歐洲伽利略系統是歐洲計畫建設的新一代民用全球衛星導航系統，按照規劃伽利略計畫將耗資約27億美元，系統由30顆衛星組成，其中27顆衛星為工作衛星，3顆為候補衛星，衛星高度為24126公里，位於3個傾角為56度的軌道平面內，該系統除了30顆中高度圓軌道衛星外，還有2個地面控制中心。 伽利略計畫，實際上是一個歐洲的全球導航服務計畫。它是世界上笫一個專門為民用目的設計的全球性衛星導航定位系統，與現在普遍使用的GPS相比，它將更顯先進、更加有效、更為可靠。它的總體思路具有四大特點：自成獨立體系；能與其它的GNSS系統兼容互動；具備先進性和競爭能力；公開進行國際合作。歐洲伽利略系統是歐洲計畫建設的新一代民用全球衛星導航系統，按照規劃伽利略計畫將耗資約27億美元，系統由30顆衛星組成，其中27顆衛星為工作衛星，3顆為候補衛星。衛星高度為24126公里，位於3個傾角為56度的軌道平面內。該系統除了30顆中高度圓軌道衛星外，還有2個地面控制中心。
基本介紹
- 中文名：伽利略計畫
- 完工時間：2008年
- 性質：歐洲的全球導航服務計畫
- 衛星高度：24126公里
- 精度：1米
- 總投資：預計為36億歐元
歷史背景,主要內容,套用範圍,主要服務,市場前景,國際合作,建設項目,系統構成,空間段,環境段,地面段,用戶段,計畫介紹,主要目的,計畫時間,與GPS關係,可行報告,預算安排,執行機構,地面站落成,重要意義,
歷史背景
歐美關係一向甚篤，美國又一再表示可以給歐洲提供最好的GPS服務（含軍用的GPS），但是歐洲還是頂著來自美國方面巨大打壓，決心花大本錢去建設自己的伽利略系統，因為新歐洲正在形成和發展過程中，需要有大項目大工程來振奮人心士氣，增強歐洲的凝聚力和向心力，強化獨立於美國的精神，打破美國的獨霸的一統天下的單極世界，營造更有發言權的多極世界，伽利略就是一張舉足輕重的牌，是一張頗具顯示度的牌。同時，伽利略又是現代科學技術，特別是空間技術及其套用技術的一種全面的大組合大集成大展現，會在很大程度上實現一系列技術領域的突破和創新，執行業和產業技術發展的牛耳。隨著伽利略系統的建設和運作，一系列新服務和新套用的排比展開，會帶來巨大的經濟和社會效益，能增加10萬人的就業機會，至2010年後，在歐洲每年形成超過100億歐元的設備和服務的產值。
伽利略計畫
伽利略計畫
伽利略計畫“聯盟”號運載火箭順利升空主要內容
在上世紀90年代的局部戰爭中，美國的GPS出盡風頭。利用GPS系統提供定位的飛彈或戰鬥機可以對地面目標進行精確打擊，這給歐洲國家留下了深刻印象。歐洲國家為了減少對美國GPS系統的依賴，同時也為了在未來的衛星導航定位市場上分一杯羹，決定發展自己的全球衛星定位系統。經過長達3年的論證，2002年3月，歐盟15國交通部長會議一致決定，啟動“伽利略”導航衛星計畫。
“伽利略”計畫的總投資預計為36億歐元，由分布在3個軌道上的30顆衛星組成。該系統與GPS類似，可以向全球任何地點提供精確定位信號。由於“伽利略”系統主要針對民用市場，因此在設計之初，設計人員就把為民用領域的客戶提供高精度的定位放在了首要位置。與美國的GPS相比，“伽利略”系統可以為民用客戶提供更為精確的定位，其定位精度可以達到1米，而GPS只能達到10米。
套用範圍
