La posibilidad de disponer de una señal de

Transcripción

1 Una familia en pleno viaje por carretera hacia Andalucía busca un alojamiento cercano para pernoctar. No conoce los alrededores pero dispone de un receptor en su vehículo que le permite establecer un enlace de comunicación vía satélite a través de Internet. En minutos, el conductor, aportando su posicionamiento, cuenta con información detallada de la oferta hotelera más próxima y con la posibilidad, incluso, de realizar las reservas de habitaciones. Es un caso hipotético pero no una secuencia de ciencia-ficción. Europa, con una esmerada dedicación española, prepara actualmente el Programa GALILEO, un sistema de navegación por satélite para uso civil que estará operativo en torno al año 2008 y que terminará con las restricciones que, actualmente, imponen los sistemas militares norteamericanos y rusos (GPS y GLONASS). Es la pata de la que cojeaba hasta ahora la sociedad de la información que definirá el nuevo milenio. El Programa GALILEO ofreceræ ofrecerá un sistema vanguardista de navegación n a la sociedad del nuevo milenio CIVIL Y EUROPEO RAQUEL SANTOS La posibilidad de disponer de una señal de navegación por satélite de gran precisión, integridad (es decir, fiable), disponibilidad y continuidad con cobertura mundial aporta multitud de aplicaciones que, como es obvio, no se restringen al ámbito doméstico de una familia en viaje. El transporte aéreo, ferroviario y marítimo, los servicios de emergencia, las flotas de autobuses y camiones, así como sectores productivos y profesionales (topografía, pesca, minería, cartografía, etc.) podrán beneficiarse de los servicios de un sistema, GALILEO, diseñado expresamente para satisfacer las necesidades de la comunidad civil internacional. Y es que este sistema europeo constituye una pieza esencial de la futura Infraestructura Mundial de la Información que permitirá, conociendo dónde se encuentra el usuario (receptor), tener acceso a información que esté referenciada a las cercanías de su posición, o dicho de otro modo, disponer de todo tipo de datos relativos a su situación geográfica con independencia del lugar donde se encuentre. Constelación de satélites. 152 Julio-agosto 2000 Julio-agosto

2 Actual sistema de radioayuda para la navegación aérea que será sustituido en un futuro próximo. La decisión de la Unión Europea de crear este sistema, actualmente en Fase de Definición y estandarte de los retos para el nuevo siglo y milenio, tiene argumentos de peso. Actualmente, existen dos sistemas de navegación por satélite: el GPS, norteamericano, y el GLONASS, propiedad de la Federación Rusa. Ambos se diseñaron en la década de los setenta, aunque entraron en funcionamiento en la segunda mitad de los noventa, y fueron concebidos a la medida para proporcionar información de posición a sus respectivos ejércitos en cualquier lugar del planeta. Este uso militar, controlado por los Departamentos de Defensa de ambos Estados, tiene una vertiente civil que presenta algunas limitaciones. Estados Unidos, por ejemplo, ofrece gratuitamente el GPS a usuarios civiles sin cobro de tasas directas pero el servicio es pobre (el sistema no fue diseñado para satisfacer necesidades civiles) y está sujeto a variaciones imprevistas dependiendo de las necesidades de su dueño, es decir, los norteamericanos pueden modificar la posición de la constelación de satélites de la que se nutre el sistema según sus necesidades. Amén de estos vaivenes, el Pentágono puede interferir la señal civil en cualquier momento si considera que hay riesgo para sus intereses. Por otra parte, el nivel de precisión de la señal del GPS que se recibe puede ser suficiente para ciertos usuarios la familia en viaje hacia Andalucía, por ejemplo- pero no satisface las necesidades de otros, la aviación civil, entre ellos. Los aviones necesitan contar con una señal de navegación muy precisa y, aparte de ello, requieren integridad (saber si la señal que se recibe es fiable o no), continuidad (que haya garantías de recibirla constan- temente) y disponibilidad (tener confirmación absoluta de que se va a disponer de ella). Europea para la Seguridad de la Navegación Aé- Agencia Europea del Espacio y la Organización Por si fuera poco, actualmente, para poder utilizar un sistema de navegación, la Aviación Civil nado EGNOS, no supone la puesta en órbita de rea (EUROCONTROL). Este sistema, denomi- requiere un Régimen de Responsabilidad Civil una nueva constelación de satélites sino la creación de un elemento complementario que combi- para casos de incidentes. El convenio actual por que el se rige el transporte aéreo establece que cada Estado es responsable de los servicios de najora la prestación de servicio a los usuarios civiles. nado con GPS y con GLONASS aumenta y mevegación que se ofrecen en el espacio aéreo de su soberanía. El GPS norteamericano proporciona Características GPS y GLONASS servicio de navegación en espacios aéreos bajo la Aplicaciones del GNSS jurisdicción de otros Estados, produciéndose por GPS GLONASS tanto una laguna en la legislación aeronáutica internacional. AÉREO MARÍTIMO FERROCARRIL CARRETERA INFORMACIÓN PERSONAL GEOGRÁFICA NAVEGACIÓN EMERGENCIAS GESTIÓN TRÁNSITO GESTIÓN FLOTAS INFORMACIÓN EGNOS, UN SISTEMA PRECURSOR A GALILEO Ante este conjunto de limitaciones, deficiencias e inconvenientes, la Unión Europea decidió establecer, hace seis años, un sistema propio de navegación por satélite en colaboración con la Satélites 24 ( 6 planos) 24 (3 planos) Altitud km km Inclinación 55º 64.8º Vida útil 7.5 años 3 años Precisión horizontal 100 m (95%) 60 m (99.7%) Precisión vertical 156 m (95%) 70 m (99.7 %) Coordenadas WGS-84 PE-90 Referencia tiempo UTC Tiempo Moscú Satélites GPS. 154 Julio-agosto 2000 Julio-agosto

