บริการโอเวอร์เลย์นำทางดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าของยุโรป

ระบบEuropean Geostationary Navigation Overlay Service ( EGNOS ) เป็นระบบเสริมความแม่นยำในการระบุตำแหน่งด้วยดาวเทียม (SBAS) ที่พัฒนาโดยองค์การอวกาศยุโรปและEurocontrolในนามของคณะกรรมาธิการยุโรปปัจจุบัน ระบบนี้ช่วยเสริมGPSโดยการรายงานความน่าเชื่อถือและความแม่นยำของข้อมูลตำแหน่ง และส่งข้อมูลแก้ไข ระบบนี้จะเสริมระบบ Galileoในเวอร์ชัน 3.0 ในอนาคต
EGNOS ประกอบด้วยสถานีตรวจสอบความสมบูรณ์ของการวัดระยะ 40 แห่ง ศูนย์ควบคุมภารกิจ 2 แห่ง สถานีภาคพื้นดินสำหรับการนำทาง 6 แห่ง เครือข่ายบริเวณกว้าง EGNOS (EWAN) และดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า 3 ดวง[ 1 ]สถานีภาคพื้นดินจะตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลระบบนำทางด้วยดาวเทียมและส่งข้อมูลไปยังดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า ผู้ใช้สามารถรับข้อมูลนี้จากดาวเทียมเหล่านั้นได้อย่างอิสระโดยใช้เครื่องรับที่รองรับ EGNOS หรือผ่านทางอินเทอร์เน็ต การใช้งานหลักอย่างหนึ่งของระบบนี้คือในด้านการบิน
ตามข้อกำหนด ความแม่นยำของตำแหน่งแนวนอนเมื่อใช้การแก้ไขที่ได้รับจาก EGNOS ควรดีกว่าเจ็ดเมตร ในทางปฏิบัติ ความแม่นยำของตำแหน่งแนวนอนอยู่ที่ระดับเมตร
ในอเมริกาเหนือ มีบริการที่คล้ายคลึงกันคือระบบ Wide Area Augmentation System (WAAS) ในรัสเซียคือระบบ System for Differential Corrections and Monitoring (SDCM) และในเอเชียคือระบบ Multi-functional Satellite Augmentation System (MSAS) ของญี่ปุ่น และระบบ GPS-aided GEO augmented navigation (GAGAN) ของอินเดีย
Galileoและ EGNOS ได้รับงบประมาณ 14.6 พันล้านยูโรสำหรับระยะเวลาการวิจัยและพัฒนา 6 ปี ตั้งแต่ปี 2021–2027 [ 2 ]
ประวัติและแผนงาน
ระบบเริ่มดำเนินการครั้งแรกในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2548 โดยมีความแม่นยำดีกว่า 2 เมตร และความพร้อมใช้งานสูงกว่า 99% นับตั้งแต่นั้นมา EGNOS ได้ออกอากาศสัญญาณอย่างต่อเนื่อง หนึ่งในการใช้งานครั้งแรกของระบบคือการติดตามนักปั่นจักรยานในการแข่งขันจักรยานทางไกลตูร์เดอฟรองซ์[ 3 ]
ในปี 2552 คณะกรรมาธิการยุโรปประกาศว่าได้ลงนามในสัญญากับบริษัทEuropean Satellite Services Providerเพื่อดำเนินการ EGNOS การเริ่มต้นการดำเนินงานอย่างเป็นทางการได้รับการประกาศโดยคณะกรรมาธิการยุโรปเมื่อวันที่ 1 ตุลาคม 2552 [ 4 ]ระบบได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานในแอปพลิเคชันด้านความปลอดภัยในชีวิตในเดือนมีนาคม 2554 [ 5 ] บริการเข้าถึงข้อมูล EGNOS เปิดให้บริการในเดือนกรกฎาคม 2555
