Analysis and comparison of the performance of satellite navigation procedures from flight test data at Zurich Airport

Abstract

Prognosen sagen mittel- und langfristig eine steigende Anzahl von Flugbewegungen voraus, was zu einer Überlastung der bereits stark ausgelasteten Flugsicherungssektoren und Flughäfen in Regionen wie Mitteleuropa führt. Ein Lösungsvorschlag für dieses Problem ist die Einführung von Globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS) als primäre Navigationsmittel, die einen flexibleren und effizienteren Betrieb ermöglichen, insbesondere für die Führung von Flugzeugen bei Präzisionsanflügen. Augmentierungssysteme für die Satellitennavigation wie das Ground Based Augmentation System (GBAS) oder das Satellite Based Augmentation System (SBAS) können die Anforderungen an die Navigationsleistung für solch kritische Phasen des Fluges erfüllen, vor allem die Integrität und die Genauigkeit für die sichere Führung des Flugzeugs. Daher konzentrieren sich die Forschungsfragen dieser Arbeit auf die Integritätsleistung in Bezug auf die Protection Levels von GBAS und SBAS und die Genauigkeit der Positionslösung von GBAS, SBAS und Standalone Signalen des Globalen Positionsbestimmungssystem (GPS). Forecasts predict an increased number of air traffic movements in the mid- and long-term, which results in intermediate congestions of already busy air traffic control sectors and airports in regions such as central Europe. A proposed solution to this consequence is the introduction of Global Navigation Satellite Systems (GNSS) as primary means of navigation, allowing more flexible and efficient operations, especially for the guidance of aircraft on precision approaches. Augmentation systems for satellite navigation such as the Ground Based Augmentation System (GBAS) or the Satellite Based Augmentation System (SBAS) can provide the navigation performance requirements for such critical phases of the flight, mainly the integrity and the accuracy for the safe guidance of the aircraft. Therefore, this bachelor's thesis focuses on the integrity performance in terms of protection levels of GBAS and SBAS and the accuracy performance of the position solution of GBAS, SBAS and unaugmented Global Positioning System (GPS) signals.