Applicazioni di Navigazione Satellitare Ing. Mario Caporale

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1 Unità Applicativa Telecomunicazione e Navigazione Applicazioni di Navigazione Satellitare Ing. Mario Caporale Roma 19 Settembre 2006 Workshop Nazionale

2 L Agenzia Spaziale Italiana: Il Ruolo dell ASI nella Navigazione Finanzia il programma GALILEO attraverso l ESA e partecipa agli organismi decisionali e di controllo europei e alle strutture tecniche di valutazione La Partecipazione ai Programmi Europei EGNOS e GALILEO è finalizzata a: Favorire un adeguato coinvolgimento e sviluppo dell industria nazionale nei Programmi Sviluppare i Progetti Applicativi nazionali della navigazione satellitare, armonizzandoli con lo sviluppo dei Programmi Europei di GNSS 2

3 Navigazione: Gli Indirizzi Istituzionali Le Attività Applicative della navigazione satellitare si inquadrano nella iniziativa PERSEUS (PER il Supporto al programma EUropeo di navigazione Satellitare) che è volta ad implementare la direttiva inclusa nella Legge 10/2001 "Disposizioni in materia di navigazione satellitare L iniziativa PERSEUS è stata successivamente integrata per comprendere le attività applicative legate al servizio PRS del programma GALILEO (PERSEUS integrativo) Il DPCM del 13 maggio 2005: Ripartizione del fondo di cui all'articolo 1, commi 3, 4 e 6 della legge 29 gennaio 2001, n. 10, assegna la disponibilità dei fondi della LEGGE 10/2001 integralmente all'asi, invitando a sviluppare forme di collaborazione con ENAV per specifici progetti aeronautici. 3

4 La Navigazione Satellitare: enabler di integrazione di tecnologie La Navigazione satellitare, con la sua capacità di fornire informazioni di posizionamento, velocità e tempo, anche con estrema precisione, consente di sviluppare applicazioni in svariati settori delle attività umane, dal trasporto ad un innumerevole insieme di altre attività (geodesia, agricoltura, mappatura del territorio, tempo libero, supporto alle emergenze, ) Nei progetti applicativi di navigazione satellitare, l ASI ha selezionato un numero di applicazioni che consentono una notevole capacità di integrazione di tecnologie, focalizzando al contempo una significativa potenzialità di innovazione (ricerca e sviluppo) legata all uso del sistema GALILEO. 4

5 I Progetti ASI a fronte del Mercato GNSS 5

6 Progetto Trasporto Merci Pericolose Contesto di riferimento: Le sostanze pericolose rappresentano una quota significativa del trasporto delle merci, in particolare quello stradale europeo Il problema del loro controllo assume un carattere prioritario, per la rilevanza dei rischi associati (safety & security) oltre che per il crescente impatto sulla congestione del traffico e sui danni che eventuali incidenti possono arrecare alle persone, alla viabilità e all ambiente. Obiettivi del Progetto: Favorire lo sviluppo di un sistema pre-operativo per il monitoraggio, la gestione ed il controllo del trasporto di merci pericolose e la fornitura di servizi in ambito intermodale (terrestre, marittimo, ferroviario e su acque interne), compresa la gestione delle eventuali emergenze 6

7 Principali Funzioni: Monitoraggio: raccolta, processamento e distribuzione di informazioni agli utenti e agli operatori Gestione: pianificazione dei percorsi, prevenzione e risposta alle emergenze Enti Coinvolti: Progetto Trasporto Merci Pericolose Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti Amministrazioni regionali e locali Protezione Civile - Vigili del Fuoco - Croce Rossa Agenzia per la Protezione Ambientale (APAT) Operatori Costruttori di Veicoli Produttori di Componentistica Università e Centri di Ricerca 7

8 Merci Pericolose: Progetto Preliminare e Fase C0 Il Progetto Preliminare ha consentito di individuare i requisiti dell utenza, le funzionalità, i prodotti innovativi (in termini applicativi e tecnologici) ed i benefici ottenibili in termini di sicurezza ed efficienza di gestione Il Progetto Preliminare ( 6 mesi) è stato sviluppato in parallelo da due raggruppamenti guidati rispettivamente dalle società Kayser Italia e Centro Ricerche FIAT. La Fase C0 (6 mesi) è affidata in gestione alla società Centro Ricerche FIAT che fornirà successivamente una presentazione al riguardo. La Fase del Progetto Pre-operativo verrà lanciata successivamente alla fine della fase C0, per la durata di 3 anni. 8