2000年，“伽利略”計畫提出不久，歐盟委員會副主席德帕拉西奧在與當時的中國國務院總理朱鎔基會晤時就表示希望中國參與“伽利略”計畫，得到了中國的積極回應。隨後，中國同歐盟簽署協定，在北京成立了中歐衛星導航技術培訓合作中心，加強國內技術人員的培訓和雙邊交流。而為了落實中方的責任與義務，中國成立了由多家公司參股的“伽利略”衛星導航有限公司。該公司作為國內的總承包商負責協調國內的相關單位和公司，完成中國在“伽利略”計畫中所承擔的任務。中國加入“伽利略”計畫，對雙方都是好事。從歐洲方面看，歐洲希望成為未來世界獨立的一極，在世界事務中發揮積極的作用。通過與中國在空間技術上的合作，可以對美國的“單邊主義”形成一定的牽制，所以在“伽利略”計畫的合作中歐洲表現得更主動。而中國通過合作可以獲得可觀的經濟收益，中國將向“伽利略”計畫投資2億歐元，根據比例獲取相應收益。同時中國在整個系統的開發運作過程中可以提升該國的技術，學習市場開發的經驗，為該國開發獨立的衛星導航系統打下良好的基礎。
伽利略計畫
伽利略計畫主要服務
雖然提供的信息仍還是位置、速度和時間，但是伽利略提供的服務種類遠比GPS多，GPS僅有標準定位服務（SPS）和精確定位服務（PPS）兩種，而Galileo則提供五種服務，這就是：公開服務（OS），與GPS的SPS相類似，免費提供；生命安全服務（SoLS）；商業服務（CS）；公共特許服務（PRS）；以及搜救（SAR）服務。以上所述的前四種是伽利略的核心服務，最後一種則是支持SARSAT的服務。伽利略服務不僅種類多，而且獨具特色，它能提供完好性廣播；服務的保證；民用控制；局域增強。
伽利略的公開服務提供定位、導航和授時服務，免費，供大批量導航市場套用。商業服務是對公開服務的一種增值服務，以獲取商業回報，它具備加密導航數據的鑑別功能，為測距和授時專業套用提供有保證的服務承諾。生命安全服務，它可以同國際民航組織（ICAO）標準和推薦條款（SARs）中的“垂直制導方法”相比擬，並提供完好性信息。公共特許服務是為歐洲/國家安全套用專門設定的，是特許的或關鍵的套用，以及具有戰略意義的活動，其衛星信號更為可靠耐用，受成員國控制。伽利略提供的公開服務定位精度通常為15-20m（單頻）和5-10m（雙頻）兩種檔次。公開特許服務有局域增強時能達到1m，商用服務有局域增強時為10cm-1m。
市場前景
伽利略的推動力來源於套用用戶和市場的需求，對於各種各樣套用的認知和開拓，以及可能的經濟和社會效益的全面分析，是伽利略定義階段的基本任務。伽利略的特色及其與GPS兼容互動是它的成功的重要因素。市場研究和預測結果表明，至2020年伽利略的用戶數量達到25億個。其中90%的用戶是在批量市場，是與GNSS接收機集成的行動電話用戶，以及車輛套用系統（telematics）用戶。估計在伽利略正式投入全面運行四年後的2012年，Galileo/GPS兼容接收機已形成自然組合，並用於批量市場。到2010年衛星導航產品及其服務在歐洲的產值高達100億歐元，至2020年則可達250億歐元。預計導航產品的收入到2015年進入飽和期，其後的收入主要來自於服務。從長遠看，移動位置服務（LBS）將是伽利略成功的重頭戲。
伽利略計畫
伽利略計畫國際合作
伽利略是個全球性的系統，只有走國際合作的道路，才能達到其利益的最大化，這也是系統計畫的基礎。這種國際合作能強化系統和產業的know-how（經驗）與實力，最大限度地降低技術和政治風險。自然的合作者當然是現有GPS和GLONASS的兩個國家，美國與俄羅斯。由於要實現與GPS的兼容和互動，歐洲己就一系列技術問題跟美國磋商。對於俄羅斯在開發與運作GLONASS上的經驗，歐洲也十分重視。此外，伽利略還要和現有的衛星導航系統進行技術協調，國際合作對於地面設備的開發和建設均十分重要，更重要的是廣泛的套用和市場拓展，都需要良好的國際合作環境氛圍。已有若干非歐洲國家涉足伽利略系統的定義、研究和產業發展的合作。