3 El programa EGNOS, entrará en funcionamiento en el año 2005 y, en él, España cuenta con una participación muy relevante ya que Aena ha aportado 24 millones de euros al proyecto y eso permitirá la ubicación en nuestro país de importantes instalaciones del sistema que, entre otros aspectos, cubrirán las necesidades de los corredores que enlazan la Península Ibérica con el archipiélago canario (y por tanto, los enlaces entre Europa y Sudamérica). Con este sistema, denominado de aumentación (o complemento) regional, se consigue incremen- Mercado de Aplicaciones del GPS (Millones $) tar las prestaciones del GPS y del GLONASS aunque se mantiene la dependencia de ellos, por lo que permanecen los problemas legales de control y de responsabilidad civil. Los expertos del Ministerio de Fomento aseguran que con EGNOS se logrará satisfacer las necesidades de los usuarios más exigentes (aquellos que demandan mayor seguridad), con una relación coste-beneficio óptima. El año pasado, la Unión Europea dio un paso más en este planteamiento innovador y decidió impulsar su propio GNSS, es decir, un sistema de navegación por satélite completo, como el GPS o el GLONASS, bautizado como Programa GALI- LEO. Este Santo Grial de la navegación será, por una parte, independiente de GPS y GLONASS, asegurando que las aplicaciones críticas para la Son muchos los sectores que podrán beneficiarse del nuevo sistema. seguridad (p.e. el transporte de personas) estén protegidas de posibles disfunciones (técnicas, operativas y legales). Por otra parte, pero al mismo tiempo, GALI- LEO será compatible e interoperable con los sistemas existentes porque no pretende competir con ellos sino darle un uso combinado que proporcionará elevadas prestaciones, por ejemplo en términos de disponibilidad de navegación en áreas urbanas. Además, aprovecha las ventajas de la innovación, estará bajo control europeo y cubrirá todas las necesidades civiles de los Estados participantes en el programa (permitiéndose la adhesión de Estados no pertenecientes a la UE). El 17 de junio de 1999, todos los ministros europeos de Transportes aprobaron una resolución para respaldar políticamente el programa, el primer cimiento sólido para su desarrollo. En diciembre de este año está previsto que vuelvan a reunirse para avalar su continuidad. La aprobación de esa resolución no es baladí. Primero porque más allá de significar un apoyo político al sistema y un gesto hacia los usuarios El Programa Galileo es un sistema de navegación por satélite para uso civil que estará operativo en torno al año 2008 Arquitectura de GALILEO Fuente: Sat/Nav Global Market overview by market segment. US Department of Comerce (1997). SEGMENTO ELEMENTO TAREAS ESPACIO Satélite Información de navegación Carga de Navegación Información de tiempo Carga de Comunicaciones Integridad regional CONTROL Estaciones de Enlace Enlaces ascendentes y descendentes Centros Control Satélites Control orbital y sincronización Red Control de Área Procesamiento de canal de integridad Estaciones de Monitorización Distribución de información de integridad USUARIO Receptores Cálculo de la posición e información de integridad 156 Julio-agosto 2000 Julio-agosto

