Le Attività Applicative Nazionali della Navigazione Satellitare e le PMI Livorno 26 Aprile 2003 Ing. Mario Caporale 1
Contenuti Il ruolo dell ASI nella Navigazione Satellitare Navigazione: Gli indirizzi istituzionali Le PMI nella navigazione satellitare I Progetti Applicativi di navigazione satellitare dell ASI 2
Il Ruolo dell ASI nella Navigazione L AGENZIA SPAZIALE ITALIANA promuove nell ambito nazionale la crescita della domanda di servizi spaziali e l innovazione degli stessi attraverso: S v i l u p p o d i P r o g e t t i A p p l i c a t i v i; S v i l u p p o d i T e c n o l o g i e i n n o v a t i v e; I n t e g r a z i o n e d i t e c n o l o g i e s p a z i a l i di Navigazione, Telecom. e Osservazione della Terra INTEGRAZIONE 3
Il Ruolo dell ASI nella Navigazione L Agenzia Spaziale Italiana: Gestisce presso ESA la partecipazione dell ENAV al Programma EGNOS 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, e a Sviluppare i Progetti Applicativi nazionali della navigazione satellitare, armonizzandoli con lo sviluppo dei Programmi Europi di GNSS 4
Navigazione: Gli Indirizzi Istituzionali L iniziativa PERSEUS della Agenzia Spaziale Italiana (PER il Supporto al programma EUropeo di navigazione Satellitare) L iniziativa PERSEUS dell ASI é volta ad implementare la direttiva inclusa nella Legge 10/2001 "Disposizioni in materia di navigazione satellitare" L iniziativa Perseus è stata presentata dall ASI alla Presidenza del Consiglio, a valle di un processo di Call for Ideas diretto alla filiera nazionale delle Imprese e della Comunità Scientifica Il Decreto Presidenziale DPCM del 5.2.2002, relativo alla Legge 10/2001, nell accogliere la richiesta ASI, precisa l opportunità di indirizzare i progetti applicativi nel controllo della varie modalità di trasporto e di monitoraggio delle coste e delle frontiere ed in generale nella sicurezza dei trasporti. 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. 5
Navigazione: Gli Indirizzi Istituzionali La Funzione Navigazione Satellitare dell ASI focalizza principalmente le proprie attività nella definizione e sviluppo precompetitivo di Prodotti Applicativi relativi ai sistemi cosiddetti GNSS (Global Navigation Satellite Systems) I progetti della Funzione Navigazione, intendono rispondere in prima battuta, alla specifica domanda pubblica della Sicurezza nel Settore del Trasporto, in conformità all indirizzamento strategico indicato nel PSN e sulla base degli obiettivi previsti dalla legge 10/2001, Disposizioni in materia di navigazione satellitare, e successivamente, intendono sviluppare applicazioni e servizi di utilità per il cittadino ed il territorio. 6
Le PMI e la navigazione satellitare Già nel 2000, l ASI, con l obiettivo di far crescere il comparto delle Piccole e Medie Imprese nell ambito delle Applicazioni e Servizi utilizzanti i sistemi di navigazione satellitare, ha avviato un bando ( 3 Miliardi di vecchie lire italiane), dedicato allo sviluppo di Applicazioni e Servizi innovativi. La localizzazione via satellite, opportunamente integrata con sistemi di comunicazione e dati rilevati dai satelliti di osservazione terrestre, può fornire un contributo essenziale in molte applicazioni del settore Trasporto e in svariate altre applicazioni che vanno dalla Geodesia, alla Gestione del territorio, alla meteorologia, alla Temporizzazione di Reti. Le Piccole e Medie Imprese, che hanno una presenza attiva e capillare in una moltitudine di attività produttive e di servizi, sono in grado di fornire idee e soluzioni innovative per portare in maniera pragmatica l uso delle tecnologie satellitari nella vita pratica di tutti i giorni. 7
Contratti per PMI assegnati nel 2001 Ditta Oggetto del Lavoro Area Applicativa SCE Gestione flotte veicoli aeroportuali Safety of Life IMT Monitoraggio ambientale e animali selvatici Professional market Information Technology Services Centro Servizi per l Infomobilità Mass Market Seleso Gestione veicoli in zone a traffico ad accesso Safety of Life limitato INTECS HRT Sistema di posizionamento per ciechi Safety of Life Sicurezza Tutela dei lavoratori Calzoni Integrazione di dati per la navigazione navale Safety of Life- Trasporti marittimo Kaiser Italia Ricerca e salvataggio per disabili Safety of Life Sicurezza Tutela dei lavoratori Info Solution Gestione autonoma del cammino di un robot Professional Market Applicazioni scientifiche Unione Servizi Roma Portale attivo multicanale per applicazioni spaziali robotica --- out --- Faber Trasporto e smaltimento rifiuti solidi urbani Professional Market Applicazioni scientifiche Novotech Registrazione digitale dati di volo Ambiente Safety of life trasporti aerei Serfintec Apparecchiatura per salvaguardia personale Safety of life sicurezza tutela dei lavoratori 8
