Il sistema di posizionamento Galileo è un sistema di posizionamento e navigazione satellitare civile (in inglese GNSS - Global Navigation Satellite System), sviluppato in Europa come alternativa al Global Positioning System (NAVSTAR GPS), controllato invece dal Dipartimento della difesa degli Stati Uniti d'America.
Il sistema fornisce un grado di accuratezza di alcuni centimetri nelle tre direzioni. L'entrata in servizio, inizialmente prevista a fine 2019, è stata anticipata al 15 dicembre 2016. Il sistema può contare su 30 satelliti artificiali orbitanti (24 operativi più 6 di scorta) su 3 piani inclinati di circa 56° rispetto al piano equatoriale terrestre, orbitanti a una quota di circa 23.925 km. Le orbite seguite dai satelliti sono quelle MEO (Orbita terrestre media). A febbraio 2023, il sistema si compone di 24 satelliti operativi, 3 non operativi e 3 ritirati dal servizio.
Sono stati lanciati da dicembre 2023, e per i tre anni successivi, ulteriori 12 satelliti (denominati Galileo Batch 3), con i quali si prevede di completare la cosiddetta prima generazione del sistema Galileo (G1G).
Con il lancio effettuato il 28 aprile 2024, la costellazione ha raggiunto quota 30 satelliti.
Storia I primi sistemi di posizionamento satellitari (il GPS statunitense e il GLONASS russo), furono sviluppati in piena guerra fredda per applicazioni militari e il loro utilizzo civile è ancora oggi, in linea di principio, subordinato alle necessità di impiego militare dei due Stati.
Per diversi anni, il sistema GLONASS non è stato più mantenuto in perfetta efficienza; pertanto, l'unico sistema di posizionamento satellitare disponibile praticamente in tutto il globo terrestre è stato il sistema statunitense GPS (il ripristino del sistema GLONASS è stato una priorità del governo di Vladimir Putin a partire dal 2000 e nell'ottobre 2011 l'intera costellazione orbitale di 24 satelliti con copertura globale è stata ripristinata).
Proprio la necessità di rompere il monopolio USA su un servizio su scala globale ha spinto l'Europa a varare il progetto Galileo.
Il programma Galileo fu avviato ufficialmente il 26 maggio 2003 con un accordo tra l'Unione europea e l'Agenzia Spaziale Europea (ESA). A differenza del sistema GPS, sviluppato dal Dipartimento della difesa degli Stati Uniti d'America (che si riserva il diritto di ridurre la copertura del segnale, la sua accuratezza o sospendere del tutto il servizio in qualunque momento), Galileo è rivolto soprattutto al settore civile-commerciale mondiale. Il sistema europeo è sempre disponibile gratuitamente sia ai civili sia ai militari e con la massima accuratezza, mentre sono in valutazione possibili servizi commerciali. Un ritorno economico per le industrie europee si avrà anche con la produzione dei ricevitori Galileo, mentre ora con il GPS il mercato è esclusivamente americano.
A causa delle difficoltà economiche generali, la Commissione europea ha avuto problemi ad assicurare la copertura economica al proseguimento del progetto e ci sono state divisioni tra le nazioni coinvolte. Italia e Francia sono ampiamente favorevoli, mentre altri stati, tra cui Germania, Paesi Bassi e Inghilterra, preferirebbero continuare ad usare gratuitamente il sistema americano piuttosto che finanziarne uno nuovo. In seguito agli attacchi terroristici dell'11 settembre 2001, gli Stati Uniti fecero pressione perché si sospendesse lo sviluppo del progetto europeo.
Pochi mesi dopo, in parte come reazione alla pressione statunitense, tutti i paesi europei si schierarono in favore del progetto Galileo e i finanziamenti divennero più che sufficienti. Rimasero però alcune divisioni su argomenti più prettamente politici. Per il periodo fino al 2005 la spesa prevista per il progetto era di 1,1 miliardi di euro.
