Evropský navigační systém Galileo je, nebo lépe řečeno bude, prvním komerčním družicovým navigačním systémem na světě. Z hlediska technického řešení by měl být obdobou amerického systému NAVASTAR GPS nebo ruského systému Glonass. Na rozdíl od zmiňovaných konkurenčních systémů však Galileo bude fungovat na zcela jiném politickém i obchodním modelu.
Vojenský vs. komerční systém
Hlavní rozdíl mezi systémem Galileo na straně jedné a GPS a Glonass na straně druhé je především v politickém pozadí projektů. Zatímco GPS a Glonass jsou primárně vojenské systémy, které byly vyvinuty pro americkou, respektive ruskou armádu, Galileo je systém družicové navigace, vyvíjený primárně pro civilní uživatele. Komerční a nevojenské založení celého systému bylo i hlavním důvodem pro vznik systému Galileo.
Na první pohled by se dalo o smyslu tak velkého projektu pochybovat. Proč vyvíjet vlastní evropský navigační systém, když všichni již mnoho let úspěšně používáme navigace na bázi systému GPS? Málokdo si však uvědomuje, že jak systém GPS, tak i systém Glonass poskytují data, která nejsou garantovaná. Pokud bychom zašli do extrému, tak pokud se sbor náčelníků v Pentagonu dnes večer rozhodne, že GPS pro veřejnost „vypne“, ráno už nás naše navigace nikam nedovede. Jistě, k takovému extrému pravděpodobně nedojde, ale faktem je, že pokud utrpíte na základě nepřesných údajů ze systému GPS nějakou škodu, nemáte žádnou možnost, jak se domoci svých práv. Z toho pochopitelně vyplývá celá řada právních problémů a právě snaha stát se nezávislými na americkém vojenském systému vedla Evropskou komisi k tomu, aby dala novému evropskému navigačními systému zelenou.
Funkce systému Galileo
Kosmický segment systému Galileo bude tvořen 30 družicemi na třech oběžných rovinách se sklonem 56° k rovníku vzájemně posunutých o 120°. Družice se budou pohybovat na oběžné dráze ve výšce zhruba 23 000 km nad povrchem. Každá z drah bude mít devět pozic pro aktivní družice a jednu pozici pro záložní družici, která bude připravená pro případ selhání některé z devíti produkčních. Na zemi bude systém řízen z několika center, jejichž centrála bude umístěna v Praze. Uživatelský segment bude představovat klasický přijímač, jenž se v základních funkcích nebude příliš odlišovat od navigačních přístrojů, které využívají systému GPS.
Služby a přesnost systému Galileo
Dnes běžně používáme navigační prostředky na bázi systému GPS, jsme však odkázáni pouze na jednu část systému, kterou americká vláda uvolňuje pro potřeby veřejnosti. Jestliže nám známé navigační přístroje GPS jsou dnes schopny dosáhnout ideální přesnosti 1–5 metrů v horizontálním směru a 10–50 metrů ve vertikálním směru (určení nadmořské výšky), systém NAVSTAR GPS je pochopitelně technicky schopen dosahovat řádově lepších výsledků.
Informace, se kterými bychom byli schopni dosáhnout přesnosti v řádech decimetrů, však nejsou pro běžnou veřejnost běžně k dispozici a jejich použití je omezeno pouze na speciální přístroje používané armádami států NATO a specializovanými firmami se zvláštním povolením (například geodetické firmy apod.).
Systém Galileo bude poskytovat celou řadu služeb, které výrazně změní filozofii družicové navigace. Je plánováno, že základní poskytované služby budou pracovat ve dvou režimech.
První bude režim volný (Open Service), který bude zdarma a bude dosahovat přesnosti do jednoho metru v horizontálním směru a do deseti metrů při určení nadmořské výšky. Druhý režim bude komerční – placený (Commercial Service), který bude poskytovat zaměření s přesností centimetrů, až nízkých desítek centimetrů v horizontálním směru a do tří metrů při určení nadmořské výšky.
Zásadní změnou oproti americkému GPS však bude možnost využívat i obousměrný přenos dat. Tato služba bude umožňovat například volání o pomoc v případě nouze, které bude uskutečněno přes satelity. Tato služba tedy bude fungovat po celé planetě bez ohledu například na dostupnost mobilní sítě.
