[CNESMAG] Cuando Galileo ayuda a la ciencia y los futuros satélites
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Miles de millones de receptores utilizan señales de Galileo con fines de seguimiento. Pero este servicio abierto y público no es el único disponible. Además, los científicos utilizan otros recursos de Galileo, aunque este uso no forma parte de la especificación del sistema. En la actualidad, 20 000 estaciones GNSS estacionarias funcionan en todo el mundo con fines científicos.
El secuestro de las capacidades del primer GPS, luego del actual Galileo, permite algunos avances tecnológicos importantes para el mundo científico.
Félix Pérosanz, Jefe del Programa Terre-Solide del CNES.
Los terremotos y volcanes más famosos
Ni una falla sísmica activa ni un volcán escapan ahora a la observación del GNSS. «¡Usando receptores y algoritmos específicos, GNSS permite monitorear la deformación de la Tierra con precisión milimétrica! Todas las fallas tectónicas y volcanes activos hoy en día son monitoreados por GNSS ».
Modelado de fenómenos y medición de acumulación de estrés, Precursores de grandes eventos, hoy ayudan a obtener información detallada sobre el nivel de riesgo. En Mayotte, desde principios de 2018, el seguimiento diario de las estaciones GNSS (IGS y REGINA especial) ha demostrado que la isla se inclina hacia el este mientras se hunde varias decenas de centímetros en el mar.
La aparición de un volcán submarino deformó la corteza terrestre y provocó muchos terremotos. «Galileo compiló la observación y contribuyó al cálculo de las coordenadas de estas estaciones, para medir la deformación de la isla con una precisión cada vez mayor» Felix Pérosanz, también jefe del Servicio GNSS Internacional, identifica a IGS.
¡Es un servicio científico colaborativo basado en el sistema GNSS que ha estado en funcionamiento durante casi 30 años! Participan unas 100 organizaciones de 50 países. En el sujeto, CNES contribuye al IGS proporcionando acceso a datos de su red global de estaciones REGINA y proporcionando productos orbitales precisos.
Meteorología y oceanografía en desarrollador
Los meteorólogos están acostumbrados a utilizar múltiples recursos para sus modelos. Y cuando se preocupan por la troposfera, una región de la atmósfera sensible a la presión, la temperatura y la humedad, Galileo es una poderosa fuente complementaria para los instrumentos meteorológicos clásicos. Arpège ha estado recopilando datos GNSS (sensibles a estos parámetros meteorológicos) de una red europea durante al menos 15 años.
Este también es el caso de los datos de los receptores a bordo: el sistema Galileo permite realizar sondeos por latencia de radio (una señal sesgada de un satélite detrás de la Tierra)». Félix Peruzanz dice. GNSS-RO utiliza mediciones GNSS recibidas por cualquier satélite en órbita terrestre baja para «personalizar» la atmósfera terrestre con alta resolución vertical y cobertura global.
Gracias a este enfoque, Los eventos severos se pueden predecir mejor, como el fenómeno de Sevin. Las publicaciones muestran que la explotación de estos datos permite realizar tomografías atmosféricas para identificar las masas de agua de las que se filtra y se acumula. Esto probablemente será explotado pronto”. Félix Pérosanz explica. Sobre todo porque la falta de estaciones en el Mediterráneo, que es necesaria para mejorar la precisión, se puede poblar con estaciones GNSS móviles, en boyas o barcos.
El campo oceanográfico es otra gran área de experiencia, donde Galileo proporciona a los científicos mediciones estratégicas para comprender el cambio climático.
Si el GNSS permite clasificar los datos registrados por los mareógrafos -ascenso del mar o hundimiento de la corteza terrestre-, sus contribuciones van más allá. Galileo, en particular, aporta una mayor precisión para calibrar/verificar altímetros espaciales, que son herramientas esenciales para estudiar los océanos y el cambio climático.
