Η μέθοδος RAIM αναπτύχθηκε στις αρχές του 1990 καθώς είχε δημιουργηθεί η ανάγκη για τον έλεγχο της λειτουργίας των δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης που τότε άρχισαν να δίνονται για χρήση στο ευρύ κοινό μια και το GPS που είναι το πιο ολοκληρωμένο σύστημα δορυφορικής πλοήγησης ήταν αποκλειστικά για στρατιωτική χρήση έως τότε. Η πλοήγηση των αεροσκαφών βασιζόταν έως τότε αποκλειστικά στα ραδιοβοηθήματα κάτι που συμβαίνει μέχρι σήμερα καθώς τα δορυφορικά συστήματα πλοήγησης έχουν συμβουλευτικό μόνο χαρακτήρα και δεν είναι επιχειρησιακά για την πολιτική αεροπορία. Η εξέλιξη της τεχνολογίας και οι ολοένα αυξανόμενες ανάγκες για βελτίωση των συνθηκών πτήσης, δηλαδή να πραγματοποιούνται σε λιγότερο χρόνο οι πτήσεις, με μικρότερο κόστος στα καύσιμα και με μεγαλύτερη ασφάλεια οδήγησε στην εξέλιξη των δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης που αποσκοπούν να γίνουν τα βασικά συστήματα πλοήγησης των αεροσκαφών. Στην παρούσα εργασία στην αρχή γίνεται μια αναφορά στα ραδιοβοηθήματα που χρησιμοποιούνται για την πλοήγηση των αεροσκαφών. Έπειτα αναλύονται τα διάφορα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης που υπάρχουν και στη συνέχεια αναλύεται τι είναι το RAIM και οι διάφορες μέθοδοι RAIM που υπάρχουν. Μετά παρουσιάζεται το LPV-200 που δείχνει την ανάγκη για βελτίωση του RAIM για να υπάρχει και κάθετη πλοήγηση και ύστερα ακολουθεί η ανάλυση του ARAIM, του RRAIM και του MHSS RAIM που είναι η εξέλιξη του συμβατικού RAIM για να καλύψει τις καινούριες απαιτήσεις του ICAO για κάθετη πλοήγηση. Στο τέλος γίνονται μετρήσεις σε GPS δορυφόρους σε πραγματικό χρόνο για να αναλύσουμε την λειτουργία του RAIM. / The RAIM method was developed at early of 1990s as it had created the need of controlling the operation of satellite navigation systems which then began to be given for use in the general public since the GPS which is the more integrated satellite navigation system was reserved for military use until then. Navigation of aircrafts until then was based exclusively only on navigational aids something that is happening until today since the satellite navigation systems are consultative and not operational in civil aviation. The evolution of the technology and the increasing needs for improvement of flight conditions, such as less time for the flight, with less cost on fuel and greater safety led to the development of satellite navigation systems which aims to be the basic navigation system of the aircraft. In this project at the begging there is a reference to the navigational aids used for aircraft navigation. After we refer to the different satellite navigation systems that exists and then we analyze what is RAIM and what are the various RAIM methods. Later we present the LPV-200 which indicating the need for improving the RAIM in order to have vertical guidance and then we analyze the ARAIM, RRAIM and MHSS RAIM which is the development of the conventional RAIM to meet the new requirements of ICAO for vertical guidance. At the end we take measurements of GPS satellites in real time in order to analyze the RAIM performance.

Την τελευταία δεκαετία έχει παρατηρηθεί μια σημαντική διάδοση των συστημάτων πλοήγησης οχημάτων. Τα συστήματα αυτά συνδυάζοντας τις δυνατότητες που προσφέρει η τεχνολογία και χρησιμοποιώντας τη γεωγραφική αναπαράσταση του οδικού δικτύου, την τρέχουσα θέση του οχήματος και συχνά πληροφορίες για την κίνηση προτείνουν στους οδηγούς τη διαδρομή που πρέπει να ακολουθήσουν για να φτάσουν πιο γρήγορα στον προορισμό τους. Οι εφαρμογές πλοήγησης οχημάτων μπορούν να προσφέρουν τη δυνατότητα διαχείρισης της κυκλοφορίας με τέτοιο τρόπο που επιτρέπει την αύξηση της χωρητικότητας του οδικού δικτύου και επομένως τη μείωση της συμφόρησης, χωρίς να είναι απαραίτητη η υψηλού κόστους επέκταση της οδικής υποδομής. Σε αντίθεση με το βέλτιστο για το χρήστη μοντέλο που εφαρμόζεται στα κλασικά συστήματα πλοήγησης και που δεν παρέχει καμία εγγύηση βελτίωσης της κυκλοφοριακής κατάστασης, για το σκοπό αυτό έχει προταθεί το βέλτιστο για το σύστημα μοντέλο. Το μοντέλο προτείνει διαδρομές με στόχο τη βελτίωση της κυκλοφοριακής κατάστασης στο δίκτυο, αλλά η εφαρμογή του είναι μη ρεαλιστική καθώς οι προτεινόμενες διαδρομές μπορεί να είναι πολύ μακρύτερες από το αναμενόμενο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται μια τρίτη προσέγγιση: ένας βέλτιστος για το σύστημα υπό περιορισμούς αλγόριθμος. Πρόκειται για ένα συνδυασμό των δύο μοντέλων πλοήγησης με σκοπό τη μείωση της συμφόρησης και ταυτόχρονα τη διατήρηση της δικαιοσύνης στην επιλογή των προτεινόμενων διαδρομών για τους οδηγούς. Αφού γίνει θεωρητική μελέτη του προβλήματος παρουσιάζεται η υλοποίηση ενός συστήματος πρότασης διαδρομών που χρησιμοποιεί το βέλτιστο για το σύστημα υπό περιορισμούς αλγόριθμο. / During the last decade, vehicles' route guidance systems have known a significant spread. These systems, taking advantage of the available technological features and by using the geographical representation of the road network, the current position of a vehicle and often traffic data, propose to drivers the route they should follow in order to reach faster their destination. The applications of route guidance systems offer the chance to manage traffic in such a way that allows an increase in road network capacity and therefore a decrease in traffic congestion, without being necessary the high cost expansion of the road infrastructure. In contrast to the user optimal model that is followed by typical route guidance systems and provides no traffic improvement guarantees, the system optimal model has been proposed for this purpose. The model proposes paths with the goal of improving the traffic condition of the network, however its application is unrealistic since the proposed routes may be much longer than expected. In this thesis a third approach is studied: a constrained system optimal algorithm. The algorithm is a combination of the two navigation models with the goal of reducing congestion and at the same time remaining fair for drivers when selecting a route. After the theoretical study of the problem, the implementation of a route recommendation system that incorporates the constrained system optimal algorithm is presented.

Congestion severely affects air traffic in the US and Europe. To protect air traffic controllers from overloads a planning activity, Air Traffic Flow Management (ATFM), emerged during the 1970s. ATFM control actions range from departure delays to the re-routing of flights. This research explores how models can be used to support decision-making in European ATFM. To date, most research into this subject has been directed at ATFM in the US, which differs from European ATFM both in terms of decision-making and time scales. Fieldwork was carried out at the EUROCONTROL Central Flow Management Unit, the organisation that manages traffic flows in most of the European airspace. The fieldwork was an OR intervention aimed at identifying suitable decision support models for re-routing flights. The research described here contributes by: 1) describing the European ATFM field and identifying decision support needs; 2) structuring the problems involved in re-routing flights in Europe; 3) providing a framework for the development of re-routing decision support systems (DSS) and 4) assessing the usefulness of optimisation approaches to re-routing flights. A demonstrator is developed to illustrate different re-routing decision support possibilities to the users. This leads to conclusions on the feasibility of various decision support functions including an identification of models and algorithms which can be used for each of the functions. Conclusions on levels of automation and complexity for re-routing DSS are also taken. Three integer models for re-routing flows are presented. They differ in the way congestion is represented. The models are tested on data of traffic crossing the whole French upper airspace. The test reveals that the models can be of use in re-routing flows and can provide significant savings in delays. It also shows that an 'intelligent' component to define the scope of the optimisation problem and a component to process all the data for the models, are needed in a re-routing DSS. The models are compared in terms of impact on congestion, size and execution time and conclusions on their feasibility taken. Extensions to the models are suggested.

This thesis, as its title implies, is a unique step in the management of risk of collision, which may arise in a two-ship encounter. This work advances the development established in the author's M. Phil thesis. It is suggested that the contemporary technique of collision avoidance based solely on CPA criteria is inadequate for risk analysis. The proposed strategy for handling risk of collision revolves around the introduced hypothesis for dealing with risks having various probabilities of occurrence resulting in various degrees of severity. The risk values are obtained by computing the geometrical probability of collision based on the following definition :- " The risk of collision can be measured by the ratio of the ways available for a collision to occur to all the possible ways that could be considered by the obser ving vessel." Based on this hypothesis several approaches to the presentation of the risk of collision are described separately in the thesis's units together with their application, merits and demerits. It is found that the introduction of the assessment and control of the risk of collision by lneans of the proposed risk criteria has converted the vague awareness given by the traditional methods, to a definite risk criteria which could provide alternative ways of assessing any situation. The restructuring of the information clearly provided to the mariner gives him a much greater insight into the level of the risk which he is accepting in any situation. A strong risk controllability can be achieved if it is characterised by a relatively high degree of constraints in the fonn of regulation. These regulation should acquire features that will pennit them to discriminate, act upon, and respond to aspects of the situation variety. Due to the fact that certain statements within the International· Rules are not clearly defined and are thus open to individual interpretation, some mathematical definitions of risk of collision and close range situations are established. The analysis and testing of specific examples has proved that these methods work and are able to provide the mariners with a cammon language in resolving collision avoidance problem.