FieldFact
Pro úspěch systému Galileo je důležitý nejenom technický vývoj vlastního systému, ale také informovanost potenciálních uživatelů a také existence vhodných aplikací. Z tohoto důvodu je Evropskou komisí financována řada projektů zaměřených na aplikace družicové navigace v jednotlivých oborech. Jedním z těchto projektů je také FieldFact, řešený v rámci 6. rámcového programu EU pro výzkum a technologický rozvoj. FieldFact se zaměřuje na přínosy a příležitosti, které Galileo přináší pro zemědělství, usiluje o zvýšení povědomí o potenciálu Galilea a souvisejících službách mezi zemědělskou veřejností. Projekt formou informační a školicí kampaně a praktických demonstrací ukazuje integraci družicové navigace a geografických dat v kontextu informačních systémů zemědělských podniků. Konsorcium FieldFact tvoří šest partnerů (Alterra, PPO – Applied Plant Research a TerraSphere – Nizozemsko, Společné výzkumné centrum Evropské komise – Itálie, Ekotoxa – Česká republika, Univerzita Warmińsko-Mazurská – Polsko), které dohromady spojil dlouhodobý strategický zájem a zkušenosti v oblasti aplikací družicové navigace v zemědělství.
Chemické ošetřování polí
Při boji proti plevelům a škůdcům, který je nutný pro zvyšování produktivity, se dnes jenom těžko obejdeme bez chemických postřiků. Přesto si stále více zemědělců uvědomuje dopady nadměrného používání chemických postřiků na přírodu nehledě na optimalizaci obhospodařování zemědělské půdy. Je evidentní, že používání chemických prostředků v nadměrné míře a tam, kde není potřeba, je nejenom špatné pro životní prostředí, ale především je velmi nákladné. Jak může k řešení tohoto problému pomoci Galileo? Znalost přesné polohy a rychlosti letadla nebo stroje provádějícího postřik je tomto případě klíčovou informací, aby mohl být postřik aplikován na správném místě a v optimálním množství. Jestliže víme, že Galileo bude dosahovat přesnosti v řádech desítek centimetrů, lze konstatovat, že to je optimální přesnost vstupní informace pro automatické řídicí systémy, jako i pro následné vyhodnocení účinnosti chemických postřiků za použití digitálních mapových podkladů.
Přesné monitorování výnosů
Přesné měření výnosů plodin vede nejenom k efektivnímu řízení zdrojů, ale také přispívá k ochraně životního prostředí. To, jak tyto informace získat a jak je mít pod kontrolou, představuje velkou výzvu. Pěstitelé musejí být schopni přesně zmapovat oblasti polí s nízkými, ale i s vysokými výnosy. Přesné použití rozdílných dávek hnojiv, podle přesně zmapovaných oblastí, pak může nejenom zvýšit výnosy, ale zároveň výrazně snížit náklady a v neposlední řadě i zátěž životního prostředí. Umístění přijímače Galileo na sklízecí stroje a propojení například s automatickými systémy řízení těchto strojů povede k dalšímu zpřesnění a zefektivnění sklizně a umožní následně zanášet získaná data do informačních databází a digitálních map. Následným vyhodnocením těchto informací mohou farmáři lépe rozhodnout, ve kterých lokalitách je vhodné odebírat kontrolní vzorky a zaměřit se na konkrétní oblasti, které vyžadují intenzivnější sledování.
Výměra polí a sledování hospodářských zvířat
Přesná znalost rozsahu osetých ploch a jejich přesné tvary zanesené do map mají klíčový význam pro řízení a kontrolu dotací. Přesné měření je základem registru zemědělských pozemků. Pokud dnes farmáři prokazují aktuálně oseté plochy, jsou zpravidla odkázáni na staré katastrální mapy, které nejsou vždy velmi přesné a které nereflektují každoroční změny na pozemcích. Galileo může v tomto případě velmi dobře nahradit tradiční, ale nepřesné, drahé a časově náročné techniky. Kromě toho pomůže i při zanášení měření přímo do Geografických informačních systémů.
Systém Galileo lze využít velmi dobře i pro sledování hospodářských zvířat. Odpovídače napojené na centrální databázi mohou sledovat zvířata a produkty ve všech fázích výrobního procesu od přípravy přes přepravu až po uvedení na trh.
Kolik bude Galileo stát?