ในช่วงกลางทศวรรษ 2010 งานเริ่มต้นในการขยายการครอบคลุมของ EGNOS ไปยังภูมิภาคแอฟริกาใต้ได้เริ่มขึ้นแล้วผ่านโครงการที่เรียกว่า ESESA - EGNOS Service Extension to South Africa [ 6 ]คณะกรรมาธิการยุโรปกำลังกำหนดแผนงานสำหรับการพัฒนาภารกิจ EGNOS แผนงานนี้ควรครอบคลุมภารกิจเดิมและภารกิจใหม่: [ 7 ]
- 2011–2030: บริการนำทางระหว่างเส้นทาง / NPA / APV1 / LPV200 จะใช้การเสริมประสิทธิภาพ GPS L1 เท่านั้น ความปลอดภัยในชีวิต (SoL) จะได้รับการรับประกันจนถึงปี 2030 โดยสอดคล้องกับ ICAO SBAS SARPS
- ปี 2020 เป็นต้นไป: มีแผนว่า EGNOS จะทดลองพัฒนา EGNOS เวอร์ชัน 3 ซึ่งเป็นการพัฒนาครั้งสำคัญ โดยจะรวมถึงการปฏิบัติตามมาตรฐาน SBAS L1/L5 การขยายไปสู่ระบบสองความถี่ และการพัฒนาไปสู่แนวคิดระบบหลายกลุ่มดาวเทียม
ในปี 2021 หลังจากการออกจากสหภาพยุโรปของสหราชอาณาจักร สหราชอาณาจักรได้เพิกถอนการอนุมัติกฎระเบียบสำหรับ EGNOS และนักบินเครื่องบินไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้ระบบนี้อีกต่อไป[ 8 ]
ดาวเทียมและ SISNeT


| ชื่อและรายละเอียดของดาวเทียม | NMEA / PRN | สัญญาณ | ที่ตั้ง | สถานะ[ 9 ] |
|---|---|---|---|---|
| อินมาร์แซท 3-F2 (ภูมิภาคมหาสมุทรแอตแลนติกตะวันออก[ 10 ] ) | NMEA #33 / PRN #120 | แอล1 | 15.5°W | เกษียณแล้ว |
| อาร์เทมิส[ 11 ] | NMEA #37 / PRN #124 | — | 21.5°ตะวันออก | เกษียณแล้ว |
| อินมาร์แซท 4-F2 (ยุโรป ตะวันออกกลาง แอฟริกา[ 12 ] ) | NMEA #39 / PRN #126 | — | ลบออก[ 13 ] | |
| อินมาร์แซท 3-F1 (มหาสมุทรอินเดีย[ 14 ] ) | NMEA #44 / PRN #131 | — | 64.5°ตะวันออก | เกษียณแล้ว |
| SES-5 (หรือที่รู้จักกันในชื่อซิเรียส 5 หรือแอสตรา 4B) [ 15 ] [ 16 ] [ 13 ] | NMEA #49 / PRN #136 [ 17 ] | L1 และ L5 | 5.0°ตะวันออก | คล่องแคล่ว |
| แอสตรา 5B [ 15 ] [ 16 ] [ 13 ] | NMEA #36 / PRN #123 [ 17 ] | L1 และ L5 | 23.5°ตะวันออก | เปิดใช้งาน (ในโหมดทดสอบ) |
| Eutelsat 5 West B [ 13 ] | PRN #121 | 5°W | แอคทีฟ[ 18 ] |
เช่นเดียวกับWAAS , EGNOS ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาสำหรับ ผู้ใช้ ด้านการบินที่ต้องการรับสัญญาณโดยตรงจากดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า ได้อย่างต่อเนื่อง จนถึงละติจูด สูงมาก การใช้งาน EGNOS บนพื้นดิน โดยเฉพาะในเขตเมือง มีข้อจำกัดเนื่องจากระดับความสูงของดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้า ค่อนข้างต่ำ คือประมาณ 30° เหนือขอบฟ้าในยุโรป ตอนกลาง