Systémy Galileo a GPS „seřídily hodinky“, aby mohly pracovat společně
Aby byla zajištěna co nejdřívější interoperabilita evropského satelitního navigačního systému s GPS, začala čtveřice družice Galileo vysílat informaci o „posunu“ mezi časováním obou systémů. A to s přesností na několik miliardtin sekundy.
Družicová navigace je založena na přesném měření časů, které potřebuje signál na cestu od vysílače k přijímači. Jak Galileo, tak GPS přitom mají své vlastní referenční časové systémy, které jsou používané k synchronizaci časů a signálů.
Problém je v tom, že tyto systémy nejsou identické: systémový čas Galilea (Galileo System Time) je o necelých 50 nanosekund před časem GPS.
„Nanosekunda je jen miliardtina sekundy, což odpovídá vzdálenosti 30 km, kterou za tento čas urazí světlo,“ vysvětluje technický manažer systému Galileo Jörg Hahn.
„Jenže když se posčítají, dává to pro každého, kdo se pokouší využít oba systémy společně rozdíl zhruba 15 metrů, což má pochopitelně neakceptovatelným způsobem vliv na přesnost.“
Namísto toho je tento rozdíl potřeba znát nebo alespoň odhadnout na straně přijímače.
„Zahájení šíření posunu mezi GPS a Galileo umožňuje zvýšit přesnost v omezených prostředích, jako jsou například centra měst, kde je často viditelných méně satelitů,“ dodává Jörg.
„Přijímač může vzít v potaz tuto informaci a synchronizovat všechna pozorování do jednoho. Tím klesá početní chyba na straně přijímače, protože množství neznámých klesá.“
Navíc, šíření tohoto signálu umožňuje přijímačům začít již nyní využívat systém Galileo: a to navzdory tomu, že jsou zatím na oběžné dráze jen čtyři družice.
Formálně je signál označovaný jako GGTO (GPS to Galileo Time Offset) a jeho přesnost by měla být lepší, než pět nanosekund.
Příběh o dvou časech
Galileo využívá času GST (Galileo System Time), který je generovaný v řídicím středisku Galilea v městě Fucino (Itálie) v rámci zařízení PTF (Precise Timing Facility), kde se vychází z průměru různých atomových hodin. Čas GPS je počítaný řídicím segmentem systému GPS.
Tyto dva interní časy jsou vysílané nezávisle na sobě a jsou blízké referenčnímu času, kterým je UTC (Coordinated Universal Time). Posun mezi oběma interními časy je neustále monitorován a průběžně počítání v PTF: výsledkem je informace GGTO šířená pomocí navigační zprávy systému Galileo.
Systémy GPS a Galileo sdílejí stejné frekvence (L1/E1 na 1575,420 MHz a L5/E5a na 1176,450 MHz), a to takovým způsobem, který umožňuje spolupráci. Šíření signálu GGTO umožňuje oba systémy velmi dobře propojit.
„Metody určení posunu GGTO a návrh rozhraní byly předběžně odsouhlaseny mezi projektem Galileo a US Naval Observatory v roce 2003, a to skrze podskupinu GGTO americké a evropské pracovní skupiny A pro kompatibilitu a interoperabilitu,“ uzavírá Jörg. „Od té doby jsme pracovali na tom, aby se GGTO stal realitou.“
