24 agosto 2010

El Sistema Galileo. El GPS Europeo.


1.-Introducción a los sistemas de posicionamiento.


En la historia de la humanidad, el hombre ha necesitado georeferenciarse. Las estrellas (entre ellas el propio sol), en un principio, servían de puntos guía para la peregrinación o la navegación a una escala mayor a la local. En el transcurso del siglo XI, seguramente en China, se inventó la brújula. Obviamente, en días nublados, el usar el firmamento como mapa era imposible, la brújula capacitaba al hombre para seguir explorando el globo en busca de nuevas tierras y culturas. El 4 de octubre de 1957, la URSS pone en órbita el primer satélite artificial, esta será la base para los futuros satélites que permitirían la aparición del Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Este sistema, provee al instante en cualquier rincón del globo unas coordenadas calculadas mediante una triangulación de satélites que conforman tal sistema. No obstante, antes de la aparición del GPS, los rusos a través del Sputnik I, empezaron a realizar pruebas de posicionamiento a través de lo que se conoce como el efecto Doppler (que hoy día da explicación entre otros fenómenos del Big Bang). La marina estadounidense, tardó muy poco tiempo tras la puesta en órbita del Sputnik I en idear así mismo, un sistema de posicionamiento preciso y actualizado en sus propios sistemas de navegación, se conoció como el sistema TRANSIT (con unos 40 minutos de retraso en ofrecer la posición). En 1973 la marina y la fuerza aérea americana de los EE.UU. combinan sus programas para dar a luz el NAVSTAR-GPS (imagen 1). Fue doce años después, en 1995, cuando la capacidad de operaciones del GPS fue total.


Por su parte, los rusos, idearon el GLONASS, como contrapartida al GPS norteamericano y al futuro Galileo. El GLONASS, tuvo sus primeros satélites en órbita en 1982, y hasta el año pasado, no se permitió su comercialización sin restricciones.
En el marco geográfico de la Unión Europea, se asienta el proyecto sobre el que trata este breve trabajo. Uno de sus objetivos, es la de salvar la independencia de los sistemas de posicionamiento planetario ya mencionados. Además, su uso desde el primer momento se destinará al ámbito de lo civil, no como el GPS o el GLONASS de eminente uso militar en sus orígenes.

2.- El Sistema Galileo, en qué consiste y cómo funciona.


El proyecto Galileo, nace del acopio de esfuerzos de la UE, la ESA (Agencia Espacial Europea) y un grupo de inversionistas privados. Su costo total asciende a  aproximadamente 3 billones de Euros. Aunque es un sistema independiente del GPS, tiene la capacidad de operar con éste y no presenta ningún problema de compatibilidad. Por tanto, Galileo es capaz de trabajar tanto con información recibida desde satélites GPS como de los suyos propios.

La señal que enviarán los satélites del sistema Galileo poseerá una menor interferibilidad que la señal del GPS. Cada uno de los satélites, de los 30 que deberán ser puestos en órbita tiene un peso aproximado de 600 kg. Galileo, con respecto al GPS, usará relojes de cesio en tierra para la sincronización de los satélites. Por su parte, éstos dispondrán de relojes de rubidio que les permitirán precisiones del orden de nanosegundos mientras el cálculo orbital será llevado a cabo en tierra.  De esta manera, se pretende mejorar significativamente la sincronización.
El sistema Galileo se basa en un grupo de satélites llamados de órbita media o MEO (Medium Earth Orbit) y en otros llamados geoestacionarios o GEO (Geosynchronous Earth Orbit). La parte terrestre del sistema se compone de una serie de estaciones de telemetría y control que suben y reciben los datos enviados por los satélites que orbitan.
El denominado segmento misión de Galileo, consta de aplicaciones y sistemas que se necesitan para la administración y control del mismo. Abarca el MCC (Mision Control Centers), el cual, lleva a cabo diversas tareas como generar los parámetros de referencia que serán usados por el sistema, monitorea, valida y controla el resto de partes del segmento, archiva datos, evalúa y monitorea el funcionamiento del sistema así como también administra el sistema de navegación. También posee un ICC (Integrity Control Centres), usando datos de las estaciones de control y medición monitorea y valida el funcionamiento de las señales que envían los satélites. El OSS (Orbitography and Synchronisation Stations) forma una red global de estaciones que proveen datos a los satélites en posiciones orbitales y parámetros para la sincronización de los relojes. Finalmente, los RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Stations), que son estaciones remotas que recolectan datos de la señal en el espacio.
Por su parte, el segmento que se conoce como segmento del usuario, aglutina la diversidad de receptores que procesan las señales procedentes de Galileo así como las del GPS o GLONASS.

3.- El cronograma de Galileo.