4 El transporte aéreo es uno de los sectores que se beneficiará del nuevo sistema de navegación por satélite. civiles se deja claro a americanos y rusos que Europa quiere y puede estar a la vanguardia de la sociedad de la información. Además, esa resolución plantea las primeras tareas para poner en marcha el sistema: emprender negociaciones con Estados Unidos y la Federación Rusa, por cuestiones institucionales y técnicas; desarrollar una serie de actividades de Investigación y Desarrollo que permitan definir el sistema, los servicios y la arquitectura de la constelación y buscar una estructura organizativa que soporte todas las actividades a realizar. UNA EXPLOTACIÓN PIONERA La fórmula para explotar y operar los servicios GALILEO también representa una iniciativa pionera. El esquema de explotación del GPS y del GLONASS es sencillo: los Ministerios de Defensa costean operan y controlan ambos sistemas. El sistema europeo será civil y, por tanto, debería estar financiado y operado por organizaciones civiles. Con esta premisa, la Unión Europea se plantea ensayar un esquema denominado Asociación Público Privada, una organización en la que se mezclaría la gestión y la aportación económica pública y privada. Esta fórmula se emplea para la construcción y explotación de infraestructuras de transporte (autopistas, puentes, etc.) entre Estados a nivel bilateral, pero nunca antes se había planteado la implicación simultánea de todos los miembros de la UE además de bancos, empresas privadas y otras organizaciones (Agencia Europea del Espacio). La Comisión ha estimado el coste del GALILEO entre y 3000 millones de euros sólo para el periodo comprendido entre 1999 y el La entrada en funcionamiento de GALILEO, Operación de EGNOS Calendario de EGNOS Prestaciones de los Servicios GALILEO SERVICIO DE ACCESO DIRECTO (OAS) SERVICIO DE ACCESO RESTRINGIDO (CAS) Precisión 30 m / 10 m Precisión 3 m Integridad RAIM Integridad Tiempo de Alerta 300 s / 100 s Tiempo de Alerta 6 s / 1s Continuidad 99.5 % / 99.7 % Continuidad 99.9 % Disponibilidad 99 % / 99.9 % Disponibilidad % Fuente: Estudio GEMINUS para la Definición de Servicio de GALILEO (abril de 2000) entre 2008 y 2010, coincidirá con las fechas en las que los norteamericanos tienen previsto renovar su constelación de satélites para mejorar las prestaciones de su GPS. En ese momento, el sistema europeo estará en condiciones de competir, en cuanto a prestaciones, el mismo nivel de servicios que el sistema norteamericano. Los expertos que trabajan en el Programa diseñan actualmente, los diferentes niveles de servicio que ofrecerá GALILEO. En primer lugar, un Servicio de Acceso Abierto (OAS), el equivalente al servicio abierto del GPS, libre de tasas directas. Este nivel estará principalmente dedicado a aplicaciones para el mercado de masas. Por ejemplo, se podrán beneficiar de él desde la familia de viaje en un vehículo particular hasta los 158 Julio-agosto 2000 Julio-agosto