และต่ำกว่ามากในยุโรปตอนเหนือ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ESAจึงได้เปิดตัว SISNeT ในปี 2545 [ 19 ] [ 20 ]ซึ่งเป็น บริการ อินเทอร์เน็ตที่ออกแบบมาเพื่อส่งสัญญาณ EGNOS อย่างต่อเนื่องไปยังผู้ใช้ภาคพื้นดิน เครื่องรับ SISNeT ทดลองเครื่องแรกสร้างขึ้นโดยสถาบันธรณีวิทยาฟินแลนด์ [ 21 ] เครื่องรับ SISNeT เชิงพาณิชย์ได้รับการพัฒนาโดยSeptentrio PRN #136 ถูกนำไปไว้ในแพลตฟอร์มปฏิบัติการตั้งแต่วันที่ 23/08/2018 เวลา 10:00 UTC และ PRN #120 ถูกนำไปไว้ในแพลตฟอร์มทดสอบตั้งแต่วันที่ 30/08/2018 เวลา 13:00 UTC [ 22 ]
บริการ
- บริการเปิด (OS): ช่วยปรับปรุงความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งโดยการแก้ไขแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่ส่งผลกระทบต่อ สัญญาณ GNSSซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อการใช้งานที่หลากหลายในโดเมนต่างๆ การแก้ไขที่ส่งโดย EGNOS ช่วยลดแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดในการวัดระยะที่เกี่ยวข้องกับนาฬิกาของดาวเทียม ตำแหน่งของดาวเทียม และผลกระทบจากชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ EGNOS ยังสามารถตรวจจับความผิดเพี้ยนที่ส่งผลกระทบต่อสัญญาณที่ส่งโดย GNSS และป้องกันไม่ให้ผู้ใช้ติดตามสัญญาณที่ไม่ดีหรือไม่น่าเชื่อถือซึ่งอาจนำไปสู่การกำหนดตำแหน่งที่ไม่แม่นยำ บริการนี้ให้บริการฟรีในยุโรปแก่ผู้ใช้ทุกคนที่มีตัวรับสัญญาณ GPS/ SBAS ที่เหมาะสม ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการรับรองตัวรับสัญญาณเฉพาะใดๆ มีให้บริการตั้งแต่วันที่ 1 ตุลาคม 2552 [ 23 ]
- บริการเพื่อความปลอดภัยในชีวิต (Safety of Life: SoL): วัตถุประสงค์หลักของบริการ EGNOS SoL คือการสนับสนุนการปฏิบัติการบินพลเรือนให้ได้ตามเกณฑ์ขั้นต่ำของ Localizer Performance with Vertical Guidance (LPV) อย่างไรก็ตาม บริการ EGNOS SoL อาจถูกนำไปใช้ในหลากหลายสาขาการใช้งานอื่นๆ ในอนาคต (เช่น การเดินเรือ ทางรถไฟ ทางถนน...) บริการนี้มอบประสิทธิภาพสัญญาณในอวกาศที่เข้มงวดที่สุดให้กับผู้ใช้งานด้านความปลอดภัยในชีวิตทุกกลุ่ม ระบบ EGNOS ได้รับการออกแบบเพื่อให้สัญญาณในอวกาศ (Signal-In-Space: SIS) ของ EGNOS เป็นไปตามมาตรฐาน ICAO SARPs สำหรับ SBAS และเปิดให้บริการมาตั้งแต่วันที่ 2 มีนาคม 2554
