ARLA/CLUSTER: Desmistificar o que é o projecto/programa Galileo --- Continuação

[Roland Gonçalves Gomes]

Caros colegas 

Apresento a parte restante do que considero suficiente para dar algum conhecimento sobre o projecto.



GALILEO - Aplicações

Hoje em dia, as transmissões via satélite tornaram-se correntes, não só em domínios como a telefonia, a televisão, as redes informáticas e a navegação aérea e marítima
como em muitas outras áreas menos conhecidas. 

As aplicações do sistema Galileo são muito variadas e os benefícios esperados consideráveis.

Por exemplo, os ganhos esperados para os operadores de transporte aéreo e marítimo estão avaliados em cerca de 15 mil milhões de euros entre 2008 e 2020, benefícios decorrentes dos voos mais directos dos aviões - que deixarão de fazer "slalom" de uma zona de controlo de radar para outra, do alargamento de um espaço aéreo cada vez mais congestionado, de uma maior precisão na determinação da posição, de um controlo mais eficaz em terra e da diminuição dos atrasos dos voos, bem como, em menor grau, para os operadores de transporte marítimo, que poderão, além disso, contar com economias de custos de pessoal sem reduzir o nível de segurança.

Os benefícios das futuras aplicações de apoio à condução rodoviária assumirão igualmente uma importância primordial. Actualmente, os acidentes de viação, dos quais 40.000 são mortais, geram custos sociais e económicos correspondentes a 1,5 a 2,5% do produto nacional bruto (PNB) da União Europeia. O congestionamento rodoviário gera custos adicionais de cerca de 2% do PNB europeu. A baixa significativa destes valores, graças às aplicações do sistema Galileo, apresentará, por conseguinte, muitas vantagens socioeconómicas, além, naturalmente, de se poderem salvar vidas.

As aplicações aos transportes terrestres encontram-se em franco desenvolvimento. Os
construtores automóveis já começaram a propor aos seus clientes dispositivos que combinam a localização por satélite com informações sobre a rede viária e o tráfego, ajudam os automobilistas a evitar os engarrafamentos, a reduzir os seus tempos de deslocação e os seus consumos de combustível na mesma proporção, limitando, simultâneamente, as emissões poluentes. 
Os transportadores rodoviários e ferroviários terão a possibilidade de acompanhar melhor os movimentos dos seus camiões, vagões ou contentores e de melhor combater o roubo e a fraude. Há companhias de táxis que começaram a utilizar esses sistemas, quer para evitar perdas de tempo aos seus motoristas, quer para oferecer um serviço mais rápido e fiável aos clientes, etc..

A utilidade do projecto Galileo não se circunscreve à economia e às empresas: é igualmente evidente para os serviços de socorros (bombeiros, polícia, emergências médicas, socorros a náufragos ou socorros em montanha...) que poderão intervir de forma mais rápida para prestar assistência às pessoas em perigo; apoiar as pessoas invisuais, acompanhar pacientes com a doença de Altzheimer que sofram perdas de memória e orientar os exploradores, caminheiros e praticantes de navegação de recreio...


Há muitos outros sectores que também poderão beneficiar do sistema Galileo: além de constituir um instrumento de vigilância topográfica para o urbanismo, grandes estaleiros de obras públicas e sistemas de informação geográfica destinados a melhorar a gestão dos solos agrícolas e a apoiar a protecção do ambiente, trata-se igualmente de um meio ao serviço do desenvolvimento da telefonia móvel de terceira geração, com as suas aplicações ligadas à Internet, e de interligação das redes de telecomunicações, electricidade e sistemas bancários que necessitam da alta precisão da hora atómica dos satélites, etc..


TELECOMUNICAÇÕES

O conhecimento da localização de alguém pode ser inútil, se esse alguém não puder ser contactado. As telecomunicações são indispensáveis para a maior parte das aplicações de navegação por via-satélite. Reciprocamente, as técnicas de navegação via-
-satélite tornam-se cada vez mais imprescindíveis para a comunidade das telecomunicações, para aumentar o nível das comunicações e a eficiência das suas redes. A integração de receptores do sistema Galileu com telefones móveis contribuirá para o aparecimento de uma multiplicidade de utilizações que combinam as funções de posição, velocidade e timming.

