GIOVE - GIOVE

GIOVE ( [ˈDʒɔːve] ) oder Galileo In-Orbit Validation Element ist der Name für zwei Satelliten, die für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) gebaut wurden, um Technologie im Orbit für das Galileo-Positionierungssystem zu testen .

Giove ist das italienische Wort für "Jupiter". Der Name wurde als Tribut an ausgewählten Galileo Galilei , der die ersten vier entdeckte natürlichen Satelliten von Jupiter , und später entdeckt , dass sie als Universal verwendet werden könnten Uhr die erhalten Länge von einem Punkt auf der Erde ‚s Oberfläche.

Die GIOVE-Satelliten werden vom GIOVE-Mission - Segment ( GIOVE-M ) im Rahmen der Risikominderung für die In-Orbit-Validierung (IOV) des Galileo-Positionierungssystems betrieben .

Zweck

Diese Validierungssatelliten waren zuvor als Galileo System Testbed (GSTB) Version 2 (GSTB-V2) bekannt . Im Jahr 2004 validierte das Projekt Galileo System Test Bed Version 1 (GSTB-V1) die On-Ground-Algorithmen für die Orbitbestimmung und Zeitsynchronisation (OD & TS). Dieses von der ESA und der europäischen Satellitennavigationsindustrie geleitete Projekt hat der Industrie grundlegendes Wissen zur Entwicklung des Missionssegments des Galileo-Positionierungssystems vermittelt .

GIOVE-Satelliten sendeten Mehrfrequenz-Entfernungssignale, die den Signalen des zukünftigen Galileo entsprechen : L1BC, L1A, E6BC, E6A, E5a, E5b. Der Hauptzweck der GIOVE-Mission bestand darin, den Empfang und die Leistung neuartiger Codemodulationen für Galileo zu testen und zu validieren, einschließlich neuer Signale, die auf der Verwendung der BOC- Technik ( Binary Offset Carrier ) basieren, insbesondere des Hochleistungssignals E5AltBOC.

Satelliten

GIOVE-A-Start

GIOVE-A

Früher als GSTB-V2 / A bekannt , wurde dieser Satellit von Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) gebaut.

Ihre Mission hat das Hauptziel, die von der ITU Galileo zugewiesenen Frequenzen zu beanspruchen . Es verfügt über zwei unabhängig voneinander entwickelte Galileo-Signalerzeugungsketten und testet auch das Design von zwei an Bord befindlichen Rubidium -Atomuhren und die Umlaufbahnmerkmale der kreisförmigen Zwischenbahn für zukünftige Satelliten.

GIOVE-A ist das erste Raumschiff, dessen Design auf dem neuen GMP-Satellitenbus (Geostationary Minisatellite Platform) von SSTL basiert, der für die geostationäre Umlaufbahn vorgesehen ist . GIOVE-A ist auch der erste Satellit von SSTL außerhalb der erdnahen Umlaufbahn , der in der mittleren Erdumlaufbahn betrieben wird , und der erste Satellit von SSTL, der einsetzbare Solar-Arrays mit Sonnenverfolgung verwendet. Frühere SSTL-Satelliten verwenden am Körper montierte Solaranlagen, die weniger Strom pro Flächeneinheit erzeugen, da sie nicht direkt der Sonne zugewandt sind.

Gestartet am 28. Dezember 2005

Es wurde am 28. Dezember 2005 um 05:19 UTC auf einer Sojus-FG / Fregat vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan gestartet .

Erste Galileo-Übertragungen

Es begann wie geplant um 09:01 UTC zu kommunizieren, während es die Erde in einer Höhe von 23.222 km umkreiste. Der Satellit sendete seine ersten Navigationssignale am 12. Januar 2006 um 17:25 GMT erfolgreich. Diese Signale wurden am Chilbolton Observatory in Hampshire , Großbritannien, und an der ESA-Station in Redu in Belgien empfangen . Teams von SSTL und ESA haben das von GIOVE-A erzeugte Signal gemessen, um sicherzustellen, dass es die Anforderungen für die Zuweisung und Reservierung von Frequenzen für die International Telecommunication Union (ITU) erfüllt , ein Prozess, der bis Juni 2006 abgeschlossen sein musste.

Technische Details

Das GIOVE-A-Signal im Weltraum ist unter dem Gesichtspunkt von Frequenzen und Modulationen, Chipraten und Datenraten vollständig repräsentativ für das Galileo- Signal. GIOVE-A kann jedoch nur in zwei Frequenzbändern gleichzeitig senden (dh L1 + E5 oder L1 + E6).

GIOVE-A-Codes unterscheiden sich von Galileo- Codes. Die GIOVE-A-Navigationsnachricht ist aus Sicht der Struktur und des Inhalts nicht repräsentativ (nur zu Demonstrationszwecken). Die Erzeugung von Pseudoentfernungsmessungen und die detaillierte Analyse des Verfolgungsrauschens und der Mehrwegeleistung von GIOVE-A-Entfernungssignalen wurden unter Verwendung des von Septentrio entwickelten GETR (Galileo Experimental Test Receiver) durchgeführt .

Es gab einige öffentliche Kontroversen über den Open-Source-Charakter einiger PRN-Codes (Pseudo-Random Noise). Anfang 2006 überwachten Forscher von Cornell das GIOVE-A-Signal und extrahierten die PRN-Codes. Die verwendeten Methoden und die gefundenen Codes wurden in der Juni 2006-Ausgabe von GPS World veröffentlicht . Die ESA hat die Codes nun veröffentlicht.

Pensionierung

GIOVE A wurde am 30. Juni 2012 in den Ruhestand versetzt (aber nicht außer Dienst gestellt), nachdem es in die Höhe gehoben worden war, um Platz für einen betriebsbereiten Satelliten zu machen. Es bleibt unter dem Kommando von SSTL.

GIOVE-B

GIOVE-B (früher als GSTB-V2 / B bezeichnet ) hat eine ähnliche Mission, hat jedoch die Hardware zur Signalerzeugung erheblich verbessert.

Es wurde ursprünglich vom Satellitenkonsortium European Satellite Navigation Industries gebaut , aber nach der Neuorganisation des Projekts im Jahr 2007 wurde die Verantwortung für den Satelliten-Hauptauftragnehmer auf Astrium übertragen .

GIOVE-B hat auch MEO-Umgebungscharakterisierungsziele sowie Signal-in-Space- und Empfänger-Experimentierziele. GIOVE-B trägt drei Atomuhren : zwei Rubidium-Standards und den ersten weltraumqualifizierten passiven Wasserstoff-Maser .

Gestartet am 27. April 2008

Der Start wurde aufgrund verschiedener technischer Probleme verzögert und fand am 27. April 2008 um 04:16 Uhr Baikonur-Zeit (Samstag 22:16 UTC) an Bord einer von Starsem bereitgestellten Sojus-FG / Fregat- Rakete statt . Die Fregat-Stufe wurde dreimal gezündet, um den Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen. Giove-B erreichte nach 02:00 UTC seine geplante Umlaufbahn und setzte seine Solarmodule erfolgreich ein.

Erste Galileo-Navigationsübertragungen

GIOVE-B hat am 7. Mai 2008 mit der Übertragung von Navigationssignalen begonnen. Der Empfang der Signale durch GETR-Empfänger und andere Mittel wurde in einigen ESA-Einrichtungen bestätigt.

Technische Details

Laut ESA ist dies "ein wahrhaft historischer Schritt für die Satellitennavigation, da GIOVE-B nun zum ersten Mal das gemeinsame GPS-Galileo-Signal unter Verwendung einer spezifischen optimierten Wellenform, MBOC (Multiplexed Binary Offset Carrier), gemäß überträgt das im Juli 2007 von der EU und den USA ausgearbeitete Abkommen für ihre jeweiligen Systeme Galileo und das künftige GPS III ".

" Jetzt, da GIOVE-B sein hochpräzises Signal im Weltraum sendet, haben wir eine echte Darstellung dessen, was Galileo bieten wird, um die fortschrittlichsten Satellitenortungsdienste bereitzustellen und gleichzeitig die Kompatibilität und Interoperabilität mit GPS sicherzustellen ", sagte Javier Benedicto, Projektmanager von ESA Galileo.

Nach dem Start, dem frühen Orbit-Betrieb und der Inbetriebnahme der Plattform wurde die Navigationsnutzlast von GIOVE-B eingeschaltet und die Signalübertragung am 7. Mai begonnen. Die Qualität dieser Signale wird nun überprüft. An diesem Prozess sind mehrere Einrichtungen beteiligt, darunter das GIOVE-B-Kontrollzentrum in den Einrichtungen von Telespazio in Fucino, Italien, das Galileo-Verarbeitungszentrum im Europäischen Weltraumforschungs- und Technologiezentrum (ESTEC) der ESA in den Niederlanden und die ESA-Bodenstation in Redu. Belgien und das Chilbolton-Observatorium des Rutherford Appleton Laboratory (RAL) im Vereinigten Königreich.