I trenta satelliti previsti hanno cominciato a essere messi in orbita a partire dal 2011, con un costo totale stimato in 3 miliardi di euro, comprese le infrastrutture di terra, da realizzarsi tra il 2007 e il 2008. Almeno due terzi del costo è coperto da aziende private e investitori, mentre la rimanente spesa è suddivisa tra Agenzia Spaziale Europea e Unione europea.
Nel settembre 2003, si è unita al progetto la Cina, con apporto di capitali di investimento per 230 milioni di euro. Israele è entrato come partner del progetto nel luglio 2004, diventando poi major partner nel 2014.
Il 3 giugno 2005, l'Unione europea e l'Ucraina hanno iniziato delle trattative per l'adesione di quest'ultima al progetto. Ci sono diverse voci sull'adesione di altre nazioni come India, Brasile, Messico, Cile, Giappone, Corea del Sud, Australia, Marocco e Canada.
Un servizio criptato commerciale a larga banda e alta accuratezza è fornito a un costo aggiuntivo, mentre il servizio di base di Galileo è liberamente disponibile a chiunque sia dotato di un ricevitore compatibile. L'Unione europea si è accordata nel giugno 2004 con gli USA per adottare uno schema di modulazione noto con il nome di Binary Offset Carrier 1.1 (BOC 1,1) che permette la trasmissione dei servizi Galileo sulle stesse frequenze adottate dal GPS americano senza che i due sistemi producano interferenze reciproche.
Per assicurare l'assegnazione delle frequenze radio e sperimentare la stabilità in orbita del segnale e degli orologi atomici, fu previsto il lancio di due satelliti di prova, GSTB-V2/A e GSTB-V2/B (acronimo di Galileo Satellite Test Bed - Version 2, A e B).
Il 28 dicembre 2005, alle ore 06:19 (ora centrale europea), dal Cosmodromo di Bajkonur (Kazakistan) è avvenuto il lancio del primo satellite del programma: GSTB-V2/A, ribattezzato poi come "GIOVE-A", dal nome attribuito al programma di prova del sistema Galileo, "GIOVE" (dall'inglese, Galileo In-Orbit Validation Element).
A causa dei ritardi nel progetto, a marzo del 2007 fu commissionato dall'ESA un satellite gemello del primo (GIOVE-A2) per garantire la necessaria continuità della trasmissione del segnale in orbita e non perdere i diritti sulle frequenze. La costruzione del GIOVE-A2 fu interrotta a seguito del lancio (il 26 aprile 2008 alle 22:16 UTC) del secondo satellite di test in orbita, il "GIOVE-B" e della successiva conferma del suo corretto funzionamento. Rispetto al precedente, il GIOVE-B trasporta in più un ulteriore orologio atomico all'idrogeno e degli amplificatori di potenza del segnale.
Due dei trenta satelliti operativi della costellazione sono stati messi in orbita il 21 ottobre 2011 con un vettore russo Soyuz, altri due sono stati lanciati il 13 ottobre 2012, per verificare il sistema Galileo nelle sue strutture di terra e spaziali (fase In-Orbit Validation), altri due satelliti nell'agosto 2014 e altri due (il settimo e l'ottavo) il 27 marzo 2015.
Nel 2012, la società italo-francese Telespazio ha testato con successo la trasmissione dei segnali anche in forma criptata sui primi due satelliti già in orbita della costellazione. La verifica condotta al Centro spaziale del Fucino ha permesso di estendere l'offerta dei servizi Galileo PRS (Public Regulated Services – Servizi Pubblici Regolamentati) ad enti governativi, organi di sicurezza e Protezione Civile.
La rete è gestita dal centro di Spaceopal GmbH a Oberpfaffenhofen, presso Monaco di Baviera, in coordinamento col Centro spaziale del Fucino. Dal novembre 2010, Spaceopal GmbH è il primo contraente per i servizi operativi di Galileo, nel quadro dello sviluppo dei sistemi di navigazione satellitare globale (GNSS). Spaceopal ha sede a Monaco di Baviera, ed è un partenariato fra Telespazio (Leonardo al 67%, e Thales al 33%) e l'agenzia spaziale tedesca.