Localização de telefones móveis

A necessidade de localização de telefones móveis apresenta dois drivers:

-	Chamadas de emergência (112 na Europa, e 911 nos EU)
-	Novos serviços baseados na localização

O primeiro tenta responder à nova legislação em vários países, que define a necessidade de oferta mais eficiente de serviços de emergência, através de uma resposta e localização mais exacta a chamadas de emergência. Só na Europa, são registadas mais de 180 milhões de chamadas de urgência todos os anos, das quais cerca de 6 milhões não são devidamente atendidas por falta de informação acerca da localização da sua origem.

O segundo, é mais comercial e aponta pata o incremento de tráfego nos próximos anos.

Tecnicamente, a localização pode ser obtida através da integração de um "receptor GALILEO" no telemóvel, ou através da utilização da própria rede de comunicações. Uma vez conhecida a localização do utilizador, uma grande variedade de serviços (Location Based Services) pode ser oferecida.


LBS - Location Based Services

Location Based Services é um termo que engloba todos os serviços onde a informação referente à localização do utilizador é necessária. A integração das comunicações com os LBS's, abrem a porta ao desenvolvimento de inúmeras aplicações. O exemplo clássico, é alguém questionar sobre o caminho para o hospital mais próximo. O service provider, compara a localização do utilizador com a do hospital (armazenada numa base de dados), e informa o utilizador da localização do hospital e da forma mais rápida de lá chegar. O service provider pode ainda indicar ao utilizador, a localização de restaurantes, cinemas, parkings, etc. Podem ainda através de um simples toque através do telemóvel, proceder-se à chamada de táxis. Na área empresarial pode, através do LBS, melhorar a gestão da utilização dos recursos humanos, através do conhecimento da sua localização em determinado instante.

O LBS irá contribuir significativamente para o incremento do tráfego de dados, gerando revenues importantes para os operadores de telecomunicações.

O mercado LBS encontra-se actualmente segmentado em quatro categorias:

- Serviços de informação e navegação, os quais disponibilizam informações directamente ao utilizador final

- Assistência de emergência, os quais disponibilizam a localização dos utilizadores móveis em caso de envio de alerta e necessidade de assistência

- Serviços "Tracking", os quais disponibilizam informações de localização

- Serviços directamente relacionados com a utilização dos recursos das redes - o conhecimento da localização exacta do utilizador melhora o serviço disponibilizado ao mesmo.


SINCRONISMO DAS REDES DE COMUNICAÇÕES

O aparecimento de novas tecnologias digitais, e de novos serviços "time-sensitive" (real-time vídeo, video-conferência, SANs), necessitam de arquitecturas de rede estáveis e de elevada disponibilidade (GSM, UMTS, Internet, ATM), cujos equipamentos de suporte necessitam de ser sincronizados por redes e equipamentos de sincronismo de elevada precisão. O sistema GALILEO, disponibilizará informação de relógio e frequência de elevada qualidade, obviando assim a necessidade dos operadores investirem em relógios atómicos, cujo custo é extremamente levado.


AUMENTO DA CAPACIDADE DAS REDES DE COMUNICAÇÕES

As técnicas de navegação por satélite, podem contribuir para o incremento da capacidade das redes de comunicação, e para a comunicação entre diferentes redes. Este facto é especialmente relevante para o sistema UMTS que utiliza CDMA. Uma correcta e precisa sincronização das diferentes base-stations, pode contribuir para um aumento efectivo da capacidade dessas redes. Uma vez mais, o GALILEO pode ser utilizado não apenas para disponibilizar informação de posição, mas também de relógio/sincronismo, podendo o serviço disponibilizado ser garantido/certificado, de forma a incrementar a performance da rede.


