Galileo Search and Rescue (SAR): Análisis del sistema y simulación del balance de enlace

Abstract

En los últimos años los Sistemas de Radionavegación por Satélite o GNSS (Global Navigation Satellite Systems) se han convertido en un elemento esencial para la sociedad, donde múltiples servicios y sistemas basan su funcionamiento en las capacidades de posicionamiento proporcionadas por dichos sistemas. En este contexto el sistema europeo de navegación por satélite Galileo se ha consolidado como un activo estratégico, proporcionando no sólo capacidades de posicionamiento, navegación y determinación temporal, sino también otros servicios cuya utilización se considera crítica y en algunos casos restringida. Entre ellos se encuentran los servicios de alta precisión orientados a aplicaciones profesionales y científicas, el Servicio Público Regulado orientado a servicios gubernamentales, y el servicio de Búsqueda y Rescate (Search and Rescue, SAR), que ofrece servicios de localización en situaciones de emergencia. En este Trabajo de Fin de Máster se realizará el análisis de este último servicio, el servicio de emergencia de Galileo Search and Rescue o SAR, que representa la aportación europea al sistema de rescate internacional COSPAS-SARSAT (C/S). El sistema MEOSAR de C/S, y en particular el sistema SAR de Galileo, proporciona de forma global capacidades de alerta y localización para la activación de la respuesta de las autoridades a llamadas de auxilio de personas o vehículos en escenarios de emergencia. Gracias a dichas capacidades y a su alcance global, el tiempo requerido para localizar la posición y activar el envío de asistencia se reduce considerablemente, contribuyendo a la supervivencia de las personas en situación de peligro, especialmente en zonas remotas tanto en el mar como en tierra. A lo largo de este trabajo se realizará un análisis detallado de la arquitectura del sistema y sus componentes, y una revisión del rendimiento y funcionalidades ofrecidas por Galileo SAR, en relación a los requisitos definidos en las especificaciones COSPAS-SARSAT. Asimismo, se implementará la modelización de un escenario de simulación para el estudio de los parámetros de enlace SAR, teniendo en cuenta las características intrínsecas de los terminales de usuario y el rendimiento específico de los transpondedores disponibles en el payload SAR embarcado en los satélites Galileo.

In the last years, the Satellite Radionavigation Systems o GNSS (Global Navigation Satellite Systems) have become a key element for society, where multiple systems and services rely on the positioning capabilities provided by the different GNSS systems. In this context, the European Global Navigation Satellite System, Galileo, stands as a strategic asset for the European Union, providing not only positioning, navigation and timing capabilities, but also other critical services considered sometimes as restricted. It is the case for the High Accuracy Services, oriented to professional and scientific applications, the Public Regulated Services delivering government services and the Search and Rescue Service or SAR, which provides location capabilities for distress situations. In this Master´s degree final dissertation, we will perform the analysis of one of the restricted Galileo services, focusing on the Galileo Search and Rescue SAR service, which represents the European contribution to the global distress alerting system COSPAS-SARSAT (C/S). The C/S MEOSAR system and particularly the Galileo SAR system provides global distress alert and location data, to help search and rescue authorities assisting persons or vehicles in distress situations. Thanks to Galileo´s SAR capabilities and its global reach, the required delay to raise alerts to the SAR services, and the time required to locate and provide assistance to a distress signal is considerably reduced, having a direct impact on the probability of survival of the person in distress, especially in remote areas at sea or on land. Throughout the different sections of this paper, we will perform a detailed analysis of the architecture of the SAR system and its components, reviewing the performance and functionalities offered by Galileo SAR service, in the framework of the requirements defined by the COSPAS-SARSAT specifications. Moreover, as part of this dissertation we will also model a Galileo simulation for the study of the link parameters of the SAR system, analysing the link budget with regards to the terminal specs and the specific performance of the SAR-dedicated payload of the Galileo satellites.

En els últims anys els Sistemes de Radionavegació per Satèl·lit o GNSS (Global Navigation Satellite Systems) s'han convertit en un element essencial per a la societat, on múltiples serveis i sistemes basen el seu funcionament en les capacitats de posicionament proporcionades per aquests sistemes. En aquest context el sistema europeu de navegació per satèl·lit Galileu s'ha consolidat com un actiu estratègic, proporcionant no sols capacitats de posicionament, navegació i determinació temporal, sinó també altres serveis la utilització dels quals es considera crítica i en alguns casos restringida. Entre ells es troben els serveis d'alta precisió orientats a aplicacions professionals i científiques, el Servei Públic Regulat orientat a serveis governamentals, i el servei de Cerca i Rescat (Search and Rescue, SAR), que ofereix serveis de localització en situacions d'emergència. En aquest Treball de Fi de Màster es realitzarà l'anàlisi d'aquest últim servei, el servei d'emergència de Galileu Search and Rescue o SAR, que representa l'aportació europea al sistema de rescat internacional COSPAS-*SARSAT (C/S). El sistema MEOSAR de C/S, i en particular el sistema SAR de Galileu, proporciona de manera global capacitats d'alerta i localització per a l'activació de la resposta de les autoritats a crides d'auxili de persones o vehicles en escenaris d'emergència. Gràcies a aquestes capacitats i al seu abast global, el temps requerit per a localitzar la posició i activar l'enviament d'assistència es redueix considerablement, contribuint a la supervivència de les persones en situació de perill, especialment en zones remotes tant en la mar com en terra. Al llarg d'aquest treball es elaborarà una anàlisi detallada de l'arquitectura del sistema i els seus components, i una revisió del rendiment i funcionalitats ofertes per Galileu SAR, en relació amb els requisits definits en les especificacions COSPAS-*SARSAT. Així mateix, s'implementarà la modelització d'un escenari de simulació per a l'estudi dels paràmetres d'enllaç SAR, tenint en compte les característiques intrínseques dels terminals d'usuari i el rendiment específic dels transponedors disponibles en el payload SAR embarcat en els satèl·lits Galileu.