Development of procedures for the operational evaluation of GNSS-GBAS systems

The International Civil Aviation Organization (ICAO) established the Future Air Navigation Systems Committee (FANS) in 1983, when it was recognized that the ever-increasing demand for air transportation services, the high cost of equipment, and the need for increased efficiency while maintaining safety were beginning to stress the existing global air navigation system to its limits. The Committee’s task was to study technical, operational, institutional and economic questions, including cost/benefit effects relating to future potential air navigation systems, to identify and assess new concepts and new technology and to make recommendations for the coordinated evolutionary development of air navigation over a 25-year period. In its May 1988 report, the FANS Committee concluded that exploitation of satellite technology is the only viable solution that will overcome the limitations of existing navigation systems and meet future needs on a cost effective global basis. [1] Since then Global Navigation Satellite Systems (GNSS) has become a mainstay of transportation systems worldwide, providing navigation for aviation, ground, and maritime operations. Disaster relief and emergency services depend upon GNSS for location and timing capabilities in their lifesaving missions. Farmers, surveyors, geologists and countless others perform their work more efficiently, safely, economically, and accurately using the free and open GNSS signals. Although GNSS has become a mile stone for modern navigation for some operations, which require great precision or need appropriate service continuity, GNSS solutions aren’t accurate enough or trustworthy. In this perspective Ground Based Augmentation System (GBAS) intends to help GNSS to meet the requirements for these operations, fulfilling the objective of aircraft gate-to-gate navigation. As an additional feature, GBAS systems will also provide a Positioning service that will allow GNSSsupported Departure and Landing operations. This thesis performs the operational evaluation of GBAS systems especially focusing on Lisbon International Airport.

L’organizzazione internazionale per l’aviazione civile (ICAO) stabilí nel 1983 il comitato per i Sistemi di Navigazione Aerea Futuri (FANS) quando notó che la crescente richiesta di servizi di trasporto aereo, gli alti costi dei sistemi e la necessità di un aumento d’efficienza stavano spingendo al limite gli attuali sistemi di navigazione aerea. Lo scopo del comitato era di studiare questioni tecniche, operazionali, istituzionali ed economiche, incluso effetti legati ai costi e ai benefici di potenziali sistemi di navigazione aerea per identificare e studiare nuovi concetti e nuove tecnologie per raccomandare un piano per lo sviluppo della navigazione aerea globale in un periodo di 25 anni. Nel marzo del 1988 il comitato FANS concluse che l’unica soluzione viabile per oltrepassare i limiti dei sistemi di navigazione e per poter soddisfare i crescenti requisiti mantenendo gli stessi standard di sicurezza passava attraverso l’utilizzo di tecnologie satellitari. [1] Da allora l’uso dei sistemi di navigazione globale attraverso satellite (GNSS) é diventato una colonna portante per i sistemi di trasporto mondiali fornendo valide soluzioni di navigazione per l’aviazione e per gli spostamenti terreni e marittimi. I servizi di emergenza dipendono dall’uso dei GNSS per organizzare le loro missioni di soccorso. Fattori, geometri, geologhi e altri lavoratori cooridinano e realizzano il loro lavoro piú efficacemente, con sicurezza e risparmio utilizzando i sistemi GNSS. Nonostante questi sistemi siano divenuti una pietra miliare per i nuovi mezzi di trasporto globali, per alcune operazioni che richiedono grande precisione o continuitá di servizio, le soluzioni di navigazione fornite dai suddetti non sono sufficientemente accurate o sicure. In quest’ottica il sistema Ground Based Augmentation (GBAS) viene utilizzato per aiutare i sistemi GNSS ad ottenere le prestazioni che queste operazioni richiedono completando cosí l’obbiettivo della navigazione aerea da un aeroporto all’altro. In aggiunta, il sistema GBAS puó fornire un servizio di posizionamento che permette ai sistemi GNSS di supportare operazioni aeree di decollo atterraggio e movimentazione a terra. Questa tesi ha lo scopo di effettuare una valutazione operazionale dei sistemi GBAS con particolare attenzione per quello installato nell’Aeroporto Internazionale di Lisbona.