LOCATION BILLING

Trata-se de outra aplicação directamente relacionada com a localização do utilizador, em que o operador pode taxar os seus serviços em função da localização do cliente - por exemplo uma chamada realizada numa business área pode ser taxada de forma mais elevada do que numa área residencial.


Galileo - Beneficios

Através da integração do GALILEO com outras tecnologias, obter-se-á:

-	uma forma precisa  e de baixo custo para obter sincronismo 
-	sincronismo de elevada estabilidade
-	aumento de tráfego resultante dos LBS's
-	alargamento da oferta a novos serviços de telecomunicações aos clientes
-	maior flexibilidade na elaboração de preços e billing dos serviços

GALILEO - Arquitectura do Sistema 
O aproveitamento do serviço baseado apenas nos sinais do sistema satélite GALILEO pode ser melhorado através da combinação com elementos locais para aplicações cujo requisitos ultrapassam os originalmente definidos, os seja, os sinais GALILEO podem ser combinados ou com outros GNSS (ex.:GPS) ou com outros sistemas de telecomunicações (ex.:GSM, UMTS), de forma a alargar o âmbito da sua aplicação, ou a responder a aplicações específicas.
A arquitectura do sistema GALILEO deverá ser desenhada de forma a permitir: 
*	Satisfazer as necessidades dos utilizadores e das características do mercado
*	Minimizar os custos de implementação e de operacionalização do sistema
*	Minimização dos riscos financeiros e tecnológicos, inerentes a um projecto deste âmbito e aos desafios propostos
*	Interoperabilidade com os sistemas existentes, nomeadamente o GPS, mantendo ao mesmo tempo a sua autonomia e competitividade

Componentes
A arquitectura do sistema GALILEO pode ser considerada como composta por 4 principais componentes: 
*	Componente Global 
*	Componentes Regionais 
*	Componentes Locais 
*	Receptores e Terminais de Utilizador 

Estes satélites - o segmento espacial - são suportados por uma rede de estações terrestres de controlo, as quais são responsáveis pelas funções de controlo e monitorização da rede de satélites - segmento terrestre.

O segmento terrestre é ainda responsável pela recolha e difusão de informação adicional, em tempo real, realizada através das mensagens difundidas pelos satélites, para informação dos utilizadores acerca da qualidade/performance do sinal recebido e/ou envio de informações relativas a avarias ou degradações do serviço.

Adicionalmente, o utilizador pode usufruir de uma melhor performance dos sinais satélite, através da utilização dos sinais tratados a partir das estações terrestres, as quais podem transmitir informação adicional de posição e/ou dados, utilizando para tal, por exemplo as redes de comunicação já existentes.

Componente Global
A componente central do sistema GALILEU será a constelação de trinta satélites, distribuídos por 3 planos numa Orbitra a Média Altitude a cerca de 24.000 km de altitude da superfície terrestre (MEO - Medium Earth Orbit), cobrindo a totalidade do globo terrestre, e por uma rede de estações de controlo em terra, elementos considerados como necessários para disponibilizar os serviços GALILEO.

Em cada um destes três planos, existirá um satélite activo como spare, pronto a ocupar a posição de um outro qualquer satélite em caso de falha deste.

Várias constelações foram estudadas tendo-se optado, por constelações unicamente baseadas em orbitas MEO, visto ser desta forma garantida uma performance elevada e uniforme, quer do ponto de vista de definição, quer de fiabilidade e disponibilidade do sistema, inclusive para os países situados a maior latitude.

O controlo da constelação de satélites, a sincronização dos relógios atómicos dos satélites, o processamento da integridade do sinal, e a gestão de todos os equipamentos internos e externos será realizada por dois centros redundantes de controlo - GALILEO Control Centers (GCC), ambos localizados em solo europeu.