9 Progetto Trasporto Marittimo Contesto di riferimento: Il trasporto commerciale soffre della crescente congestione del traffico merci su strada, con conseguente: Aumento dei costi Elevati rischi di tipo ambientale Disagio sociale La soluzione l intermodalitl intermodalità,, di cui le Autostrade del Mare sono un elemento rilevante. In tal caso l efficienza l del sistema è principalmente nei nodi di scambio (stazioni, porti). Circa il 92% dei soccorsi in mare effettuate dalle CCPP e dalla Guardia Costiera riguardano imbarcazioni da diporto. Causa principale: condizioni meteo avverse Richieste di soccorso con informazioni spesso insufficienti Necessità di ricostruire lo scenario di evento per un efficace e pronto intervento. 9

10 Obiettivi del Progetto: Progetto Trasporto Marittimo Promuovere l uso l della navigazione satellitare per migliorare la sicurezza e l efficienza nel trasporto marittimo, ideando anche soluzioni che consentano di rendere più efficiente l azione l delle Capitanerie di Porto nelle attività di ricerca e soccorso Sviluppare e sperimentare applicazioni pre-operative, con l ausilio l della navigazione satellitare ed attraverso soluzioni che operano in sinergia con il VTS/AIS, a supporto del progetto Autostrade del Mare per la Sicurezza della Navigazione da Diporto Organizzazioni Coinvolte: Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti Capitanerie di Porto Guardia Costiera Autorità Portuali Università e Centri di Ricerca 10

11 Trasporto Marittimo: Progetto Preliminare e Fase C0 La Fase di Progetto Preliminare ha consentito di identificare delle soluzioni innovative a supporto delle Autostrade del Mare e per la sicurezza nella Navigazione da Diporto. Il Progetto Preliminare (6 mesi) è stato sviluppato da un raggruppamento industriale guidato dalla società Vitrociset. La Fase C0 (6 mesi) è gestita sempre dalla società Vitrociset che fornirà successivamente una presentazione al riguardo. La Fase del Progetto Pre-operativo verrà lanciata successivamente alla fine della fase C0, per la durata di 3 anni. 11

12 Progetto Aeronautico Obiettivi iniziali del Progetto: Sviluppo e sperimentazione applicativa di nuove tecnologie di Navigazione e Comunicazione satellitare per il supporto alla gestione del traffico aereo nelle fasi di rotta, di avvicinamento e nelle aree terminali Sviluppo e sperimentazione di applicazioni e servizi preoperativi per la supervisione e controllo dei mezzi in aerostazione Applicazioni: NAV/COM Satellitare per Servizi Aeronautici in rotta (Sorveglianza, ATS, AOC) NAV Satellitare per gli avvicinamenti e gli atterraggi Applicazioni A-SMGCS innovative, basate sulla navigazione satellitare, per la gestione ed il controllo del traffico aeroportuale al suolo Enti Coinvolti: ENAV, ENAC, Gestori Aeroportuali, Vigili del Fuoco, Compagnie Aeree 12

13 Progetto Aeronautico: Progetto Preliminare e Fasi successive Due Contratti in parallelo (6 mesi) per Progetti Preliminari sono stati avviati nel guidati rispettivamente da Selex Sistemi Integrati e Vitrociset. Successivamente, in collaborazione con ENAV, è stata avviata l integrazione del programma ASI con il relativo programma dell ENAV definendo il Programma nazionale congiunto di navigazione satellitare per l Aviazione Civile. L ENAV fornirà successivamente una presentazione del programma nazionale congiunto di navigazione satellitare per l Aviazione Civile. 13