Na otázku, kolik bude celý systém Galileo stát, nelze v současnosti jednoznačně odpovědět. V roce 1999, když celý systém začínal, byly náklady na jeho zprovoznění vyčísleny na 1,8 miliardy eur. Evropská komise počítala s tím, že Galileo vznikne jako projekt PPP (Public Private Partnership), na kterém se budou podílet soukromé subjekty a veřejné instituce. Původním záměrem bylo spustit celý systém do roku 2008 a vzniklo dokonce konsorcium osmi evropských firem. V květnu 2007 se však sny o rychlém spuštění Galilea rozplynuly. Zainteresované společnosti se totiž nedokázaly mezi sebou dohodnout na spravedlivém rozdělení objemu prací a finančních prostředků. Kromě jiného se jim také nelíbilo, že by měly nést komerční rizika při případném neúspěchu projektu bez ohledu na jasné záruky, že se jim investice vrátí.
Po krachu záměru realizovat Galileo jako projekt PPP, přišla Evropská komise s plánem, podle kterého by náklady na Galileo přešly na EU. Předpokládané výdaje se v té době zvýšily na 3,4 miliardy eur. Eurokomisař pro dopravu Antonio Tajani na počátku roku 2010 prohlásil, že systém Galileo by měl dosáhnout základní funkčnosti do roku 2012. Odmítl však prozradit aktuální částku. Hovoří se nicméně zhruba o pěti miliardách eur. Tato částka je jistě na první pohled velmi vysoká, ovšem pokud tuto částku poměříme například s částkami na výstavbu dálniční sítě, zjistíme, že systém Galileo by měl stát zhruba tolik, jako 150 kilometrů nových dálnic.
Systém Galileo je navíc koncipován jako komerční, a proto by si měl na sebe vydělat. Podle české kosmické kanceláře by přínosy systému Galileo za prvních deset let jeho provozu měly dosáhnout 74 miliard euro. Odhady dnes počítají s tím, že po deseti letech funkce systému, by mělo být v provozu okolo tří miliard přijímačů a s tím spojeným obratem okolo 275 miliard eur ročně.
Současný stav a budoucnost
Systém Galileo má, zcela bez diskuse, velké zpoždění. Na přelomu tisíciletí bylo možné číst v tisku informace o tom, že celý systém bude plně provozuschopný do konce roku 2010. Následovala celá řada odkladů a posouvání termínů a to až do té míry, že se kolem celého systému začala šířit jistá pachuť nedůvěry a pochybností, zda se vůbec podaří tento obří projekt uvést do života.
Stín pochybností se podařilo poněkud rozptýlit v roce 2005, kdy byla na oběžnou dráhu vynesena první družice pojmenovaná Giove A. Ti, kdo považovali vypuštění tohoto prvního testovacího satelitu za tolik očekávané spuštění projektu, však byli jistě velmi zklamáni, protože trvalo další tři roky, než byla v roce 2008 vypuštěna druhá testovací družice pojmenovaná Giove B. Je nutné říci, že oba dva satelity Giove nejsou ničím jiným než technologickými demonstrátory, které vysílají ověřovací signály na přidělených frekvencích a s „produkčními“ satelity systému Galileo nemají mnoho společného.
Na ten skutečný start si musíme počkat až do 20. října letošního roku, kdy z kosmodromu ve francouzské Guayaně odstartuje kosmická loď Sojuz se dvěma prvními (netestovacími) satelity systému Galileo. Tento start by měl být následován v roce 2012 vynesením dalších dvou satelitů na oběžnou dráhu a tím by mělo dojít ke zkompletování minimálního družicového systému pro základní zaměření polohy (pro zaměření zeměpisné polohy a nadmořské výšky jsou potřeba minimálně tři, respektive čtyři satelity).
První čtyři satelity jsou dokončené a lze s určitou mírou jistoty konstatovat, že se letos respektive za rok na oběžnou dráhu dostanou. Odhadování dalšího vývoje by se však v dnešní době rovnalo věštění z křišťálové koule. Nezbývá než doufat, že centrum systému Galileo, které má být z rozhodnutí Evropské komise vybudováno v Praze, nebude pouze úřadem, který bude evropské veřejnosti vysvětlovat, proč bylo nutné celý projekt opět odložit.
Klíčové informace
– V rámci projektu Galileo byla zpracována detailní studie zaměřená na identifikaci existujících, případně potenciálních aplikací družicové navigace v zemědělství, včetně motivů pro jejich nasazení v praxi.
– Hlavní aplikace v zemědělství jsou: navádění zemědělských strojů, monitorování sklizně a vývoje biomasy, lokalizace míst odběru vzorků, sledování vozidel přepravujících hospodářská zvířata pro účely zajištění pohody zvířat, sledování hospodářských zvířat, zaznamenávání pohybu zemědělských strojů a měření pozemků.
Ing. Michal Hruška, Ph.D.Česká zemědělská univerzita v Praze
Technická fakulta
Katedra technologických zařízení staveb