Dal 15 dicembre 2016 Galileo è in funzione con 18 satelliti. Sono già disponibili nel 2017 i primi processori compatibili di Qualcomm Snapdragon, nonché la versione del sistema operativo per dispositivi mobili Android Nougat (v. 7.0) compatibile col sistema satellitare. Il primo telefono cellulare in grado di usare il sistema è il BQ Aquaris X5 Plus. Tra i primi dispositivi compatibili con Galileo vi sono l'iPhone 6s, il Samsung Galaxy S8 e il Nokia 8.
Il 25 luglio 2018, il numero di satelliti in orbita è salito a 26 in seguito al lancio di quattro nuovi satelliti, per poi arrivare a 30 nel 2024.
Descrizione Obiettivi I principali scopi di Galileo sono: una maggior accuratezza nella geo-localizzazione degli utenti rispetto a quella attualmente fornita dal NAVSTAR GPS; un aumento della copertura globale dei segnali inviati dai satelliti, soprattutto per le regioni a più alte latitudini (> 75°); un'alta disponibilità del segnale nelle aree urbane; una affidabilità certificata, coadiuvata anche dall'invio del "messaggio di integrità" che avverte immediatamente l'utente di eventuali perdite di integrità nel segnale della costellazione o, viceversa, conferma l'esattezza del segnale ricevuto; un'elevata continuità di servizio che, essendo indipendente dagli USA, può funzionare sempre e non verrà disattivato senza preavviso (come successo in tempi di guerra per il GPS).
Sebbene il sistema Galileo sia stato pensato per essere completamente indipendente e autosufficiente, è compatibile e interoperabile con il sistema GPS: in altri termini, le caratteristiche di Galileo sono tali da non interferire con il funzionamento del GPS ("principio di compatibilità") e ne permettono anche l'utilizzo congiunto con il GPS ("principio di interoperabilità").
Innovazioni
Galileo è progettato per migliorare lo scenario offerto dai sistemi GNSS agendo su tre caratteristiche: la precisione, la disponibilità e la copertura. La precisione dei GNSS è migliorata grazie all'interoperabilità, che permette di servirsi di una costellazione combinata GPS-Galileo. In questo modo, il numero di satelliti costantemente disponibili è quasi il doppio, il che permette misure più precise. Per lo stesso motivo, il numero maggiore di satelliti che diffondono un segnale di geo-localizzazione permette di avere un servizio con maggiore disponibilità, anche in ambienti a visibilità limitate, come nei centri urbani, dove si verifica il fenomeno dei “canyon urbani”, ovvero l'oscuramento parziale dei segnali GNSS da parte degli edifici, in particolare se molto alti e densi. Infine, la copertura offerta da Galileo in alcune aree geografiche è migliore del GPS, per come è stata progettata la posizione dei satelliti. In particolare, è stata curata una maggiore copertura del Nord Europa.
Anche a livello di servizio, Galileo è migliorativo rispetto al GPS, in quanto offre alcune caratteristiche ora assenti nei GNSS, come i servizi di integrità garantita del segnale, e, in generale, l'affidabilità del sistema, oppure la possibilità di accedere ai dati grezzi non elaborati.
Principi di funzionamento
Un sistema di posizionamento globale satellitare (in inglese Global Positioning System, il cui generico acronimo GPS è venuto ad identificarsi col sistema statunitense, il cui nome completo è NAVSTAR GPS) si basa su una costellazione di satelliti artificiali in grado di fornire con estrema precisione le coordinate geografiche (longitudine, latitudine, quota) e la velocità di qualsiasi mezzo fisso o mobile in ogni punto in prossimità della superficie Terra e nell'atmosfera, con continuità temporale.
Ciascun satellite trasmette continuamente dei segnali codificati contenenti varie informazioni come i dati orbitali, che servono ad un ricevitore satellitare per il calcolo della posizione del satellite stesso (le cosiddette effemeridi), e un riferimento temporale per la determinazione degli istanti esatti di trasmissione dei segnali stessi.