14 Un specifica applicazione elicotteristica e aviazione generale è stata concepita recentemente, con l obiettivo di estendere l uso dei segnali EGNOS e GALILEO a questi settori della navigazione aerea, rendendo possibili operazioni attualmente non fattibili Lo studio si focalizza sulle applicazioni per elicotteri e velivoli dell aviazione generale, basate sull utilizzo delle tecnologie di navigazione satellitare, che consentono, in piena sicurezza: Applicazioni della Navigazione Elicotteristica e della Aviazione Generale Il volo a bassa quota in qualsiasi condizione orografica (es. tra le montagne) La contemporaneità operativa, a bassa quota, di velivoli della AG, ad ala rotante e sistemi UAV, per voli e.g. antincendio, pronto soccorso,. Il volo a bassa quota, avvicinamento, atterraggio e decollo in condizioni meteorologiche critiche Le fasi di avvicinamento, atterraggio e decollo assistito da sistemi satellitari, per consentire di sfruttare aree terminali oggi non praticabili e permettere un utilizzo intensivo di qualunque tipo di pista Il Contratto dello Studio di Fase A (6 mesi) è affidato ad un raggruppamento guidato dal Consorzio CIRA. L Attività confluirà successivamente nel Programma nazionale per l Aviazione Civile. 14

15 Applicazioni a supporto del Cittadino Disabile e/o a Rischio Obiettivi: Sviluppo e sperimentazione di applicazioni a supporto della mobilità personale per cittadini disabili (non vedenti, ipovedenti e disabili motori) Percorsi realizzati per favorire la mobilità in strutture pubbliche, (Città Universitarie, stazioni, ecc) Integrazione di diversi componenti e tecniche per determinare parametri di navigazione personale con continuità, anche in condizioni di limitata visibilità Un forte carattere innovativo è richiesto al Centro Servizi che deve rispondere alle richieste dell utente e intervenire su evento, eseguendo task in condivisione con il terminale 15

16 Obiettivi: Applicazioni a Supporto della Gestione della Circolazione Veicolare Pedaggio e controllo dell uso stradale e dell accesso ad aree cittadine Monitoraggio e controllo del traffico Soccorso e assistenza in caso di incidente Vantaggi sociali e risparmi in termini di costi diretti ed indiretti per l intera collettività: Controllo inquinamento e limitazione ingorghi, diminuendo tempi di percorrenza Sfruttamento infrastrutture stradali preesistenti limitando la necessità di costruirne di nuove Incremento sicurezza del veicolo rapido soccorso ed assistenza in caso di incidente 16

17 Bandi pubblici per le fasi STDA di: Progetto a favore dei Cittadini Disabili Progetto Gestione della Circolazione Veicolare La fase STDA, oggetto di Bando di Gara, ha la scopo di effettuare la Definizione, lo Sviluppo, la Validazione Tecnica e la Dimostrazione di applicazioni, servizi e prodotti prototipali per le categorie d utenza considerate. Il progetto dura 16 mesi ed in esso viene anche definito la fase successiva La Fase successiva (Progetto Pre-operativo) sviluppa le attività necessarie per la realizzazione pre-operativa dei servizi associati. In esso vengono utilizzati i segnali dei primi satelliti disponibili del Galileo, e sviluppate le tecnologie relative, sulla base di quanto già delineato, definito ed in qualche modo riprodotto nel Progetto oggetto del Bando. Il Progetto Pre-operativo ha una durata di circa 2 anni 17

18 Obiettivi: Applicazioni Governative legate all uso del PRS del Galileo Sviluppo servizi a supporto della Sicurezza del territorio e del cittadino che rispondono a esigenze di più amministrazioni. Sviluppo dei componenti necessari per usufruire del servizio GALILEO denominato PRS. Tali componenti includono lo sviluppo dei ricevitori e dei sistemi locali necessari a migliorare le prestazioni del servizio proveniente da satellite. Approccio teso ad integrare la navigazione satellitare con tecnologie di telecomunicazioni satellitari e non, osservazione della terra e, per fornire strumenti con caratteristiche di elevata robustezza ed affidabilità. 18

