Chiamata per Galileo: il sistema di navigazione satellitare europeo

La Provincia Varese - 15/02/2017

Il Laboratorio europeo per l’analisi delle firme spettrali a microonde (EMSL) del Centro Comune di Ricerca (JRC) – Commissione europea – di Ispra, sembra il setting perfetto per un film di fantascienza, ma la realtà è ben diversa. Lì, i ricercatori europei testano i segnali e i ricevitori usati per Galileo, il Sistema globale di navigazione satellitare (GNSS) dell’Unione europea. Per il suo successo, i ricercatori del JRC forniscono dati scientifici che renderanno Galileo più preciso e affidabile. Galileo migliora la precisione I segnali provenienti dai satelliti fanno molto di più che indicare la nostra posizione ai navigatori satellitari o agli smartphone. Forniscono anche dati di localizzazione alle industrie dei trasporti, ai servizi di emergenza e per tecnologie emergenti come le auto senza conducente e l’agricoltura di precisione. Banche, sistemi di gestione del traffico ferroviario, treni e aerei fanno già interamente e costantemente affidamento a sistemi di navigazione, in quanto si basano sui dati dei GNSS per la sincronizzazione e il posizionamento; avrebbero quindi vantaggio dall’introduzione di un altro sistema che possa ridurre l’impatto e le conseguenze di interruzioni momentanee. Fino ad ora, chi utilizza GNSS dipende dai segnali dei sistemi GPS (americano) o GLONASS (russo). Galileo offre un’alternativa affidabile che, a differenza degli altri sistemi, è e rimarrà sotto il controllo civile. È un sistema autonomo ma interoperabile con i sistemi di navigazione attuali, in particolare con GPS, migliorando quindi le performance attuali di tutti i servizi di navigazione satellitare. L’obiettivo di Galileo è di installare nei ricevitori le migliori tecnologie affinché possano sfruttare al meglio l’interoperabilità fra i diversi sistemi. Inoltre il sistema Galileo dispone di funzionalità uniche che aumentano la precisione delle applicazioni di posizionamento. Con 30 ulteriori satelliti in orbita sul nostro pianeta, sarà incrementata e migliorata la copertura anche in aree dove la recezione dei segnali è spesso bassa; anche l’uso di strumenti di navigazione in città, dove i segnali satellitari sono spesso bloccati dagli edifici alti, verrà notevolmente migliorato grazie alla maggiore precisione garantita da Galileo. Galileo è operativo Nel novembre 2016, l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha lanciato quattro ulteriori satelliti, quindi adesso per Galileo ne sono in orbita 18. Negli ultimi due anni ne sono stati lanciati 12, con un ritmo senza precedenza. La piena operatività sarà raggiunta quando saranno in orbita 30 satelliti previsti. Per garantire la copertura completa di Galileo su tutto il territorio mondiale ne sono indispensabili almeno 24. Il 15 dicembre 2016, la Commissione europea ha adottato la “Dichiarazione sui servizi iniziali di Galileo”, durante una cerimonia intitolata “Galileo diventa operativo”. Con questa dichiarazione, Galileo ha cominciato a offrire gratuitamente i servizi iniziali alle pubbliche amministrazioni, alle imprese e ai cittadini. Con un numero sufficiente di satelliti in orbita, chiunque abbia un dispositivo predisposto per Galileo potrà utilizzare i suoi segnali per la localizzazione, la navigazione e la sincronizzazione. I servizi iniziali sono forniti grazie a segnali di altissima precisione, ma nella fase iniziale non saranno sempre disponibili; infatti, in un primo periodo, i primi segnali di Galileo saranno usati in combinazione con altri sistemi di navigazione satellitare. Nei prossimi anni saranno lanciati nuovi satelliti per espandere la “costellazione” Galileo, estendendo gradualmente la copertura di Galileo al mondo intero. L’intera costellazione di satelliti sarà completata entro il 2020, quando Galileo raggiungerà la massima capacità operazionale. Il tuo smartphone è abilitato? Vari smartphone abilitati per Galileo sono stati lanciati sul mercato dall’autunno 2016: dispositivi che usano i segnali di Galileo per fornire una posizione più accurata. Entro il 2018, Galileo sarà disponibile su qualsiasi nuovo modello di veicoli venduti in Europa, che potranno fornire migliori servizi di navigazione utilizzati dai vari dispositivi. Il primo smartphone abilitato per Galileo, BQ Aquaris X5 Plus, è sul mercato dal settembre 2016; il JRC ha lavorato in stretta collaborazione con la GSA (Agenzia europea per il GNSS) nel certificare la disponibilità e la funzionalità dei ricevitori Galileo su questo smartphone. Testare e ritestare…. L’obiettivo di Galileo è di fornire ai suoi utenti informazioni più accurate su posizionamento e sincronizzazione: ed ecco quando entra in gioco il Centro Comune di Ricerca. I ricercatori del JRC studiano l’impatto dei disturbi sui segnali di Galileo e testano i ricevitori per renderli più affidabili. Il Laboratorio europeo per l’analisi delle firme spettrali a microonde (EMSL) del JRC è un’infrastruttura sperimentale all’avanguardia con capacità di misurazione assolutamente uniche. Ha una camera “anecoica” (priva di eco) di forma emisferica dal diametro di 20 metri, attrezzata con simulatori avanzati di segnale GPS e Galileo in grado di creare scenari complessi e di riprodurre i diversi segnali con svariate bande di frequenza. «Collaboriamo con i partner industriali per testare i ricevitori satellitari. I nostri simulatori di segnali satellitari possono testare i ricevitori contro i disturbi, come quelli originati nella ionosfera durante importanti eventi meteorologici spaziali, oppure quelli causati dai ’jammer device’, dispositivi di disturbo progettati espressamente per bloccare o interferire con le comunicazioni wireless. Questo lavoro contribuirà a migliorare la qualità dei ricevitori», dichiara Joaquim Fortuny-Guasch, il ricercatore responsabile per il supporto alle attività di Galileo al JRC di Ispra. Galileo incontra l’Antartico Gli scienziati che lavorano al laboratorio EMSL hanno analizzato i segnali di Galileo fin dall’inizio del 2012; è in questo laboratorio che nel marzo 2013 è stata realizzata la prima soluzione di posizionamento basata solo su Galileo. In questo contesto, il JRC sostiene il progetto internazionale DemoGRAPE, “Dimostratore per la ricerca su GNSS e applicazioni per l’ambiente polare”, coordinato dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia italiano (INGV), che si propone di migliorare la precisione del posizionamento satellitare. Il JRC sostiene il progetto DemoGRAPE nel quadro dell’accordo di collaborazione con l’Agenzia Spaziale Nazionale del Sud Africa (SANSA), altro partner del progetto. Un team di ricerca ha lavorato nella base antartica di SANSA, la SANAE IV, per installare e testare i ricevitori sviluppati al JRC. La stazione per testare i ricevitori contro eventi di meteo spaziale è situata in Antartico in quanto essi sono più facilmente rilevabili nelle regioni polari. Il “ricevitore di scintillazione ionosferica”, realizzato al JRC, permette di individuare episodi particolari come le tempeste solari, che creano disturbi sui segnali trasmessi dai satelliti, rischiando di compromettere sistemi di navigazione e di comunicazione. I dati e le osservazioni raccolte durante questa spedizione permettono ai ricercatori di sviluppare modelli per migliorare la qualità dell’intero sistema di navigazione satellitare Galileo.