La catena del Valore Aggiunto GALILEO Increase value The Galileo System The User Segment The Service Providers The Users (market Segmentation) Manufacturers of: Space Segment Ground Segment for: the System the Sub-Systems the Equipment the Components Manufacturer of: Receiver Antenna Augmentation systems Integrated Circuits Software.. Basic Services TLC Internet Portals Content Providers Cartography On line Info (traffic, Meteo..)... Maritime Vehicle Tracking Scientific Recreation Agriculture Survey & Mapping Vehicle Navigation Aviation Timing... The markets Mass Market Professional Market Governmental Market 9
La Filiera Nazionale Successivamente, dopo il 2002, in accordo alle strategie dall Agenzia, sono stati individuati progetti di maggiore ampiezza, necessariamente dedicati a tutta la filiera nazionale, nei quali però è stata garantita la presenza minima del 10 % di PMI e di Enti di Ricerca rispettivamente. La linea dei Macro Progetti Applicativi ha seguito questa indicazione per il lancio della fase dei Progetti Preliminari relativi alle tre linee: Sicurezza del Trasporto Marittimo, Sicurezza del Trasporto Merci Pericolose, Sicurezza del Trasporto Aeronautico. La percentuale di presenza delle PMI in tali progetti è stata ben superiore a quella minima richiesta. 10
Il Mercato GNSS, le Applicazioni e i Progetti ASI Safety of Life Market Transport Emergency Security Segmenti di Mercato Air Rail Maritime (public and private) Ambulances Police/Fire Search & Resc Personnel Prot. Secured Data Governmental appl. Progetti Applicativi ASI Marittimo Merci Pericolose Aeronautico Mass Market Land & River Personal Cars, Truck & Bus Road Tolling Traffic Monit.& Cntrl. Waterways Hike / Biking / Disabled... Comm & Nav Applicazioni Governative Professional Market Timing Scientific Personal outdoor recreation 4% Geographical information Lorries and buses systems 8% 1% Police, Fire and Ambulances 9% personal communications 33% Cars 41% Network Synch Time Tagging Space Geodesy Met Forecast Survey Oil & Gas Robotics Construction GIS & Mapping Fleet Manag' Asset Manag' Agriculture Fisheries Environment Mining Supporto ai Disabili Circolazione veicolare Applicazioni Software Radio GALILEO Test Bed 11
I Progetti Applicativi sulla Sicurezza del Trasporto I Temi applicativi dei Macroprogtti sono stati approvati dal Gruppo Interministeriale di Indirizzo e Coordinamento in Materia Aerospaziale del Ministero della Ricerca e sono: I Progetti Applicativi, intendono rispondere ad una specifica domanda pubblica, quella della Sicurezza nel Settore del Trasporto La definizione dei Macro Progetti Applicativi è frutto di un complesso processo che vede coinvolti, a diversi livelli, l Agenzia, l utenza istituzionale e la filiera nazionale (imprese, ricerca ed enti operativi) Sono volti a coniugare la ricerca e l innovazione nel dominio della navigazione satellitare con i pragmatici obiettivi ed interessi dell utenza istituzionale operativa 12
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 della eventuale emergenza Principali Funzioni: Progetto Trasporto Merci Pericolose Monitoraggio: Collezione, processamento e distribuzione di informazioni agli utenti e agli operatori coinvolti Management: Pianificazione dei percorsi, prevenzione e risposta alle emergenze Organizzazioni Coinvolte (Potenziali): - Ministero dei trasporti - Amministrazioni regionali e locali - Protezione Civile - Vigili del Fuoco - Croce Rossa - Agenzia per la Protezione Ambiental (APAT) - Università e Centri di Ricerca Application Server DB Server LAN Database Application VSAT Application Server PC VSAT LAN Presentation Workstation PC VSAT LAN Presentation X-Terminal Server X-Terminal X-Terminal 13