19 Fase di Studio Applicazioni Governative del Galileo PRS Approfondisce i molteplici aspetti connessi all utilizzo del PRS e definisce le attività progettuali e gli strumenti di supporto necessari a favorire lo sviluppo di applicazioni e tecnologie PRS in ambito nazionale Analizza ed identifica le misure tecniche, organizzative e procedurali per garantire la sicurezza del PRS e l efficienza nel suo uso operativo Lo studio sviluppa una serie di attività che riguardano l identificazione e la definizione di: servizi a valore aggiunto per l utenza del PRS; un progetto sperimentale e dimostrativo di applicazioni connesse all uso del PRS, volte a rafforzare i servizi dello Stato al Cittadino; un progetto di sperimentazione del segnale e del servizio PRS, da attuare con l ausilio di un ricevitore PRS di Test; un Test Range Nazionale, che favorisce lo sviluppo di applicazioni e tecnologie PRS. La fase istruttoria del progetto è in corso e si prevede di affidare il contratto entro la seconda metà del 2006 per una durata di 16 mesi. L attività è coperta da classifica di sicurezza. 19

20 Obiettivi: Sistemi software per Software Radio Sperimentale architetture, algoritmica e moduli software per la realizzazione di ricevitori di navigazione satellitare, fortemente basati su tecnologie software, Flessibilità e specializzazione dei terminali in relazione ai requisiti applicativi che devono soddisfare. Caratteristica principale: immediata trattazione digitale del segnale, migliorando prestazioni dei terminali (prontezza di acquisizione del posizionamento, migliore risposta alla mitigazione del fenomeno di multipath) e integrazione multisistema Pensare a nuove architetture di terminali al fine di colmare il gap con l industria americana 20

21 Progetto di base: Sistemi software per Software Radio Il Progetto di base, della durata di 16 mesi è focalizzato a: - Studiare tutte le gamme di ricevitori, finalizzati all uso real time, dal più semplice, mirato ad un solo segnale OS, con ampiezza di banda 4 / 8 MHz, per applicazioni personali, a ricevitori complessi per applicazioni Safety of Life o Governative, che fanno uso di più segnali del GALILEO, eventualmente integrati a segnali di altri sistemi (e.g. GPS), in architetture Software Radio; - Assestare la fattibilità tecnologica, sia Hardware che Software delle varie Gamme di ricevitori; - Realizzare un modello di base (di laboratorio), finalizzato all uso real time, di tipo parametrico, che possa consentire, nella fasi successive del Programma, di avviare sviluppi mirati a tipologie specifiche di ricevitori (applicazioni aeronautiche, marittime, personali, governative, ecc.) A valle del Progetto di Base verrà avviato Il Progetto pre-operativo, della durata di 18 mesi e mirato alla realizzazione di linee selezionate nel progetto base. 21

22 Il Galileo Test Range (GTR) costituisce l iniziativa italiana mirata alla realizzazione di un centro tecnologico nel Lazio al fine di: Rafforzare il know-how su GALILEO Il Galileo Test Range : Obiettivi Consentire l acquisizione dell esperienza necessaria su GALILEO Consolidare le potenzialità tecnologiche dell Industria per GALILEO Creare collegamenti e scambi tra le istituzioni, le università, i centri di ricerca, l industria e la media e piccola impresa Questa iniziativa punta a divenire la struttura fondamentale per l istituzione e lo sviluppo di un centro di eccellenza nella navigazione satellitare, in linea con lo sviluppo e l entrata in funzione del sistema GALILEO dei prossimi anni. 22

23 Il Galileo Test Range : Obiettivi Caratterizzare e sperimentare il segnale Galileo supporto alla verifica del sistema Galileo, basata su analisi indipendenti e effettuata in un ambiente di test controllato Sperimentazione dei prototipi applicativi Supporto alla sperimentazione di applicazioni hi-tech basate sull integrazione di funzionalità di comunicazione e navigazione Fornire servizi a supporto dello sviluppo di dette applicazioni in particolare: supportare le procedure di certificazione per i terminali d utente supportare la certificazione dei componenti locali per le applicazioni 23

24 GTR: iniziativa congiunta ASI Regione Lazio Il Galileo Test Range è da tempo nei piani di attività dell ASI come una infrastruttura volta a supportare lo sviluppo delle applicazioni e servizi GALILEO. L ASI ha espresso interesse all iniziativa già avviata dalla Regione Lazio / FILAS con un contratto a Finmeccanica finalizzato all avvio della prima fase di un Galileo Test Range. L ASI sta definendo un Accordo programmatico ASI Regione Lazio / FILAS, potenzialmente aperto ad altri eventuali partners, per la realizzazione completa del Galileo Test Range e la sua operatività. La Regione Lazio fornirà una presentazione della prima fase del Galileo Test Range. 24