- บริการเข้าถึงข้อมูล EGNOS (EDAS): EDAS เป็นบริการข้อมูลภาคพื้นดินและให้บริการเข้าถึงข้อมูล EGNOS จากภาคพื้นดินแบบเรียลไทม์และในรูปแบบไฟล์เก็บถาวร FTP ย้อนหลังแก่ผู้ใช้ที่ได้รับอนุญาต (เช่น ผู้ให้บริการแอปพลิเคชันที่มีมูลค่าเพิ่ม) EDAS เป็นจุดเข้าถึงเดียวสำหรับข้อมูลที่รวบรวมและสร้างขึ้นโดยโครงสร้างพื้นฐานภาคพื้นดินของ EGNOS ที่กระจายอยู่ทั่วยุโรปและแอฟริกาเหนือ โดยมุ่งเป้าไปที่ผู้ใช้ที่ต้องการประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์และระดับมืออาชีพ มีให้บริการตั้งแต่วันที่ 26 กรกฎาคม 2555 [ 24 ]
สถาปัตยกรรม

EGNOS แบ่งออกเป็นสี่ส่วนการทำงานหลัก:
1. ส่วนภาคพื้นดิน:ประกอบด้วยเครือข่ายสถานีตรวจสอบความแม่นยำในการวัดระยะ (Ranging Integrity Monitoring Stations: RIMS) จำนวน 40 สถานี ศูนย์ควบคุมภารกิจ (Mission Control Centres: MCC) จำนวน 2 แห่ง สถานีภาคพื้นดินสำหรับการนำทาง (Navigation Land Earth Stations: NLES) จำนวน 2 แห่งต่อวงโคจรค้างฟ้า (Geostationary Earth Orbit: GEO) และเครือข่ายบริเวณกว้าง EGNOS (EGNOS Wide Area Network: EWAN) ซึ่งเป็นเครือข่ายการสื่อสารสำหรับส่วนประกอบทั้งหมดของส่วนภาคพื้นดิน
- 40. RIMS: หน้าที่หลักของ RIMS คือการรวบรวมข้อมูลการวัดจากดาวเทียม GPS และส่งข้อมูลดิบเหล่านี้ทุกวินาทีไปยังศูนย์ประมวลผลกลาง (CPF) ของ MCC แต่ละแห่ง
- 2. MCC: หน่วยเหล่านี้รับข้อมูลจาก RIMS และสร้างข้อความแก้ไขเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของสัญญาณดาวเทียมและข้อความข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของดาวเทียม (ความสมบูรณ์) โดยทำหน้าที่เป็น "สมอง" ของระบบ
- 6. NLES: NLES จำนวน 2 เครื่อง (สำหรับดาวเทียม GEO แต่ละดวง เพื่อความซ้ำซ้อน) จะส่งข้อความ EGNOS ที่ได้รับจากศูนย์ประมวลผลกลางไปยังดาวเทียม GEO เพื่อออกอากาศไปยังผู้ใช้และเพื่อให้แน่ใจว่ามีการซิงโครไนซ์กับสัญญาณ GPS
2. ส่วนสนับสนุน:นอกเหนือจากสถานี/ศูนย์ที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ระบบยังมีสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการสนับสนุนภาคพื้นดินอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการวางแผนการดำเนินงานของระบบและการประเมินประสิทธิภาพ ได้แก่ ศูนย์ประเมินและตรวจสอบประสิทธิภาพ (PACF) และศูนย์รับรองคุณสมบัติเฉพาะแอปพลิเคชัน (ASQF) ซึ่งดำเนินการโดยผู้ให้บริการ EGNOS (ESSP)
- PACF (Performance Assessment and Check-out Facility): ให้การสนับสนุนแก่ฝ่ายบริหารของ EGNOS ในรูปแบบของการวิเคราะห์ประสิทธิภาพ การแก้ไขปัญหา และขั้นตอนการปฏิบัติงาน ตลอดจนการอัปเกรดข้อกำหนดและการตรวจสอบความถูกต้อง และการให้การสนับสนุนด้านการบำรุงรักษา
- ASQF (Application Specific Qualification Facility): เป็นเครื่องมือสำหรับหน่วยงานรับรองการบินพลเรือนและการบิน เพื่อใช้ในการตรวจสอบคุณสมบัติ ยืนยันความถูกต้อง และรับรองแอปพลิเคชัน EGNOS ต่างๆ
