right|vignette|redresse=.5|Logo du projet. vignette|upright=1.2|La constellation des satellites de Galileo (fichier animé).
Le segment spatial du système de positionnement Galileo est constitué par les satellites fournissant le signal permettant aux utilisateurs du système de positionnement par satellites Galileo de déterminer leur position. Le segment spatial est en cours de déploiement et il comprend en configuration opérationnelle, vers 2020, trente satellites. Pour mettre au point ce nouveau système de navigation l'Agence spatiale européenne agissant pour le compte de l'Union européenne, promoteur de Galileo, a lancé entre 2005 et 2008 deux satellites expérimentaux de type GIOVE destinés à tester les algorithmes de calcul, puis quatre satellites IOV entre 2011 et 2012 pour valider l'ensemble du système. Le déploiement des premiers satellites opérationnels débute en avec la mise en orbite par une fusée Soyouz-Fregat d'une paire de satellites FOC () et se poursuit à un rythme annuel de quatre à six satellites.
Les satellites Galileo opérationnels FOC sont construits par l'entreprise allemande OHB, tandis que leur charge utile est fournie par la société anglaise SSTL. D'une masse de , ils disposent de panneaux solaires et sont prévus pour une activité de douze ans. Pour assurer une couverture complète du globe, ils sont disposés sur trois orbites moyennes circulaires, à une altitude de et avec une inclinaison de 56°. Sur chaque orbite circulent huit satellites opérationnels espacés de manière identique et deux satellites de secours. Le cœur de la charge utile est constitué par quatre horloges atomiques. Chaque satellite emporte également un système de réception SAR permettant de détecter et de localiser un signal de détresse.
Caractéristiques techniques des satellites vignette|Une horloge atomique de type maser à hydrogène fait partie de la charge utile des satellites Galileo.
Satellites opérationnels FOC
Les satellites Galileo opérationnels dits FOC (), construits par OHB, ont une masse de et disposent de panneaux solaires fournissant . Leur durée de vie est de 12 ans.
Charge utile
La charge utile est fournie par la société anglaise SSTL, reconduite en ... Intégrant des horloges atomiques européennes, des générateurs de signaux, des tubes à ondes progressives de forte puissance et des antennes, elle se décompose en : quatre horloges atomiques, deux sont au rubidium, et les deux autres des masers à hydrogène passifs ; un sous-système de chargement des missions en provenance du système de contrôle au sol ; un sous-système responsable de la génération des signaux de navigation ; un sous-système d'amplification des radiofréquences transmettant les signaux de navigation au sol avec une qualité et une puissance suffisantes pour autoriser un bon suivi par un récepteur ; un système de réception SAR permettant de détecter et localiser un signal de détresse ; une matrice de rétroréflecteurs laser pour permettre un suivi au sol précis de la trajectoire du satellite en orbite.
Prototypes IOV Les prototypes IOV () se rapprochent très fortement du design final et ont deux composants principaux : la charge utile et la plateforme. EADS Astrium GmbH (en Allemagne) a la responsabilité du satellite complet, même si la charge utile est sous-traitée auprès d'EADS Astrium Limited (Royaume-Uni)..
La plateforme, conçue par les Allemands, fournit les fonctions support du satellite (armature, puissance, contrôle thermique, contrôle du satellite) indispensables au maintien en orbite terrestre moyenne de la charge utile de conception britannique. Cette dernière dérive de celle des satellites GIOVE () qui ont servi de banc d'essai pour certaines technologies-clefs. Son objectif est de supporter l'entièreté des services du système de positionnement, ce qui nécessite : un service de navigation basé sur architecture génératrice ; la génération d'une fréquence de référence au moyen d'horloges atomiques de grande précision dont la stabilité doit être constamment contrôlée ; la génération embarquée d'un signal de synchronisation et d'un message de navigation, ainsi que les modulation, conversion, amplification et transmission du signal en bande L ; la connectivité montante des données de navigation, de contrôle d'intégrité et des données de retour SAR via le lien montant de données de mission dédié en bande C ; une approche alternative à la liaison des données opérationnelles via le lien montant en bande S de contrôle et suivi télémétrique (, ou TT&C) de la plateforme ; un transpondeur transparent permettant une liaison aller SAR relayant des messages provenant de balises de détresse UHF vers des terminaux sur bande L en orbite terrestre moyenne (, ou MEOLUT) ; la garantie que la liaison montante de mission et le signal PRS sont protégés à un niveau classifié et isolés des autres fonctions non sécurisées ; un niveau approprié de télémétrie, contrôle et opérations sur la charge utile pour permettre l'observabilité et la commandabilité des services requises ; une redondance des éléments suffisante, ainsi que leur commutation associée pour satisfaire les exigences de fiabilité et de disponibilité attendues.
Afin de répondre à ces exigences, la charge utile a été développée autour de sept modules : un sous-système de réception des données du segment sol arrivant en bande C, une unité de sécurité traitant ces données, un sous-système de géneration des signaux de navigation et un autre chargé de l'émission de ces signaux en bande L, un module indépendant bi-directionnel gérant les liaisons montantes et descendantes Search And Rescue ; l'horloge de référence servant aux sous-systèmes de réception (du sol et SAR) ainsi qu'au générateur mais également à la navigation elle-même ; et, enfin, le module de type transverse gérant les différents composants et chargé des messages TT&C.
En remplissant ces exigences, la charge utile des IOV leur permet de fournir la totalité des services Galileo (, , et ainsi que ) à travers les dix signaux de navigation prévus à cet effet sur les bandes micro-ondes E5 (centrée en ), E6 (centrée en ) et L1 (centrée en ).
