Comparteix:

Caracterització dels errors d’òrbita i de rellotge dels satèl·lits Galileo, i determinació de les seves probabilitats de fallada pel sistema d’augmentació per aviació civil ARAIM

03/04/2023

Maria Teresa Alonso va defensar la seva tesi codirigida per Jaume Sanz Subirana i Adrià Rovira Gracía el 31 de Maig al Campus Nord de Barcelona. Titulada Galileo Broadcast Ephemeris and Clock Errors, and Observed Fault Probabilities for ARAIM. La tesi presenta la caracterització dels errors d’òrbita i de rellotge dels satèl·lits del sistema europeu de posicionament Galileo, i determina, de forma observacional, les seves de probabilitats de fallida.

Caracterització dels errors d’òrbita i de rellotge dels satèl·lits Galileo, i determinació de les seves probabilitats de fallada pel sistema d’augmentació per aviació civil ARAIM — Resum d'observacions per a cada satèl·lit Galileo de l'1 de gener de 2017 al 31 de juliol de 2022. El verd indica observacions vàlides, el blau indica senyals no vàlides, i el vermell indica fallida de satèl·lit.

Galileo és el Sistema Global de Navegació per Satèl·lit Europeu (GNSS). Igual que els altres GNSS (GPS, GLONASS i BeiDou), proporciona serveis de posicionament, navegació i temps per a usuaris arreu del planeta.

Galileo Initial Service Open Service (IS OS) va ser declarat el 15 de desembre del 2016 per la Comissió Europea. Després del redisseny de Galileo Safety-of-Life (SoL) a principis de la dècada del 2010, Galileo està destinat a donar suport a l'augmentació dels serveis SoL a través d'un sistema d'augmentació basat en satèl·lits (SBAS) amb múltiple constel·lació i doble freqüència (DFMC), i de tècniques avançades per a la monitorització autònoma de la integritat pel receptor (Advanced RAIM o ARAIM). La integritat denota la mesura de confiança que es pot dipositar a la informació proporcionada pel sistema de navegació.

La caracterització dels errors d’efemèrides i rellotge dels satèl·lits GNSS és un element clau per validar els supòsits per al anàlisi d’integritat dels sistemes d’augmentació GNSS SoL. Específicament, les mètriques de rendiment de les aplicacions SoL requereixen la caracterització dels errors nominals de rang d'usuari (URE), així com el coneixement de la probabilitat de fallada dels satèl·lits, o de constel·lacions, és a dir, quan un o més els satèl·lits no estan en el mode nominal.

L’estudi comporta un anàlisi end-to-end dels satèl·lits Galileo i GPS per avaluar la monitorització autònoma de la integritat pel receptor mitjançant ARAIM. Això s’articula a través de dos objectius principals: 1) La esmentada caracterització de les efemèrides i el rellotge transmeses pels satèl·lits, per tal de calcular les probabilitats de falla, i la determinació d’un límit superior pel User Range Accuracy (URA). 2) La utilització d’aquests resultats experimentals, per a l’avaluació de l’ARAIM a nivell d’usuari.

Els resultats mostren una cobertura global de gairebé el 100% per a totes les configuracions analitzades, excepte per a la navegació una sola freqüència amb Galileo usant E1 o E5, o amb Galileo més GPS amb E5 i L5. Això quan es fa servir la constel·lació bàsica, amb 24 satèl·lits per constel·lació, o l'optimista, amb 27 satèl·lits per constel·lació. Amb una constel·lació degradada, de 23 satèl·lits per constel·lació, la RNP-0.1 únicament s'assoleix amb multi-constel·lació i doble freqüència [Galileo E1/E5 més GPS L1/L5].

r_n