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.

Dans le cadre des systèmes de positionnement par satellite GNSS (« Global Navigation Satellite Systems »), l’intégritéde la navigation d’un utilisateur est gérée en réception par la détection, l’identification voire l’exclusion de mesures depseudo-distance jugées erronées. Généralement basés sur le concept a posteriori RAIM (« Receiver Autonomous IntegrityMonitoring »), les algorithmes de contrôle autonome d’intégrité fournissent de hautes performances pour l’aviation civile,dont le contexte de navigation est caractérisé par une forte visibilité des satellites et peu de signaux parasites captéspar l’antenne réceptrice. L’algorithme WLSR RAIM est communément utilisé dans ce cadre. Néanmoins, les techniquesRAIM ne sont pas compatibles avec la navigation terrestre en milieu contraint. En effet, le contexte urbain est notammentcaractérisé par un masquage récurrent des signaux satellitaires directs ainsi que la réception de multi-trajets générés parl’environnement proche du récepteur. RAIM ne prend pas en compte l’ensemble des données disponibles en réception,dégradant ainsi fortement ses performances. Il est donc nécessaire de développer des méthodes de contrôle d’intégritécompatibles avec un tel contexte de navigation. Pour cela, la thèse propose d’étudier l’apport d’informations GNSS a priorinon utilisées par les techniques RAIM. Deux paramètres principaux ont été exploités : le signal GNSS brut reçu et lesestimations de directions d’arrivée des signaux satellitaires DOA (« Direction Of Arrival »). La première étape a consisté à implémenter une méthode a priori qui évalue la cohérence du positionnement estimé par rapport au signal brut directement reçu. Cette méthode a été nommée Direct-RAIM (D-RAIM) et a démontré une forte sensibilité de détection, permettant d’anticiper d’éventuels risques sur la navigation et de caractériser plus finement la qualité de l’environnement proche du récepteur. Toutefois, le caractère a priori de l’approche engendre de potentielles non détection d’erreurs en cas de modèle de signal défectueux. Afin de contourner cette limitation, un couplage WLSRRAIM – D-RAIM a été développé, nommé Hybrid-RAIM (H-RAIM). Une telle approche permet de combiner robustesse etsensibilité apportées par ces techniques respectives. Le second axe de recherche a mis en évidence la contribution de l’information des DOA dans un contrôle autonome d’intégrité. L’intégration d’un réseau d’antennes en réception permet d’obtenir l’estimation des DOA pour l’ensemble dela constellation visible. Théoriquement, l’évolution jointe des DOA est directement liée à l’attitude du réseau. Cet aspectpermet donc de détecter toute incohérence sur une ou plusieurs voies en cas d’estimation(s) de DOA biaisée(s), par rapportà l’ensemble de la constellation. L’algorithme RANSAC (« RANdom SAmple Consensus») a été utilisé afin de détecter toutcomportement aberrant dans l’estimation des DOA, et ainsi mesurer la confiance que l’utilisateur peut placer dans chaquevoie. L’algorithme WLSR RAIM RANSAC a ainsi été implémenté. L’intégration de la composante DOA permet d’ajouterun degré de liberté dans le contrôle autonome d’intégrité côté récepteur et ainsi d’affiner la détection voire l’exclusiond’erreurs. Au cours de cette thèse, un récepteur logiciel a été implémenté, permettant de traiter des signaux Galileo, de lagénération du signal jusqu’au positionnement puis au contrôle d’intégrité. Ce récepteur a pu être évalué à partir de donnéessimulées en environnement urbain. / In Global Navigation Satellite Systems (GNSS) applications, integrity is managed at the reception side by detection,identification and exclusion of faulty pseudorange measurements. Usually based on the a posteriori Receiver AutonomousIntegrity Monitoring (RAIM) concept, integrity techniques provide high performances for civil aviation, with a navigationcontext defined by a clear-sky environment. WLSR RAIM is commonly used. Nevertheless, RAIM techniques are notcompatible with a terrestrial navigation in harsh environments. For instance, urban areas are characterized by a poorvisibility and the reception of many multipaths derived from the receiver closed-environment. RAIM does not consider allthe available data in the reception chain, which dramatically deteriorates the detection performances. Hence, it is necessaryto develop integrity process compatible with such a navigation context. This PhD work studies the contribution of GNSSa priori information, disused by conventional RAIM techniques. Two main parameters have been exploited : the receivedraw GNSS signal and the Directions Of Arrival (DOA) estimations.This first step was devoted to the development of an a priori method which evaluates the consistence of the estimatedPosition Velocity Time (PVT) vector of the receiver with respect to the raw GNSS