5 La Unión Europea, con destacada participación española, ha decidido impulsar su propio sistema de navegación por satélite independiente, pero compatible con los otros existentes dueños de yates o de autobuses y camiones. El segundo nivel ha sido denominado Servicio de Acceso Restringido (CAS), destinado a aplicaciones comerciales y profesionales que requieren un nivel de prestaciones más elevado, tales como el sector de la topografía o la meteorología. En este caso habrá que pagar tasas directas porque se suministrarán actuaciones mejoradas en áreas locales (aeropuertos, puertos y ciudades) o regionales mediante el uso de instalaciones terrestres específicas. Además, parte del mensaje que reciban los usuarios receptores estará encriptado y para su lectura será necesario disponer de una clave o código especial. Dentro de este segundo nivel, habrá, además, dos servicios diferenciados destinados a los mercados de aplicaciones críticas para la seguridad (el transporte aéreo o marítimo, por ejemplo), el denominado SAS, y el llamado GAS, por el que se suministrarán servicios de carácter gubernamental u oficial. Este último sub-nivel de servicio estará especialmente encriptado por afectar a cuestiones de seguridad nacional de los Estados miembros. Tanto el SAS como el GAS, no obstante, se asociarán Actividades de la Fase de Definición de GALILEO Número de usuarios y Mercado GNSS AÉREO MARÍTIMO FERROCARRIL CARRETERA INFORMACIÓN PERSONAL GEOGRÁFICA NUMERO DE USUARIOS ( ) INGRESOS ACUMULADOS ( ) (MEUROS) Fuente: GNSS Market Segment Study Symposium GNSS-98, Toulouse al Servicio de Alta Integridad para aplicaciones estratégicas presentando un tiempo de alarma inferior a los seis segundos. Una de las tareas en las que se centra ahora el interés de los expertos de la Unión Europea para sacar adelante el Programa GALILEO es, también, la de configurar su arquitectura, es decir, los componentes del sistema de satélites que se pondrán en órbita y que están divididos en el segmento espacio, que es el satélite, el segmento terrestre, que son las estaciones, y el segmento usuarios, que son los receptores. REFERENCIAS UNIVERSALES Y COMUNES Además de estos segmentos se necesitan otras piezas para garantizar el correcto funcionamiento de GALILEO. El primero de ellos es un sistema de referencias geográficas que sea común y universal. Tanto el GPS actual como GALILEO en un futuro, ofrecen al usuario información de posición que debe referirse al territorio, requiriendo para ello de una especie de sistema de coordenadas geográficas que necesariamente debe 160 Julio-agosto 2000 Julio-agosto

6 ser mundial, algo que actualmente no ocurre en la mayoría de las comunidades de usuarios de la navegación por satélite. Un ejemplo: la aviación emplea desde 1998 un sistema de referencias universal porque los aviones vuelan por todo el mundo pero hasta esa fecha, si una aeronave atravesaba España por los Pirineos en dirección a Francia en el instante en el que entraba en el espacio aéreo galo tenía que regirse por las referencias geográficas específicas del país vecino. El sistema de referencia mundial que se utiliza para el GPS se llama WGS 84 y GALILEO deberá tener, según los planes previstos, una referencia análoga. En lo que respecta al tiempo, también es necesario un sistema de referencia universal. Para calcular la posición del receptor se debe de medir el tiempo que tarda la señal en llegar de un satélite a la tierra, al usuario, y por tanto, se requiere una base común para los dos, una referencia horaria común en todo el mundo que permita que las señales lleguen con precisión en cualquier lugar del planeta. Antes de disponer de todas estas estructuras que constituirán el sistema europeo de navegación, los diferentes participantes están analizando la transición de EGNOS a GALILEO, ya que aquel representa una suerte de precursor de GA- LILEO. El trabajo consiste, ahora, en asegurar la integración óptima de EG- NOS en GALILEO, por ser el primero un elemento puente, un sistema intermedio, menos complejo y necesario que, entre otras cosas, servirá para ensayar no solamente los mecanismos institucionales de operación de GALILEO sino también el suministro de servicios a los diversos usuarios. Según los análisis disponibles hasta el momento, en torno al año 2020, el mercado mundial de aplicaciones GNSS (GPS, GLONASS y GALI- LEO) generará unos ingresos estimados en unos millones de euros. Los beneficios que pueden obtenerse por los servicios de radionavegación por satélite son actualmente objeto de estudio y difíciles de cuantificar, pero las ventajas sociales que ofrecerá a los usuarios configuran uno de los mayores retos del nuevo milenio. n AGRADECIMIENTOS: Servicio de Programas de Navegación y Oficina de Delineación (DGAC/ SG Sistemas de Navegación Aérea y Aeroportuarios) Acrónimos ACRONIMOS INGLÉS ESPAÑOL CAS Controlled Access Service Servicio de Acceso Abierto GPS Global Positioning System Sistema de Posicionamiento Global GLONASS Global Orbitting Navigation Sistema Mundial de Navegación Orbital Satellite System por Satélite GNSS Global Navigation Satellite System Sistema Mundial de Navegación por Satélite RAIM Receiver Autonomous Integrity Monitoring Receptor con Supervisión Autónoma de Integridad SAS Safety of Life Access Service Servicio de Acceso Restringido para Aplicaciones Críticas I+D Research and Development Investigación y Desarrollo GAS Governmental Access Service Servicio de Acceso Restringido para Actividades Gubernamentales PPP Public Private Partnership Asociación Público Privada UE European Union Unión Europea UTC Universal Time Co-ordinated Tiempo Universal Coordinado WGS 84 World Geodetic System 84 Sistema Geodésico Mundial Julio-agosto 2000