            Como suele ocurrir con infinidad de proyectos de gran magnitud, el proyecto Galileo ha contado con fechas variables a la hora de establecer sus metas. Podríamos remontarnos a 1991, cuando la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) aprobó el plan de desarrollo de un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) como solución para hacer frente al creciente tráfico aéreo, en dos fases y partiendo de los sistemas de navegación existentes en aquel momento. La Comisión Europea propuso desarrollar un sistema propio GNSS-2, con infraestructura tanto en órbita como en tierra, que diese a Europa la autonomía frente a otros sistemas como el GPS o el GLONASS. El Consejo Europeo lanzó oficialmente el programa Galileo con su resolución del 19 de julio de 1999 relativa a La participación de Europa en una nueva generación de servicios de navegación por satélite: Galileo. Para el desarrollo de este programa se definió una arquitectura institucional en la que el impulso político es llevado a cabo por la Unión Europea y donde la Agencia Espacial Europea asumiría el papel de líder técnico del proyecto.
            El cronograma de la página anterior muestra los cuatro puntos básicos en los que se basan las Instituciones mencionadas para poner en funcionamiento Galileo. Entre 1999-2001 se llevó a cabo el proceso de definición, esto es, definición de requisitos, sistema servicios y misión. Entre 2002 y 2008 se ha estado trabajando en su desarrollo y  validación con un diseño detallado, validación en tierra y en órbita desplegando 3 o 4 satélites y el segmento terrestre necesario para validar y demostrar el sistema, con un coste de 1.557 millones de euros. En el periodo 2008-2011 se desplegarán los 27 satélites restantes, así como el segmento terreno complementario que,  permitirán alcanzar las características nominales de los servicios Galileo. Su coste rondará los 2.400 millones de euros. Finalmente, la Fase de Operaciones entre 2008-2026. Esta fase, comprende la operación comercial y el mantenimiento y reemplazo necesario de componentes orbitales, esto es, satélites y equipos terreno. El coste estimado es de 4.700 millones de euros.

4.- Servicios de Galileo.


El sistema Galileo, presenta una cobertura a tres bandas:



La cobertura global ofrece un alcance mundial, la regional está referida a la cobertura europea, mientras la local abarcaría el ámbito de aeropuertos y núcleos urbanos. Por otra parte, se definen a su vez tres tipos de servicios: el Servicio con acceso abierto, un servicio básico y gratuito y obviamente, abierto al público en general. Un Servicio de acceso controlado de nivel 1 (SAC 1), en el que se abonará una tarifa para un acceso controlado en aplicaciones de tipo comercial o profesionales en los que se necesite, un nivel superior al del simple usuario así como una garantía en el servicio. Por último, un Servicio con acceso controlado de nivel 2 (SAC 2), nuevamente sujeto a una tarifa para aplicaciones que necesiten de alta seguridad y ausencia de interrupciones en la señal (como por ejemplo los aterrizajes en la aeronáutica civil).

5.- Qué ofrece Galileo con respecto a sistemas anteriores.


            Como se ha mencionado con anterioridad en este trabajo, existe una incompatibilidad entre los sistemas GPS norteamericano y GLONASS ruso. Ambos sistemas, además, presentan toda una serie de desventajas que hacen de Galileo un sistema por lo menos atractivo, desde el punto de vista funcional.
            En primer lugar, los sistemas que actualmente se encuentran operando, presentan una escasa o nula garantía o cobertura de fiabilidad, la cual, deberían proveer los operadores. En segundo lugar, la fiabilidad es discutible por decir algo suave en regiones de altas latitudes al norte del continente europeo. En tercer lugar, la precisión deja mucho que desear en aquellas aplicaciones que necesitan de una rápida y eficiente determinación de la posición. Y finalmente,  los usuarios de ambos sistemas no reciben una información inmediata de los errores que ocurren en los mismos.
            Con Galileo, toda clase de usuarios podrán optar a servicios de posicionamiento global evitando el desarrollo de complejas infraestructuras en tierra. Galileo, no pretende competir con GPS y GLONASS, puesto que es capaz de trabajar con ambos, de esta manera, además proporcionará elevadas prestaciones en servicios como la navegación en áreas urbanas. Su coste será mucho más reducido. Aún siendo compatible con ambos sistemas mencionados ya, Galileo ofrece su independencia como una de sus mayores ventajas, asegurando que las aplicaciones críticas para la seguridad estén protegidas de los posibles errores. Galileo, será operado por una entidad independiente asegurando el servicio a la comunidad de usuarios. La propia filosofía empleada en su diseño elimina la necesidad de futuras mejoras, tal filosofía se basa en la optimización de sus componentes para poder realizar el interfaz con otros sistemas, disminuyendo la complejidad y el coste de cada componente.
            De entre sus aplicaciones más importantes, Galileo, representará un avance importante y un salto de calidad en la administración del tráfico aéreo, mejorando la seguridad en regiones donde los sistemas existentes son inadecuados. Incrementará la precisión y el control permitiendo la optimización del uso del espacio aéreo. Todo esto influirá en el atajo de los retrasos en aeropuertos, así como para conductores de camiones y turismos que podrán evitar congestionamientos de tráfico, reduciendo sus tiempos de viaje del orden del 15 al 25%, además del descenso en el uso de combustible.
            El centro para el Transporte Seguro de Persona (Safety of Life), se configura como el elemento principal del sistema Galileo en el área de servicios y aplicaciones críticas.
En los llamados servicios de emergencia, se aumentará la eficiencia y rapidez para proveer asistencia a gente en situaciones comprometidas o peligrosas. La lucha contra el crimen será más efectiva al poder localizar en un menor tiempo los coches sustraídos.
            Un extenso grupo de servicios, se beneficiará de la puesta en funcionamiento de este sistema Galileo. Un sistema que nace para este fin en concreto y que además busca abarcar a toda la población mundial.