Progetto Trasporto Merci Pericolose (Pre-Evento Selezione dei Percorsi) Lista Lista Sostanze Sostanze Pericolose Pericolose Lista Lista Sistemi Sistemi di di Trasporto Trasporto List List dei dei Percorsi Percorsi Alternative Alternative Tecnologia Satellitare (NAV, TLC, EO) Stakeholders Stakeholders Scenari Scenari (Incertezze) (Incertezze) Modelli Modelli di di Risk Risk Assessment Assessment Modelli Modelli Impatto Impatto Ambient. Ambient. Modelli Modelli Economici Economici (Sostenibilità) (Sostenibilità) Conoscenza Conoscenza delle delle Conseguenze Conseguenze Impatti Impatti Salute Salute Impatti Impatti Ambientali Ambientali Benefici Benefici Attributi Attributi Visualizzazione GIS/Percorso Conseguneze Processo Presa delle Decisioni 14
(Risposta alle Emergenze) Progetto Trasporto Merci Pericolose Sistemi Satellitari Navigazione - EO Comunicazioni Mobili Comando & Controllo Risposta all Emergenza Localizzazione dell Incidente Coinvolgimento Stakeholders Base Dati Percorsi e Geografia Modelli Conseguenze Allerta / Diversione Traffico Preavviso Allarmi Sistema di Supporto Decisionale ad Architettura Aperta 15
Obiettivi del Progetto: Macro Progetto Marittimo Promuovere l uso della navigazione satellitare per migliorare la sicurezza e l efficienza nel trasporto marittimo, ideando anche soluzioni che consentano di avvicinare il cittadino alla nautica da diporto e rendere più efficiente l azione delle Capitanerie di Porto nelle attività di ricerca e soccorso Sviluppare e sperimentare applicazioni pre-operative: a supporto del progetto delle Autostrade del Mare (Attracco Strumentale ed Assistito in diverse condizioni di vento e mare) per la Sicurezza della Navigazione da Diporto (Servizi e sistemi per prevenire l evento/situazione di rischio o incidentale e garantire pronto ed adeguato soccorso in caso di emergenza + supporto attività SAR delle Capitanerie di Porto) con ausilio della navigazione satellitare, attraverso soluzioni che operano in sinergia con il Vessel Traffic System (VTS) Organizzazioni Coinvolte (Potenziali): Ministero dei Trasporti Capitanerie di Porto Autorità Portuali Università e Centri di Ricerca 16
Scenario del Macro Progetto Marittimo 17
Macro Progetto Aeronautico 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 pre-operativi 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 (Potenziali): Obiettivi del Progetto: ENAV, ENAC, Gestori Aeroportuali, Vigili del Fuoco, Compagnie Aeree 18
Progetti per la Sicurezza del Trasporto Contratti per Progetti Preliminari sono stati avviati nel 2003-2004 per le tre tematiche del Trasporto Attualmente, si stanno avviando contratti per le fasi C0 di tali progetti. Parallelamente si sta procedendo con la partnership istituzionale con il Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti 19
Applicazioni a supporto del Cittadino Disabile e/o a Rischio Obiettivi: Definizione, sviluppo e sperimentazione di applicazioni innovative a supporto della mobilità personale, principalmente dedicate ai non vedenti, caratterizzate da elevati requisiti di sicurezza ed affidabilità, che trovano nella navigazione satellitare uno strumento che va a complementare gli ausili normalmente utilizzati per la mobilità degli stessi. Percorsi realizzati per favorire la mobilità in strutture pubbliche, come, ad esempio Città Universitarie, stazioni, ecc., a cui dovrebbero prendere parte attiva gli stessi utenti permettono di supportare nella mobilità le persone che hanno problemi di vista, motori, percettivi, ecc. intellettivi o culturali e trovano immediata estensione, con requisiti più rilassati, nella mobilità di persone che necessitano di un ausilio negli spostamenti Ne nasce la necessità di integrare 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 20
Applicazioni a Supporto della Gestione della Circolazione Veicolare Le applicazioni della navigazione satellitare nel Settore Stradale costituiscono un mercato mondiale che interessa diverse centinaia di milioni di veicoli, tra automobili, autobus, camion e mezzi per il trasporto leggero. E prevista la Definizione, lo sviluppo prototipale e la sperimentazione di applicazioni per: il pedaggio ed il controllo dell uso stradale e dell accesso ad aree cittadine (varchi virtuali e sistemi elettronici di pedaggio ) il monitoraggio e controllo del traffico (interazione Navigatore di bordo) il soccorso e l assistenza in caso di incidente Vantaggi sociali e risparmi in termini di costi diretti ed indiretti per l intera collettività: controllo dell'inquinamento e di limitazione del traffico, diminuendo i tempi di percorrenza Sfruttamento al meglio delle infrastrutture stradali preesistenti limitando la necessità di costruirne di nuove Incremento della sicurezza del veicolo permettendo un effettivo adeguamento della velocità del veicolo alle velocità ammesse nel percorso, anche in funzione delle diverse condizioni meteorologiche e di traffico rapido soccorso ed assistenza in caso di incidente, rendendo più breve la catena del soccorso, con un conseguente incremento delle vite salvate 21