Satellites expérimentaux GIOVE
vignette|250px|Le premier signal Galileo en gamme de fréquence L1, transmis par Giove-A en janvier 2006. Les premiers satellites lancés sont des satellites de test : GIOVE, A et B, qui ont permis de vérifier le bon fonctionnement, à la fois des satellites et des systèmes au sol.
Giove-A Le , l'ESA et le Galileo Joint Undertaking (GJU) placent sur l'orbite prévue, à d'altitude, le premier de deux satellites expérimentaux nommé Giove-A (GSTB-2A), depuis une fusée russe Soyouz lancée du Cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan.
Ce satellite se présente sous la forme d'un cube de et est fabriqué par la société britannique SSTL. Pendant deux ans, il sert à valider plusieurs technologies, dont certaines nouvelles, comme l'horloge atomique la plus exacte jamais envoyée dans l'espace. Il doit en outre réserver les fréquences attribuées par l'Union internationale des télécommunications (car en cas de non-utilisation continue de ces fréquences, elles seraient perdues par le projet).
Le premier message de navigation Galileo est transmis avec succès le grâce au générateur de signal Galileo (NSGU) de Giove-A..
Giove-B Le , le second satellite expérimental, Giove-B, est lancé avec succès.. Ce cube de , construit par EADS Astrium Satellites et Thales Alenia Space, va prendre le relais du premier satellite test de Galileo Giove-A. Ces technologies pointues sont notamment conçues par Thales Alenia Space, basée à Charleroi, Anvers (Belgique) et à Kourou. Son lancement a pris plus d'un an de retard en raison d'un problème technique qui avait été identifié sur un calculateur de bord.
Les missions de Giove-B consistent à : mieux tester les horloges de précision qui permettront à Galileo de localiser des éléments mobiles au mètre près ; démontrer, pour les utilisateurs, l’interopérabilité entre le GPS américain et le système européen Galileo : si l’un fait défaut, l’autre doit pouvoir se substituer à lui sans que l’utilisateur ne s’en aperçoive..
Les horloges envoyées dans l'espace avec Giove-B sont encore plus précises que celles de Giove-A.
, a déclaré, depuis Fucino, Jean-Jacques Dordain, Directeur général de l'Agence spatiale européenne, qui a également félicité les équipes de l'ESA et de l'industrie. « L'importante coopération entre l'ESA et la Commission européenne a été décisive pour accomplir ces dernières années des progrès dans un environnement complexe. Malgré les difficultés rencontrées, le système Galileo, avec deux satellites en orbite, a désormais une existence concrète. Cette étape significative préfigure l'arrivée des quatre prochains satellites (en cours de construction) et d'un service EGNOS pleinement qualifiéLe Système européen de navigation par recouvrement géostationnaire (EGNOS) est un programme mené conjointement par l'Agence spatiale européenne, la Commission européenne et Eurocontrol. Il regroupe un réseau de plus de quarante éléments répartis en Europe, qui collectent, enregistrent, corrigent et améliorent les données provenant du système GPS américain. Les signaux modifiés, qui sont ensuite relayés via des satellites géostationnaires vers des terminaux utilisateurs, offrent une précision de localisation meilleure que deux mètres, alors que le GPS seul assure une précision comprise entre 15 et . En outre, à la différence du GPS, EGNOS fournit une garantie de qualité du signal., le tout étant conçu pour répondre aux besoins des citoyens européens et de la population du monde entier. L'ESA lancera prochainement la procédure d'approvisionnement concernant l'ensemble de la constellation post-IOV, sous la responsabilité de la Commission européenne ». Le second satellite-test émet ses premiers signaux de navigation, « une étape véritablement historique pour la navigation par satellite », a annoncé l’Agence spatiale européenne (Esa) le .
américain, a souligné le chef du projet Galileo, Javier BenedictoPremières transmissions du satellite Giove-B du projet Galileo, Le Point, ..
Ce signal émis par le satellite Giove-B pour la première fois est en fait un signal commun GPS-Galileo, utilisant une modulation optimisée spécifique dénommée (porteuse à forme d’onde binaire décalée multiplexée).
Ceci conformément à un accord conclu entre l’Union européenne (UE) et les États-Unis le , après des mois de négociation, pour leurs systèmes respectifs : le futur GPS Block III (à partir de 2013) et Galileo. Accord qui est la concrétisation technique d’un accord sur la cohabitation de Galileo et du GPS américain signé en , après de longues années de négociation, qui garantit l’interopérabilité des deux systèmes de navigation..
Le , EADS Astrium confirme, après 2 mois d'essais, le bon fonctionnement, la qualité des signaux émis et la très haute précision de Giove-B, en particulier de la nouvelle horloge maser à hydrogène passif, 10 fois plus précise que les horloges atomiques au rubidium utilisées dans les autres satellites de positionnement...
Giove-A2 Un autre satellite appelé Giove-A2 avait été programmé pour être lancé au second semestre 2008 pour le cas où Giobe-B ne serait pas lancé ou rencontrerait des problèmes techniques, et afin de maintenir la réservation des fréquences attribuées par l'Union internationale des télécommunications, pour supplémentaires .. En raison du bon fonctionnement de Giove-B, la construction de Giove-A2 a été stoppée avant son achèvement.
Phase de validation : satellites IOV À partir d', les quatre premiers satellites opérationnels de la constellation finale servent dans un premier temps à valider les performances en vol (phase IOV pour ). Après qualification, les deux premiers satellites sont lancés le depuis le centre spatial guyanais, à bord d'un lanceur Soyouz.. Le , les deux derniers satellites sont lancés depuis Kourou..