3. ส่วนอวกาศ:ประกอบด้วยดาวเทียมวงโคจรประจำที่อย่างน้อยสามดวงที่ส่งสัญญาณแก้ไขและข้อมูลความถูกต้องสำหรับดาวเทียม GPS ในย่านความถี่ L1 (1575.42 MHz) การกำหนดค่าส่วนอวกาศนี้ให้ความซ้ำซ้อนในระดับสูงทั่วทั้งพื้นที่ให้บริการในกรณีที่เกิดความล้มเหลวในการเชื่อมต่อกับดาวเทียมวงโคจรประจำที่ การทำงานของ EGNOS จะดำเนินการในลักษณะที่ว่า ณ จุดใดจุดหนึ่ง ดาวเทียมวงโคจรประจำที่อย่างน้อยสองดวงจะส่งสัญญาณการทำงานอยู่เสมอ
4. กลุ่มผู้ใช้ : กลุ่มผู้ใช้ EGNOS ประกอบด้วยเครื่องรับ EGNOS ที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถคำนวณตำแหน่งของตนได้อย่างแม่นยำและครบถ้วน ในการรับสัญญาณ EGNOS ผู้ใช้ปลายทางต้องใช้เครื่องรับที่เข้ากันได้กับ EGNOS ปัจจุบัน เครื่องรับที่เข้ากันได้กับ EGNOS มีให้บริการสำหรับกลุ่มตลาดต่างๆ เช่น เกษตรกรรม การบิน การเดินเรือ ทางรถไฟ การทำแผนที่/การสำรวจ ถนน และบริการตามตำแหน่ง (LBS) [ 25 ] [ 24 ]
การบิน
ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2554 บริการ EGNOS Safety-of-Life ถือว่ายอมรับได้สำหรับการใช้งานในด้านการบิน ซึ่งช่วยให้นักบินทั่วทั้งยุโรปสามารถใช้ระบบ EGNOS เป็นรูปแบบหนึ่งของการกำหนดตำแหน่งระหว่างการลงจอด และช่วยให้นักบินสามารถลงจอดเครื่องบินในIMCโดยใช้การลงจอดด้วย GPS ได้[ 26 ]
ณ เดือนกันยายน พ.ศ. 2561 ขั้นตอนการลงจอด LPV ( Localizer performance with vertical guidance ) ซึ่งเปิดใช้งาน EGNOS มีให้บริการที่สนามบินมากกว่า 180 แห่งทั่วยุโรป[ 27 ]
ลิงก์ภายนอก
- ข้อมูลจากคณะกรรมาธิการยุโรปเกี่ยวกับ EGNOS
- เว็บไซต์ของผู้ให้บริการ EGNOS ESSP SaS
- ฝ่ายสนับสนุนผู้ใช้งานระบบปฏิบัติการ EGNOS
- ข้อมูลจาก ESA เกี่ยวกับ EGNOS
- หนังสือ EGNOS, สำนักพิมพ์ ESA, Javier Ventura-Traveset และ Didier Flament เก็บถาวรเมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม 2020 ที่Wayback Machine
- ข้อมูลจากองค์การอวกาศยุโรปเกี่ยวกับ EGNOS สำหรับผู้เชี่ยวชาญเก็บถาวรเมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม 2020 ที่Wayback Machine
- การเรียนรู้ EGNOS
- ESESA - บริการขยายเครือข่าย EGNOS ไปยังแอฟริกาใต้
- รายงานของ Usman A Zahidi เรื่อง "โปรแกรมรับสัญญาณ GPS ที่รองรับ EGNOS"
- ข้อมูลเกี่ยวกับ WAAS, EGNOS และ MSAS ที่เก็บถาวรไว้เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2021 บนWayback Machine
- ข้อมูลเกี่ยวกับ EGNOS จาก Navipedia —วิกิที่ริเริ่มโดยองค์การอวกาศยุโรป