Applicazioni Governative legate all uso del PRS del Galileo Sviluppo di servizi di base preoperativi a supporto della Sicurezza del territorio e del cittadino che rispondono a esigenze di più amministrazioni Lo sviluppo dei componenti necessari per usufruire del servizio denominato PRS è deputato a ciascun Stato membro. Tali componenti includono lo sviluppo dei ricevitori e dei sistemi locali necessari a migliorare le prestazioni del servizio proveniente da satellite. Nell utilizzo operativo le amministrazioni pubbliche, affinché possano beneficiare pienamente di tale servizio, dovranno sviluppare delle infrastrutture tecnologiche in funzione dei servizi che sono deputate ad erogare. Un approccio innovativo, che consente, in risposta a similari requisiti provenienti da più amministrazioni, di integrare tecnologie di telecomunicazioni satellitari e non, osservazione della terra e navigazione satellitare, per fornire strumenti con caratteristiche di robustezza ed affidabilità equivalenti a quelle presentate dal PRS, comporta una notevole attività di ricerca e di innovazione tecnologica, che copre una molteplicità di aspetti, e vede nell utilizzo delle tecnologie satellitari l aspetto dominante. 22
Sistemi Software Radio Obiettivi: Studio, ricerca e sviluppo sperimentale di architetture, algoritmica e moduli software per la realizzazione di ricevitori di navigazione satellitare, fortemente basati su tecnologie software, particolarmente flessibili e specializzabili in relazione ai requisiti applicativi che devono soddisfare ed alla capacità d integrarsi con terminali applicativi e di comunicazione. Il Software Radio è basato sulla conversione Analogico-Digitale dei segnali in ingresso (sia di navigazione satellitare che di altra origine). Questo consente di trattare segnali multibanda e processarli in digitale con le tecniche avanzate del Signal Processing migliorarando alcune prestazione dei terminali di navigazione, in particolare la prontezza di acquisizione del posizionamento e una migliore risposta alla mitigazione del fenomeno di multipath La necessità per il GALILEO e per l industria europea di dover competere sul mercato dei ricevitori GPS, impone la necessità di pensare a nuove architetture di terminali, essenzialmente basati sul software, facilmente riconfigurabili ed i grado di trattare contemporaneamente i segnali provenienti dal GPS e dal GALILEO 23
TEST RANGE GALILEO Il Test Range nazionale GALILEO ha l obiettivo di realizzare un ambiente di generazione dei segnali in grado di simulare lo space segment del Galileo. Non appena saranno disponibili i primi segnali provenienti dal satellite GSTB- V2 e dei satelliti IOV, il Test Bed consentirà di testare tali segnali ed utilizzarli in modo congiunto a quelli generati a terra per il test dei ricevitori, per tutte le categorie di Servizi del Galileo e per lo sviluppo delle Applicazioni della Navigazione Satellitare Il Test Range GALILEO consentirà di effettuare esperimenti: sui segnali GALILEO (OS, SoL, PRS, CS) sull interferenza dei segnali e sugli effetti della propagazione sui nuovi ricevitori basati sui segnali BOC (Binary Offset Carrier) sull utilizzo integrato GPS- Galileo Il Test Range GALILEO fornirà un ambiente di test per una molteplicità di applicazioni della navigazione satellitare, consentendo la parziale integrazione delle piattaforme di sperimentazione dei progetti Applicativi Nazionali Il Test Range si dovrà avvalere di laboratori per la generazione dei segnali e di sistemi di riferimento temporale di precisione 24
TEST RANGE GALILEO GSTB-V2 Galileo IOV e Deployment Data Base Operativo Pianificazione Missione Generazione Messaggio Di Navigazione Archivio Dati Monitoraggio E Controllo Laboratorio Segnali Stazione di Riferimento Tempo 25