6.- Conclusiones y opinión personal.

           

            En el transcurso de apenas cincuenta años, hemos asistido al alcance de las cotas tecnológicas más altas de la humanidad. La carrera espacial, sin duda es el ejemplo más evidente de la rápida sucesión de acontecimientos vividos en las últimas décadas. El sistema Galileo, no deja de ser una herramienta perfeccionada de satélites, microchips, receptores, etc. Con éstos,  la humanidad puede conocer de manera mucho más concreta la superficie terrestre y, a partir de este mayor conocimiento, perfeccionar a su vez la seguridad y ubicación de las centenares de actividades que todos hemos vivido alguna que otra vez: volar en avión, navegar en barco, coger un taxi o incluso encontrar nuestro restaurante favorito en una ciudad del extranjero. Pocos hechos han sido más significativos en la historia que la instantaneidad. Con más asiduidad, las personas dejamos de dedicar más tiempo del debido a la búsqueda de cualquier información, esperamos que la tecnología más avanzada busque por nosotros, dejamos que participe de algo que antes era exclusivo de la raza humana. La intuición ha perdido frente a la perfección de los sistemas de posicionamiento y, obviamente aunque se ha perdido en “romanticismo”, se ha ganado en seguridad.
            Quien le iba a decir a Galileo, el inventor del telescopio, que la humanidad que en su tiempo comenzaba a conocer del espacio exterior, llegaría a usar la órbita terrestre para alumbrar cada rincón de nuestro propio planeta con mayor grado de exactitud.
            En mi opinión, el sistema Galileo puede ahondar en el mejor funcionamiento de otros sistemas terrestres, no obstante, me pregunto si no hubiera sido más rentable trabajar sobre los sistemas preexistentes como el GPS. Está claro, que las diferencias de cualquier tipo entre las diferentes regiones del globo hacen imposible esto. Culturalmente, los grandes bloques mundiales (capitalistas y comunistas) chocaron a la hora de aunar esfuerzos en la carrera espacial, compitiendo por el Olimpo lunar. En la actualidad, la cosa no varía. Bajo mi punto de vista, el precedente de ARPANET e Internet, hoy asumido por el mundo en general, es un ejemplo de lo barato que puede costar a veces el logro más extraordinario. ¿Porqué no pensar que con el posicionamiento global podía ocurrir lo mismo? No creo que sea inteligente, gastarse billones y billones de eurodólares en sistemas que vienen a ejercer la misma función con distintos grados de exactitud. Puede que desde el punto de vista tecnológico Galileo sea todo un acierto (todavía está por ver), pero desde el punto de vista de la sensatez para mí es un gran error. Existía toda una infraestructura orbitando ya desde hacía mucho tiempo, y ahora, de la mano de los europeos se contribuirá al colapso de nuestro perímetro con más satélites compitiendo entre ellos. Ese dinero podría, como ocurre en multitud de ocasiones (como con las armas) haberse empleado en proyectos más importantes. Seguimos teniendo graves problemas medioambientales a nivel mundial por no mencionar los sociales, y sin embargo, se sigue despilfarrando dinero a mansalva para satisfacer el ánimo de hombres y mujeres que luchan por dilucidar quién construye mejor, quién es más eficiente, quién es más listo, etc. Sinceramente, creo que aún a riesgo de parecer negativo o pesimista, diré que se dan constantemente pasos a atrás haciendo creer al mundo que avanzamos. No negaré que el posicionamiento sea un avance incluso para la geografía, la cuestión es: ¿realmente era necesario que fuera de este modo?



Recursos bibliográficos  y electrónicos


*        Rodríguez, J.Ignacio. Galileo se pone en órbita. Revista del Ministerio de Fomento Nº559 Febrero de 2006. Centro de Publicaciones. Secretaría General Técnica. Ministerio de Fomento. Madrid.
@     Directorate-General Energy and Transport. UE.
http://ec.europa.eu/dgs/energy_transport/galileo/index_en.htm
@     Agencia Espacial Europea. ESA.
http://www.esa.int/esaCP/Spain.html
@     Cartesia. Portal de Geomática.
 http://www.cartesia.org/article.php?sid=2
@     Sociedad Española de Cartografía, Fotogrametría y Teledetección. SECFT. http://www.secft.org/index.asp
@     Wikipedia. La Enciclopedia Libre. Para consulta general. http://es.wikipedia.org

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