktur am Boden vorhanden ist (z.B. ILS für Landeanflug). Innerhalb dieses Dienstes findet auch das EGNOS seinen Platz, das dann wie WAAS der unabhängigen Überwachung des Galileo (und GPS) dient. Ein weltweit verfügbarer solcher Dienst kann sicherlich die Effizienz und Sicherheit von Luftfahrt- und Schifffahrtsunternehmen steigern.

 

Kommerzieller Dienst (Commercial Service; CS)

Der kommerzielle Dienst zielt auf Anwendungen, die eine höhere Genauigkeit benötigen als der offene Dienst bietet. Dieser zusätzliche Nutzen wird durch Zahlung von Gebühren geboten. Im kommerziellen Dienst werden gegenüber dem offenen Dienst nochmals zwei zusätzliche Signale im E6-Bereich (1260-1300 MHz) zur Verfügung stehen. Dieses Signalpaar wird verschlüsselt sein, der Zugang wird über die Empfänger kontrolliert. Somit wäre sowohl eine Abrechnung nach Zeit als auch eine Art Abonnement möglich.
Im kommerziellen Modus wird Datenübertragung (Systemdaten, nicht jedoch Kommunikation) möglich sein und bei anderen Signalen auftretende Zweideutigkeiten bei Differentialanwendungen werden so gelöst werden können. Die entsprechenden Dienste sollen über Service-Provider zur Verfügung gestellt werden, die das Recht zur Verwendung der Signale vom Galileo-Betreiber kaufen. Es ist anzunehmen, dass vor allem für Vermessungsaufgaben dieser Dienst von Bedeutung sein könnte, falls das Kosten-Nutzen-Verhältnis sich rechnet.

 

Öffentlicher regulierter Dienst (Public Regulated Service; PRS)

Zusätzlich zu den für die Öffentlichkeit prinzipiell zugänglichen Diensten wird es noch einen besonders robusten und streng zugangskontrollierten Service für von den Regierungen authorisierte Anwendungen geben. Dieser regulierte Dienst wird für Polizei, Küstenwache und Zollbehörden aber auch Militärs zur Verfügung stehen. Der Zugang zu diesem verschlüsselten Dienst wird jedoch von zivilen Institutionen kontrolliert. Ein Zugang basierend auf einer Region oder Benutzergruppe wird durch in Europa gültige Sicherheitsrichtlinien gewährt.
Der öffentlich regulierte Dienst wird zu jedem Zeitpunkt und unter allen Umständen, auch in Krisenzeiten verfügbar sein. Das verschlüsselte Signal wird gegen Störung und Verfälschung gesichert sein und entspricht somit in etwa dem bestehenden militärischen GPS-Signal.

 

Such- und Rettungsservice (Search and Rescue; SAR)

Der Such- und Rettungsservice soll Europas Beitrag zum internationalen kooperativen Bestreben nach Rettungs- und Suchdiensten sein. Jeder Satellit wird einen Transponder enthalten, der Notsignale von Benutzern zu den Rettungsleitstellen (Rescue Coordination Center; RCC) weiterleitet, die dann die Rettungsaktion einleiten. Gleichzeitig kann das System dem Nutzer ein Rücksignal senden, das anzeigt, dass sein Notruf eingegangen und Hilfe auf dem Weg ist. Letztere Funktion ist eine Neuerung gegenüber dem bestehenden System, dass keine Rückmeldung an den Benutzer erlaubt.

Weitere Verbesserungen gegenüber dem heutigen COSPAS-SARSAT System aus bestehend aus vier niedrigfliegenden und drei geostationären Satelliten sind ein Nahezu-Echtzeitempfang des Notsignals überall auf der Erde (bisher ist die durchschnittliche Wartezeit eine Stunde); Genaue Lokalisierung des Notrufs (wenige Meter anstatt der momentan spezifizierten 5 km); Empfang des Signals durch mehrere Satelliten um Abschattungen durch das Gelände unter ungünstigen Umständen zu vermeiden.
Der Dienst wird in Abstimmung mit dem bestehenden COSPAS-SARSAT-System definiert und der Aufbau und Betrieb werden durch die IMO (International Maritime Organisation; Internationale Seeschifffahrts-Organisation) und ICAO (International Civil Aviation Organization; Internationale Zivile Luftfahrt-Organisation) geleitet.