Die 25-Meter-Antenne von Chilbolton ermöglicht es, die Eigenschaften von GIOVE-B-Signalen mit großer Genauigkeit zu analysieren und zu überprüfen, ob sie den Konstruktionsspezifikationen des Galileo-Systems entsprechen. Jedes Mal, wenn der Satellit von Redu und Chilbolton aus sichtbar ist, werden die großen Antennen aktiviert und verfolgen den Satelliten. GIOVE-B umkreist eine Höhe von 23 173 Kilometern und macht eine vollständige Reise um die Erde in 14 Stunden und 3 Minuten.

Die Qualität der von GIOVE-B übertragenen Signale hat einen wichtigen Einfluss auf die Genauigkeit der Positionsinformationen, die von den Benutzerempfängern am Boden bereitgestellt werden. An Bord der GIOVE-B befindet sich eine passive Wasserstoff-Maser-Atomuhr, die eine beispiellose Stabilitätsleistung liefern soll.

Die Signalqualität kann durch die Umgebung des Satelliten in seiner Umlaufbahn und durch den Ausbreitungsweg der vom Weltraum zum Boden wandernden Signale beeinflusst werden. Darüber hinaus dürfen die Satellitensignale keine Interferenzen mit Diensten verursachen, die in benachbarten Frequenzbändern arbeiten, und dies wird ebenfalls überprüft.

Galileo-Teams innerhalb der ESA und der Industrie haben die Möglichkeit, das Spektrum der von GIOVE-B übertragenen Signale in Echtzeit zu beobachten und aufzuzeichnen. Es werden verschiedene Messungen durchgeführt, die sich auf die übertragene Signalleistung, die Mittenfrequenz und die Bandbreite sowie das Format der an Bord erzeugten Navigationssignale beziehen. Dies ermöglicht die Analyse der Satellitenübertragungen in den drei dafür reservierten Frequenzbändern.

Die GIOVE-B-Mission bietet auch die Möglichkeit, kritische Satellitentechnologien im Orbit zu validieren, die Strahlungsumgebung des Medium Earth Orbit (MEO) zu charakterisieren und ein Schlüsselelement des zukünftigen Galileo-Systems zu testen - die Benutzerempfänger.

Pensionierung

GIOVE B wurde am 23. Juli 2012 in den Ruhestand versetzt (aber nicht stillgelegt).

GIOVE-A2

Mit den Verzögerungen von GIOVE-B hat die Europäische Weltraumorganisation erneut einen Vertrag mit SSTL über einen zweiten Satelliten abgeschlossen, um sicherzustellen, dass das Galileo-Programm ohne Unterbrechungen fortgesetzt wird, die zu einem Verlust der Frequenzzuteilung führen könnten. Der Bau von GIOVE-A2 wurde aufgrund des erfolgreichen Starts und des In-Orbit-Betriebs von GIOVE-B eingestellt.

Missionssegment

Das GIOVE-Missionssegment oder GIOVE-M ist der Name eines Projekts, das sich der Nutzung und dem Experimentieren der GIOVE-Satelliten widmet. Die GIOVE-Mission sollte die Risikominderung der In Orbit Validation (IOV) -Phase des Galileo-Positionierungssystems sicherstellen .

GIOVE Missionsgeschichte

Das GIOVE-Missionssegment begann im Oktober 2005 mit dem Ziel, experimentelle Ergebnisse basierend auf realen Daten bereitzustellen, die zur Risikominderung während der gesamten Phase der Galileo In Orbit Validation (IOV) des Galileo-Positionierungssystems verwendet werden können .

Die Infrastruktur des GIOVE Mission-Segments basierte auf der Weiterentwicklung der Infrastruktur des Galileo System Test Bed Version 1 (GSTB-V1), die zur Verarbeitung von Daten der Satelliten GIOVE-A und GIOVE-B konzipiert wurde. Das GIOVE-Missionssegment bestand aus einer zentralen Verarbeitungsanlage namens Giove Processing Center (GPC) und einem Netzwerk von dreizehn experimentellen Giove-Sensorstationen (GESS).

Die Hauptziele des GIOVE-Missionssegment-Experiments waren:

• On-Board-Uhrcharakterisierung
• Generierung von Navigationsnachrichten
• Orbit-Modellierung

Verweise

Externe Links

• ESA GIOVE-B Startseiten
• GIOVE Mission Processing Center-Website
• eoPortal Beschreibung von GIOVE
• Blog über den Start von GIOVE-A und Pressemitteilungen von Ballard Communications Management, die von SSTL verwendet werden.
• Technische Dokumente zu GIOVE-A- und B-Missionen
• GIOVE Mission Processing Center - Website
• eoPortal Beschreibung von GIOVE