Global navigation satellite systems performance analysis and augmentation strategies in aviation
Notice bibliographique
Résumé
In an era of significant air traffic expansion characterized by a rising congestion of the radiofrequency spectrum and a widespread introduction of Unmanned Aircraft Systems (UAS), Global Navigation Satellite Systems (GNSS) are being exposed to a variety of threats including signal interferences, adverse propagation effects and challenging platform-satellite relative dynamics. Thus, there is a need to characterize GNSS signal degradations and assess the effects of interfering sources on the performance of avionics GNSS receivers and augmentation systems used for an increasing number of mission-essential and safety-critical aviation tasks (e.g., experimental flight testing, flight inspection/certification of ground-based radio navigation aids, wide area navigation and precision approach). GNSS signal deteriorations typically occur due to antenna obscuration caused by natural and man-made obstructions present in the environment (e.g., elevated terrain and tall buildings when flying at low altitude) or by the aircraft itself during manoeuvring (e.g., aircraft wings and empennage masking the on-board GNSS antenna), ionospheric scintillation, Doppler shift, multipath, jamming and spurious satellite transmissions. Anyone of these phenomena can result in partial to total loss of tracking and possible tracking errors, depending on the severity of the effect and the receiver characteristics. After designing GNSS performance threats, the various augmentation strategies adopted in the Communication, Navigation, Surveillance/Air Traffic Management and Avionics (CNS + A) context are addressed in detail. GNSS augmentation can take many forms but all strategies share the same fundamental principle of providing supplementary information whose objective is improving the performance and/or trustworthiness of the system. Hence it is of paramount importance to consider the synergies offered by different augmentation strategies including Space Based Augmentation System (SBAS), Ground Based Augmentation System (GBAS), Aircraft Based Augmentation System (ABAS) and Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM). Furthermore, by employing multi-GNSS constellations and multi-sensor data fusion techniques, improvements in availability and continuity can be obtained. SBAS is designed to improve GNSS system integrity and accuracy for aircraft navigation and landing, while an alternative approach to GNSS augmentation is to transmit integrity and differential correction messages from ground-based augmentation systems (GBAS). In addition to existing space and ground based augmentation systems, GNSS augmentation may take the form of additional information being provided by other on-board avionics systems, such as in ABAS. As these on-board systems normally operate via separate principles than GNSS, they are not subject to the same sources of error or interference. Using suitable data link and data processing technologies on the ground, a certified ABAS capability could be a core element of a future GNSS Space-Ground-Aircraft Augmentation Network (SGAAN). Although current augmentation systems can provide significant improvement of GNSS navigation performance, a properly designed and flight-certified SGAAN could play a key role in trusted autonomous system and cyber-physical system applications such as UAS Sense-and-Avoid (SAA).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».