除了與美俄展開實質性的合作談判外，歐洲與中國經過近兩年的準備，已於2003年5月16日正式開始中歐伽利略計畫合作談判。參與“伽利略計畫”是迄今為止我國與歐洲最大的合作計畫。“伽利略計畫”總值36億歐元，中國投資2億歐元，約占5%。
建設項目
上世紀九十年代歐洲一直在積極籌劃GNSS計畫，並開始運作GNSS1中的EGNOS，到1999年正式提出GNSS2中的Galileo（伽利略）計畫，並分成四個階段來加以實施。這就是系統定義階段（1999-2001）、研發驗證階段（2002-2005）、系統部署階段（2006-2007），以及系統運營階段（2008-）。系統定義階段由EC和ESA來實施，進入研發驗證階段則交由JU(JiontUndertaking）來負責，然後再行過渡，最終是由一個伽利略運營公司進行運作和管理，所推行的機制為公私合營（PPP）。
伽利略的系統基本投資約為32-34億歐元，這個投資額相當於在歐洲建一個中小型機場，或者說是150km的高速公路的投入。在伽利略的定義階段已由EC和ESA投入8000萬歐元，在隨後的2001-2007年間，還需要投入32.5億歐元，按照公私合營法則，公私方分別承擔總投入的50%左右。其中系統工程和管理的費用為2.9億歐元，衛星和發射費用16.4億歐元，地面段費用8.6億歐元，EGNOS集成費用0.6億歐元，用戶段費用1.3億歐元，運營費用2.1億歐元。在2008年正式投入全面工作後，每年需運營費2.2億歐元，這不包括在32.5億歐元的初始的集資中，而是由伽利略運營公司從接收機晶片的智慧財產權（IP）的提成和服務收費加以維持。伽利略公私合營機制的得意之處就在於此，非但基礎建設不全是由公家來投，更重要的是系統建成後，長期需要支付的運營費也不需要公家再投入。應該說是一種經營上的創新。
系統構成
空間段
似乎只在“老三段”上增加了一個環境段，實際上其內涵都在變，並體現了與時俱進的精神，使系統變得更先進、更高效、更精密、更安全、更完善、更可靠。伽利略的空間段有位於中高度（MEO)30顆衛星構成，這些衛星分置於3個軌道面內，軌道高度為23616km，傾角為56度。衛星繞地球旋轉一周的時間為14小時04分鐘，衛星重量為625kg，在軌壽命15年，耗功1.5kw，發射頻段為四個（包括SAR使用的頻段），工作信道（基本信號）達11個。
環境段
伽利略的環境段是新增的部分，實際上在GPS和GLONASS中都是隱含的部分，在伽利略中明確提升到最關鍵的組成部分中來，這是由於實用需求日益廣泛和技術進步帶來的結果，因為定位精度日益提高和可靠性更加重份量的客觀需求，以及使用中遇到的各種各樣的問題，必然要把這個環境段放到重要位置上加以考慮。環境段主要研究電離層、對流層、電波干擾和多徑效應，以及它們的緩解技術和對策。
地面段
伽利略的地面段主要有伽利略控制中心（2個）、C波段任務上行站（5個）、伽利略上行站（5個，TT&C-S波段和ULS-C波段）、伽利略感測器站（29個），以及Delta完好性處理裝置和任務管理辦公室組成，它們之間由伽利略數據鏈路和伽利略通信網路進行連線，外面相關的部門還包括搜尋救援（SAR）中心，EGNOS和世界協調時部門。伽利略控制中心分為四大系統：完好性處理系統，精密定時系統，軌道同步和定時系統，以及伽利略資源控制系統。後者又包括服務產品部、衛星控制部和任務控制部。
用戶段
伽利略的用戶段涉及到海陸空天各種套用領域，由於伽利略提供的服務及水平要比GPS多得多和高得多，所以對用戶接收機的要求就更高更廣更多，而且還應兼顧到與GPS的兼容互動。值得指出的是隨著衛星導航的逐步深入人心，與各種電子設備的融合趨勢銳不可擋，尤其在汽車電子領域和個人通信領域前景更為廣闊。