La mejor detección remota, con medición de reflectancia
La ciencia de la reflectometría GNSS, mejor conocida como «GNSS-R», se está desarrollando a gran velocidad y por una buena razón: las señales de los satélites se reflejan en el agua, el hielo y la tierra. Se capturó a través de una antena en tierra o en un satélite en órbita baja, lo que permite determinar la altura de la antena con respecto a la superficie reflectante o medir una gran cantidad de parámetros físicos de esta superficie. «Esta tecnología permite, por ejemplo, describir la altura (nieve, río, océano costero, etc.) de un área, la rugosidad del océano y monitorear la formación de huracanes o la humedad del suelo. Esta tecnología de teledetección está bajo plena desarrollo « Félix Peruzanz dice.
El último estándar ITRF, impulsado por datos de Galileo
El Marco Internacional de Referencia Terrestre (ITRF), la unidad gobernante de alguna manera, se utiliza para todos ! Sin ella, la dinámica de la Tierra sería un misterio. Los geodesicistas definen este criterio, utilizando en particular los datos GNSS.
Un servicio internacional, IERS, transmite la Convención Internacional sobre el Marco de Referencia y la Rotación de la Tierra. El último, producido en 2020, se emitió en mayo de 2022. Galileo se reorganizó sobre él. Sin embargo, este no es el caso de los sistemas GPS, de Glonass o Beidou.
Mejore la precisión del satélite en tiempo real
«Thalès equipó sus grandes plataformas satelitales con su receptor GPS TopStar 3000 en la década de 1990» recuerda Thomas Junic, especialista en receptores GNSS a bordo del departamento de radionavegación del Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia. viniendo El nanosatélite ha ayudado a democratizar los receptores GNSS.
Los receptores a bordo satisfacen las necesidades de sincronización de tiempo a bordo, así como la recuperación de la órbita, ya sea mediante procesamiento posterior pero también en tiempo real, todo con la necesidad de una presión extremadamente alta.
Thomas Junique, especialista en receptores GNSS a bordo de la División de Radionavegación del CNES.
Gracias a Galileo, la multifrecuencia dinámica y la multifrecuencia multiplican la ventaja de disponer de receptores GNSS basados en el espacio: la disponibilidad del servicio aumenta con la mejor visibilidad generada, y la cantidad de datos disponibles permite una mayor precisión en la localización.
Hacia Nuevas Capacidades para NanoSats
Queda por evaluar adecuadamente las necesidades: los canales necesarios para el procesamiento de frecuencia probablemente incluirán más potencia informática en vuelo.
Los fabricantes ahora quieren Tienen un receptor GNSS genérico a bordo de su plataformaCapaz de realizar una amplia gama de tareas. Pero el diseño del receptor GNSS de vuelo está sujeto a limitaciones diferentes a las de un receptor terrestre: «Las restricciones técnicas (consumo, velocidad, antenas, etc.) y relacionadas con el entorno espacial pueden limitar su rendimiento. Los navegadores a bordo ayudan a «filtrar» los datos en términos de ubicación en tiempo real, incluso si no hay suficiente satélite GNSS en el visión» dice Thomas Junick.
El CNES está trabajando activamente en este tema, como nos recuerda el ejemplo de N-SPHERE. El receptor fue desarrollado por Syrlinks con el apoyo de CNES: este receptor permitirá Contribuye a la identificación precisa de múltiples constelaciones (GPS, Galileo) y a la determinación de la órbita GNSS multifrecuenciapodrá proporcionar un archivo Excelente precisión a bordo en tiempo real… menos de un metro.
N-SPHERE se utilizará en la próxima misión GOMX-5 organizada por la ESA y Gomspace A/S El receptor, asociado al navegador, se integra en la plataforma 12U Nano/Cubesat con el objetivo de demostrar las capacidades de los nuevos nanosatélites . Las próximas generaciones de constelaciones están en órbita baja.
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