Navigasjon etter stjernene
I flere tusen år har menneskene navigert etter stjernehimmelen. Utviklingen videre har gitt en rekke metoder og verktøy for å bestemme posisjon, hastighet og retning. I siste halvdel av 1800-tallet ble det gjort store framskritt innen forståelse av elektromagnetisme. Dette banet vei for utnyttelsen av radiobølger innen navigasjon.
Utover 1900-tallet kom en lang rekke systemer der radiostasjoner på bakken sender ut signaler som fartøy og fly kan benytte for å regne ut sin posisjon og finne riktig kurs. Radionavigasjon ble et begrep.
I våre dager er radionavigasjon nær synonymt med satellittnavigasjon. Radiosenderne er flyttet fra bakken og opp i satellitter. Nok en gang navigerer vi etter «stjernene». Dette gir systemer med mye bedre dekning og nøyaktighet enn de gamle systemene på bakken.
Innen radionavigasjon vil høy nøyaktighet i posisjonsbestemmelse kreve nøyaktig tidsmåling. Utviklingen innen atomklokketeknologi er mye av «hemmeligheten» bak den nøyaktigheten vi kan oppnå med dagens systemer.
GPS blir til
Verdens første satellitt ble skutt opp 4. oktober 1957 av Sovjetunionen og overrasket en hel verden. Den sovjetiske satellitten sendte ut et radiosignal som på grunn av satellittens hastighet, fikk et dopplerskift. Ved å måle dette fra en kjent posisjon på bakken kunne man finne ut hvor satellitten var. Da kom ideen om å gjøre det omvendte. Vi kan regne ut hvor på jorden vi befinner oss hvis vi vet hvor satellitten er.
Amerikanerne tok føringen på dette og bygde det første satellittnavigasjonsystemet TRANSIT. Systemet hadde kun 5 satellitter og ga derfor ikke tidskontinuerlig dekning. TRANSIT ble bygget på 1960-tallet og avviklet i 1996 etter at GPS (Global Positioning System) ble erklært operativt.
Systemets målgruppe var maritime, militære brukere. Feilen i posisjonsbestemmelsen kunne være opp mot 500 meter, men var noe av det beste man hadde på den tiden med global dekning.
GPS er som navnet sier et satellittsystem med global dekning for å bestemme posisjon. Det var opprinnelig meningen det skulle være et rent militært system, men etter den sovjetiske nedskytingen av en Boeing B747 fra Korean Airlines over Sakalin i 1983, besluttet USAs president Reagan at sivile skulle få bruke GPS.
Prosjektet startet i 1974, første satellitt ble skutt opp i februar 1978 og systemet ble operativt i 1995 med 24 satellitter på plass. Dette var verdens første satellittnavigasjonssystem med global dekning hele døgnet (GNSS).
I begynnelsen ga systemet redusert nøyaktighet for sivile brukere, men denne begrensningen ble fjernet i år 2000. Nøyaktigheten gikk da fra 100 meter til 10 meter. Dette ga grobunn for en enorm vekst i sivile anvendelsesområder og har gjort at «alle» i dag har hørt om GPS.
Russland bygger eget navigasjonssystem
Kald krig, romkappløp og stormaktenes ønske om autonomi gjorde at også Sovjetunionen bygde sitt eget satellittnavigasjonssystem, GLONASS (Globalnaja navigatsionnaja sputnikovaja sistema).
Systemet ble operativt omtrent samtidig med GPS etter at første satellitt ble skutt opp i 1982. Russland har videreført systemet og holder på med å innføre tredje generasjon satellitter.
Europa kommer på banen
Europa ønsket ikke å være avhengig av andre stormakters satellittsystemer. Med den store sivile anvendelsen som man så komme var det heller ikke ønskelig at amerikansk industri fikk ha dette markedet for seg selv. I 1999 besluttet EU og ESA å bygge et europeisk GNSS. Første skritt på veien ble støttesystemet EGNOS. (European Geostationary Navigation Overlay System).
EGNOS er et såkalt SBAS (Satellite Based Augmentation System) og systemets åpne tjeneste ble erklært operativ i oktober 2009. EGNOS ble utviklet i samarbeid mellom EU, ESA og Eurocontrol. Den sikkerhetskritiske «Safety-of-Life»-tjenesten for luftfartsformål ble operativ i 2011.
Systemet dekker Europa fra geostasjonære satellitter og brukes sammen med GPS for økt nøyaktighet og pålitelighet i posisjonsbestemmelsen.
Daglig drift av systemet ivaretas av ESSP (European Satellite Service Provider) på kontrakt for EUSPA (European Union Agency for the Space Programme). ESSP ble opprettet for dette formålet i 2008 av en rekke europeiske tilbydere av flysikringstjenester. EU og ESA jobber med å videreutvikle funksjonaliteten til også å fungere sammen med Galileo.
I 2002 ble Galileo-programmet godkjent av Rådet for den europeiske union. Den opprinnelige planen om finansiering gjennom et offentlig-privat samarbeid gikk dårlig, så i 2007 tok EU fullt eierskap og ansvar for programmet. De to første satellittene ble skutt opp i oktober 2011 for validering i bane.
Galileo – det europeiske navigasjonssystemet
Galileo ble erklært delvis operativt i desember 2016 med 12 kvalifiserte satellitter. Innen utløpet av 2021 ble satellitt nr. 27 og 28 bli skutt opp. I disse satellittene finnes norsk teknologi levert av Kongsberg Space Electronics (tidl. Norspace). Satellittene er skutt opp med bærerakettene Soyuz og Ariane-5.
Daglig drift av Galileo ivaretas av Spaceopal på kontrakt for EUSPA. Selskapet ble opprettet for dette formålet i 2009 og eies av tyske DLR og italienske Telespazio.
Den opprinnelige planen om OPS medførte at EU opprettet Galileo Supervisory Authority (GSA) i juli 2004 for å ivareta den offentlige delen av samarbeidet. Da dette bortfalt i 2007 fikk GSA nye oppgaver relatert til sikkerhet og å bistå EU-kommisjonen med Galileo.
I 2010 byttet GSA navn til European GNSS Agency, men behold akronymet GSA. Byrået ble tilført oppgaver relatert til markedsutvikling og markedsføring av EGNOS og Galileo, og har ansvar for at EU får mest mulig ut av investeringene som er gjort. EU er systemeier og GSA ivaretar ansvaret for at EGNOS og Galileo leverer tjenester som er sikre, trygge og tilgjengelige. I mai 2021 endret GSA navn til EUSPA, og fikk utvidet sitt ansvarsområde til også å dekke Copernicus, SSA og GOVSATCOM.
Norge er med
Gjennom norsk ESA-medlemskap og mulighetene som EØS-avtalen gir, har Norge deltatt i EGNOS- og Galileo-programmene siden starten. Stortinget har vedtatt norsk deltakelse i disse programmene i 2009 og 2014. Siste vedtak gjaldt ut 2020 og Stortinget vedtok i juni 2021 å videreføre deltakelsen for perioden 2021 – 2027.
Norge stiller områder på norsk territorium til rådighet for utplassering av bakkeinfrastruktur. Galileo har installasjoner på Svalbard, Jan Mayen og Troll (Antarktis). EGNOS har installasjoner (RIMS) på Svalbard, Jan Mayen, Kirkenes, Tromsø og Trondheim.