計畫介紹
主要目的
計畫時間
定義階段：已經完成
開發階段：2002－2005年
部署階段：2006－2007年
商業運作階段：2008年起
與GPS關係
一是競爭關係。伽俐略將成為GPS壟斷衛星定位市場的有力競爭者。現有的GPS（美國系統）和GLONASS（俄國系統）均是為軍事目的而設計的系統。伽俐略將為全球提供服務，其精度將高於今日之GPS，且更可靠。特別是其民用設計目的將適應於各種不同的用戶如公用事業、商業服務、營救搶險等。
二是互補關係。協調互用基礎設施將提供更高的精度和更可靠的安全保障。用戶將同時接收GPS和伽俐略系統信號。
可行報告
1、總花費並不昂貴：開發和部署階段的開銷為33億歐元，僅相當於150公里半城區（semi-urban）快車道造價，或僅為里昂－都靈高速鐵路主隧道單軌的花銷。
2、運營上經濟可行：產出/投入比為：4.6（20年）；創造就業機會10萬個；創造市場價值（market created）為：90億歐元/年。
3、全社會都將受益：受益者並非只是計畫的投資者。比如，改善航空交通將節省旅客時間、減少航空公司成本和降低飛機排放污染物等。
預算安排
伽俐略計畫的總預算為33億歐元。
開發階段（2002－2005）：需11億歐元，歐共體和歐空局已分別做好了5.5億歐元的預算。
部署階段（2006－2007）：需21億歐元，歐盟將為此安排預算，參與該計畫的私營部門將提供資金補助。
運營階段（2008年起）：公共資金（public funding）將逐漸減少，到2015年，運營開銷將由歐共體承擔。在此商業運營階段，公共資金將從系統的附加值服務和智慧財產權開發中獲得回報。
執行機構
聯合執行體是根據《歐盟條約》第171條之規定而首次成立的公司，從而使之成為伽俐略計畫的公共和私人籌資以及有效管理的機構。其職能包括：——成立管理機構，制定工作計畫、管理公共和私人資金、發布標書、通過歐空局發射第一批衛星、機構運營期限：2002－2005年、機構的組成成員：歐洲投資銀行；稍後，任何一家投資超過500萬歐元的企業（中小企業的投資額為25萬歐元）均可成為成員。
地面站落成
歐洲伽利略全球衛星導航系統（簡稱伽利略計畫）在法屬蓋亞那庫魯航天中心的地面站已於2009年11月19日正式落成，它標誌著該計畫又向前邁進了一步。歐航局當天發表公報說，庫魯地面站的落成是伽利略計畫在軌驗證階段的重要一步。在落成儀式上，伽利略計畫負責人勒內·奧斯特林克說，地面站建設與伽利略的衛星網路建設具有同等重要的作用，現在人們可以共同期待2010年年底首顆衛星的發射了。
庫魯地面站由法國國家航天研究中心負責建設，它包括1個遙感、跟蹤和指令站、1個感應站和2個傳輸站。遙感、跟蹤和指令站將被用來監控伽利略計畫的衛星；感應站主要用於接收系統衛星發出的信號；傳輸站用來向衛星傳輸導航指令。歐航局說，伽利略計畫在軌驗證階段一共需要18個感應站、5個傳輸站及2個遙感、跟蹤和指令站。此外歐航局還將在義大利的富奇諾和德國的上普法芬霍芬建立2個控制中心。屆時，感應站會將收集到的數據源源不斷地傳回控制中心，控制中心隨後通過傳輸站向衛星發出導航指令。
重要意義
伽利略計畫共包括30顆正式衛星，第一顆將在2010年底由一枚俄羅斯火箭發射升空。伽利略計畫對於歐盟具有關鍵意義，它不僅能使人們的生活更加方便，還將為歐盟的工業和商業帶來可觀的經濟效益。更重要的是，歐盟將從此擁有自己的全球衛星導航系統，有助於打破美國GPS導航系統的壟斷地位，從而在全球高科技競爭浪潮中獲取有利位置，並為將來建設歐洲獨立防務創造條件。