Entre as funções desempenhadas pelos GCC, destacam-se:
*	Orbit Synchronization and Processing Facilities (OSPF); 
*	Precision Timing Facilities (PTF); 
*	Integrity Processing Facilities (IPF); 
*	Mission Control Facility (MCF); 
*	Satellite Control Facility (SCF); 
*	Services Product Facility (SPF). 
A transferência de informação de e para os satellites, será realizada através de uma rede global de Up-link Stations - GALILEO Up-link Stations (GUS), cada uma das quais combina funções de Telemetria, Telecomando & Tracking (TT&C) e de Mission Up-link Station (MUS).
Diversas GALILEO Sensor Stations (GSS) distribuidas por todo o globo terrestre, medirão a qualidade do sinal emitido pelos satélites (Signal In Space SIS), as quais transmitirão a informação recolhida através da rede (de forma redundante) GALILEO Communications Network (GCN) para os dois GCC's. 
A qualidade da informação do Signal In Space (SIS), também denominada integridade da informação, será o maior elemento diferenciador do sistema Galileo quando comparado com outro GNSS. O facto da informação de integridade ser transmitida de forma conjunta e globalmente com a informação de navegação, permite a certificação do sistema Galileo para aplicações de Safety-of-Life (SOL).


COMPONENTES REGIONAIS
O sistema GALILEO foi desenhado de forma a permitir a introdução de informação a partir dos regionais service providers, através da utilização autorizada de canais no up-link  "integrity up-link channels" disponibilizados para o efeito pelo GALILEO.
A componente regional é então composta por uma rede adicional de estações para supervisionar a integridade dos sinais e um centro processador para fornecimento deste serviço.
COMPONENTES LOCAIS  
O sistema de GALILEO foi desenhado para disponibilizar um serviço de elevada qualidade a nível global, independentemente do local, e do facto de existirem ou não infraestruturas do sistema em terra. Contudo, e para determinadas aplicações em determinadas áreas, onde é exigida maior qualidade (maior precisão, disponibilidade, continuidade e integridade), a sua integração com as redes de comunicação locais (componentes locais), constituirá um valor acrescentado ao serviço.
Desta forma, e de uma forma genérica, será possível a adaptação de elementos locais a determinadas necessidades: aeroportos, portos, caminhos de ferro, estradas, áreas urbanas, etc. Tipicamente, o elemento local, terá que assegurar a sua transmissão do sinal, incluindo a sua monitorização, processamento e transmissão. A informação será transmitida para o utilizador através de um link específico do sistema, ou através de sistemas de comunicação externos (GSM ou UMTS). Sendo do conhecimento do operador a posição exacta do utilizador, será possível associar ao serviço básico, serviços de valor acrescentado - baseados na localização, de emergência, etc.
Para determinados formas de transporte, como por exemplo a aviação, a existência de componentes locais, que ofereçam um serviço de apoio à aterragem em condições metereológicas adversas, poderá contribuir para uma melhor racionalização das infraestruturas disponíveis, com a consequente redução de custos.
 

Receptores e Terminais de utilizador 
Os receptores são um dos pontos cruciais do sistema GALILEO, devendo na sua definição, ser garantidos os seguintes requisitos de Mercado:
*	Competitivos do ponto de vista de performance e de custos, quando comparados com os actuais sistemas
*	Desenvolvidos de acordo com as necessidades dos utilizadores (publico em geral e mercado profissional)
*	Facilmente adaptáveis à alteração e integração dos serviços (ex.: comunicações); 
*	Possibilidade de vários modos de utilização 
Uma larga gama de receptores GALILEO estará disponível para fornecimento dos vários tipos de serviços, oferecendo a possibilidade de combinação ou não dos mesmos. Entre outros pode considerar-se:
	- mini-terminais GALILEO para utilização do grande publico, ou telefones móveis (UMTS) com integração de serviços de valor acrescentado decorrentes da utilização de "funções GALILEO" - funções de localização no caso de efectuadas chamadas de emergência (112).
- Integração de serviços de navegação certificados pelos standards da industria aeronauticas, nos sistemas operacionais de suporte aos pilotos, na actividade de pilotagem.
- plataforma de navegação integrada nos veículos, para disponibilizar ao condutor informações de posição e monitorização do tráfego em tempo real.
 

Roland Gomes ---- CT2JHU