Nguồn ESA và ANTHI Việt Nam

Như chúng tôi đã từng giới thiệu trong nhiều Bản tin Công nghệ trước đây, hệ thống định vị toàn cầu bằng vệ tinh của Cộng đồng Châu Âu mang tên Galileo hiện đã bắt đầu đi vào hoạt động mặc dù số lượng vệ tinh trên quỹ đạo còn hạn chế, tuy nhiên theo kế hoạch phóng từng cặp vệ tinh lên quỹ đạo, chắc chắn Galileo sẽ hoàn chỉnh trong thời gian sớm. Thông thường khi đề cập tới các hệ thống định vị dẫn đường bằng vệ tinh, người sử dụng chúng ta thường chỉ quan tâm tới hợp phần không gian và các ứng dụng khai thác mà bỏ qua một trong những hợp phần hết sức quan trọng, góp phần hình thành và duy trì hoạt động một cách chính xác và ổn định cho bất kỳ hệ thống vệ tinh định vị nào như GPS, GLONASS, Galileo hay Beidou. Trong Bản tin Công nghệ tuần này, chúng tôi sẽ dành để giới thiệu với Quý Độc giả toàn bộ hợp phần mặt đất của hệ thống định vị dẫn đường toàn cầu bằng vệ tinh Galileo.

Tất cả các hệ thống định vị dẫn đường toàn cầu bằng vệ tinh cũng như các nhiệm vụ triển khai đều được phân chia thành hai phần: Thứ nhất là “Hợp phần không gian” (Space Segment) bao gồm tất cả các vệ tinh hay chính là tất cả các vệ tinh trên quỹ đạo – và thứ hai là “Hợp phần mặt đất” (Ground Segment) bao gồm các đài trạm mặt đất và hệ thống cơ sở hạ tầng hỗ trợ được lắp đặt trên trái đất. Toàn bộ hệ thống mặt đất phục vụ cho Gelileo đã được ESA triển khai trên khắp thế giới ở nhiều Quốc gia và vùng lãnh thổ, đây được coi là hệ thống có kiến trúc phức tạp nhất từng được ESA triển khai xây dựng từ trước tới nay.

Vị trí các đài trạm hợp phần mặt đất của hệ thống định vị dẫn đường bằng vệ tinh Galileo của Châu Âu

Toàn bộ hệ thống đài trạm kỹ thuật phân bố trên toàn thế giới để đảm bảo giám sát một cách liên tục với độ tin cậy cao hai thông tin tối quan trọng là thời gian và vị trí để nhúng vào các tín hiệu của các vệ tinh Galileo phát đi từ trên quỹ đạo. Các đài trạm này giám sát liên tục quỹ đạo và thời gian trên đồng hồ của các vệ tinh  một cách chính xác nhất, theo đó hệ thống có thể đưa ra những hiệu chỉnh nhỏ hoặc lập tức phát đi những cảnh báo liên quan tới tính toàn vẹn của toàn bộ hệ thống trong trường hợp cần thiết, đồng thời sẽ tải lên các vệ tinh để phát lại các tín hiệu định vị dẫn đường gửi về trái đất. Thực tiễn cho thấy số lượng đài trạm càng nhiều, phủ trùm được trên càng nhiều vùng lãnh thổ trên thế giới thì độ chính xác và mức độ tin cậy của các dịch vụ mà Galieo cung cấp cũng tăng theo.

Hầu hết toàn bộ các đài trạm của hệ thống Galileo hiện đang phân bố trên các vùng lãnh thổ do Châu Âu kiểm soát, trên thực tế một số vùng lãnh thổ nằm rất xa so với vùng đất chính của lục địa Châu Âu. Từ các đảo giữa đại dương tới các vùng cực của trái đất. Tất cả hệ thống đài trạm này đều được kết nối với nhau và kết nối với các trạm trung tâm thông qua các đường liên kết vệ tinh.

Về tổng quan thì hợp phần mặt đất của Galileo (Galileo Ground Segment) là hệ thống có kiến trúc phức tạp nhất trong tất cả các hệ thống hạ tầng đã từng được Châu Âu triển khai trong lịch sử, đặc biệt là việc phải đảm bảo và đáp ứng được các đòi hỏi về năng lực hoạt động, mức độ đảm bảo an toàn cũng như an ninh của toàn hệ thống. Để đảm bảo hoạt động dự phòng an toàn tuyệt đối, ESA đã triển khai tới hai trung tâm điều khiển, để thực thi các tác vụ khác nhau trong quá trình vận hành.

· Hợp phần nhiệm vụ mặt đất GMS (Ground Mission Segment) – Được đặt tại Trung tâm Điều khiển Ficino, Italia, cung cấp khả năng thực hiện các thao tác điều khiển dẫn đường tốc độ rất cao, xử lý số liệu từ mạng lưới tất cả các đài trạm còn lại trên thế giới. GMS có tới 2 triệu đường phần mềm mã hóa, 500 chức năng nội tại, 400 bản tin và 600 tín hiệu hợp thành 14 nhóm đối tượng khác nhau.

· Hợp phần điều khiển mặt đất GCS (Ground Control Segment) – Được đặt tại Trung tâm Điều khiển Oberpfaffenhofen, Liên bang Đức, giám sát và điều khiển trùm vệ tinh ở mức tự động hóa cao.

Hai trạm trung tâm này phối hợp và kết nối với tất cả các hợp phần mặt đất khác bao gồm:

· Trạm đo xa, tìm kiếm và điều hành – Gồm 2 trạm Kiruna tại Thụy Điển và Kourou tại Guiana thuộc Pháp.

· Trạm liên lạc lên vệ tinh – Bao gồm một lưới các trạm thực hiện nhiệm vụ tải số liệu dẫn đường lên các vệ tinh.

· Trạm quan trắc liên tục– Bao gồm một lưới các trạm phủ trùm trên thế giới cung cấp khả năng đồng bộ số liệu đo thời gian và quỹ đạo của các vệ tinh.

· Trạm phân phối số liệu – Giữ nhiệm vụ liên kết ngoại đối với tất cả các hợp phần mặt đất khác của Galileo.

Tới thời điểm hiện tại hệ thống Galileo đang có 8 vệ tinh mang số hiệu GSAT-101, 102, 103, 104, 201, 202, 203 và 204 đang ở trạng thái hoạt động và 2 vệ tinh mang số hiệu GSAT-205 và 206 đang trong giai đoạn kiểm tra và hoạt động thử nghiệm.

Các vệ tinh Galileo thứ 11, 12, 13 và 14 đang trong giai đoạn hoàn thiện và thử nghiệm cuối cùng trên mặt đất.

 Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn