ESAn satelliittinavigointikeskus valmistunut
Euroopan avaruusjärjestön satelliittinavigointikeskus on tullut nopeasti huippuluokan satelliittipaikannustiedon tuottajaksi. Se käyttää apunaan nyt toiminnassa olevia GPS- ja EGNOS-navigaatiojärjestelmiä, ja pian mukaan tulee myös eurooppalainen Galileo.
Saksan Darmstadtissa, Euroopan avaruusoperaatiokeskus ESOCin yhteydessä sijaitseva satelliittinavigaatiokeskus on ollut toiminnassa helmikuusta 2006 alkaen. Maanpäällisten satelliittipaikannuslaitteiden kannalta on elintärkeää tietää eri satelliittinavigointisysteemien yksittäisten satelliittien tarkat kiertoradat maapallon ympärillä sekä tuntea niiden lähettämät erittäin tarkat aikasignaalit.
Näitä satelliittipaikannussysteemeitä ovat Yhdysvaltain tunnettu GPS, venäläinen GLONASS ja pian käyttöön tuleva eurooppalainen Galileo. EGNOS on puolestaan Galileoa edeltävä järjestelmä, mikä parantaa GPS-systeemin tarkkuutta maanpäälisin apuneuvoin.
Keskus on suorassa yhteydessä 44 ympäri maapallon sijaitsevaan GPS-signaalin vastaanottoasemaan ja se pystyy saamaan tarvittaessa tietoja sadoista muista vastaanottimista. Vastaanottoasemat tarkkailevat GPS-satelliiteista tulevia signaaleita ja välittävät niitä muutamaan vastaanottokeskukseen – joista ESAn satelliittinavigaatiokeskus on eräs.
Keskuksissa signaaleja tarkkaillaan ja niiden perusteella voidaan myös saada kiinnostavaa tietoa ilmakehästä sekä maapallosta. Saapuessaan satelliiteista maa-asemalle signaalit kulkevat ilmakehän läpi ja ilmakehässä olevat ilmiöt sekä erilaiset alueet jättävät signaaliin omat, hyvin pienet merkkinsä. Ne pystytään saamaan esiin tietoja yhdistämällä ja käsittelemällä.
Kiertoratatietojen laskentaa ja ennustamista
Satelliittinavigointikeskuksen tärkein tehtävä on laskea kerran kolmessa tunnissa GPS-satelliittien tarkat kiertoradat ja ennustaa miten radat muuttuvat. Tällä hetkellä tärkeintä on GPS-systeemin satelliittien tietojen käsittely, mutta Galileon tullessa käyttöön, on sen satelliittien ratatietojen laskenta ja seuranta keskuksen arkea.
Ratatietojen laskennan perusteella lasketaan 15 minuutin välein kaikille satelliiteille ja maa-asemille erittäin tarkka aikakorjaus. Kolmen senttimetrin muutos kiertoradan korkeudessa vastaa noin 0,1 nanosekunnin aikakorjausta. Tämä antaa hyvän kuvan satelliittipaikannuksen tarkkuudesta ja samalla systeemin ylläpitämisen haasteellisuudesta.
Satelliittien kiertoratojen määrittäminen antaa myös lisätietoa maapallon geologiasta sekä sen jatkuvista, pitkäaikaisista muutoksista. Kiertoradoissa tapahtuvat muutokset johtuvat maapallon painovoimakentän epätasaisuuden lisäksi mm. ilmakehän yläosien laajenemisesta ja supistumisesta Auringon säteilyn vaikutuksesta. Näin ratalaskelmat antavat epäsuorasti kuvan myös ilmakehän olemuksesta.
Tarkempia tietoja ionosfäärin ja troposfäärin ilman lämpötilasta, paineesta ja kosteudesta saadaan satelliittien signaaleita analysoimalla. Tietoja voidaan käyttää niin arkipäiväisessä sääennustamisessa kuin pitkän ajan ilmastomuutosten havaitsemisessa. ESAn satelliittinavigaatiokeskus tulee avustamaan myös EUMETSATin (Euroopan sääsatelliittiorganisaation) uuden MetOp-satelliitin käyttöönotossa.
Lisätietoa
Laajempi ja yksityiskohtaisempi artikkeli ESAn satelliittinavigaatiokeskuksesta sekä siellä tehtävästä työstä on täällä.