signal. This method has been calledDirect-RAIM (D-RAIM) and has shown high detection sensitivity, allowing the user to anticipate navigation risks and todefine precisely the quality of the receiver closed-environment. However, the a priori aspect of this approach may lead tonavigation error missed detections if the signal model is getting flawed. In order to circumvent this limitation, a WLSRRAIM – D-RAIM coupling has been developed, called Hybrid-RAIM (H-RAIM). Such an approach merges the robustnessand the sensitivity brought by both techniques.The second research step has brought to light the contribution of the DOA information in an autonomous integritymonitoring. Using an antenna array, the user can get the DOA estimations for all satellites in view. Theoretically, the DOAjoint evolution is directly correlated with the array rotation angles. Hence, any mismatch on the DOA estimations withrespect to the global constellation can be detected. RANdom Sample Consensus (RANSAC) algorithm has been used inorder to detect any faulty DOA evolution, derived from inconsistencies in reception linked to potential navigation risks :RANSAC measures the trust that the user can place in each channel. Therefore, a WLSR RAIM RANSAC algorithmhas been developed. The integration of the DOA component adds a degree of freedom in receiver autonomous integritymonitoring, refining the error detection and exclusion.Last but not least, a software receiver has been implemented processing Galileo data, from the signal generation to positioningand integrity monitoring. This software has been evaluated by simulated data characterizing urban environments.

Dans le domaine de l'aviation civile, afin de répondre à la demande croissante du trafic, les activités de recherche sont guidées par la volonté d’améliorer la capacité de l'espace aérien. Des recherches sont en cours dans tous les domaines de l'aviation civile: Communication, Navigation, Surveillance (CNS) et de gestion du trafic aérien (Air Traffic Management, ATM). En ce que concerne la navigation, les objectifs devraient être atteints par l'amélioration des performances des services existants grâce au développement des nouvelles aides à la navigation et la définition de nouvelles procédures basées sur ces nouveaux systèmes. La navigation par satellite, grâce au concept de Global Navigation Satellite System (GNSS), est reconnue comme une technologie clé pour fournir des services de navigation précis avec une couverture mondiale. Le concept GNSS a été défini par l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale (OACI). Son importance dans l'aviation civile peut être observée dans l'avionique de nouveaux avions puisque la majorité d'entre eux sont maintenant équipés de récepteurs GNSS. Le GNSS comprend une fonction de surveillance de l'intégrité fournie par un système d’augmentation en plus de la constellation de base. Ceci est nécessaire pour répondre à toutes les exigences concernant la précision, l'intégrité, la continuité et la disponibilité qui ne peuvent pas être fournis par les constellations autonomes comme le GPS ou Glonass. Trois systèmes d’augmentation ont été développés au sein de l'aviation civile: le GBAS (Ground Based Augmentation System), le SBAS (Satellite Based Augmentation System) et l’ABAS (Aircraft Based Augmentation System). Le système GBAS, en particulier, est actuellement standardisé pour fournir des services de navigation, comme l'approche de précision, jusqu’à la Catégorie I (CAT I) en utilisant les constellations GPS ou Glonass et des signaux dans la bande L1. Ce service est connu sous le nom de GBAS Approach Service Type-C (GAST-C). Afin d'étendre ce concept jusqu'à des approche de précision CAT II/II, les activités de recherche sont en cours pour définir le nouveau service appelé GAST-D. Parmi tous les défis, la surveillance de la menace ionosphérique est le secteur où le niveau d'intégrité est insuffisant. Grâce au développement des nouvelles constellations, Galileo et Beidou, et grâce au processus de modernisation des autres constellations existantes, GPS et Glonass, l'avenir du GNSS sera Multi-Constellation (MC) et Multi-Fréquence (MF). En Europe, les activités de recherche se sont concentrées sur un système GNSS Bi-Constellation (Dual-Constellation, DC) basé sur GPS et Galileo. Afin de surmonter les problèmes rencontrés par en fonctionnement Mono-Fréquence (Single-Frequency, SF) en présence d’anomalies ionosphériques, l'utilisation de deux fréquences (Dual-Frequency, DF) a été sélectionnée comme un moyen d'améliorer la détection des anomalies ionosphériques et d'atténuer les erreurs résiduelles ionosphériques. Les avantages d'un système DC/DF GBAS (GAST-F) sont : •la robustesse de l'ensemble du système contre toute interférence involontaire grâce à l'utilisation de mesures effectuées dans deux bandes de fréquences protégées, •la robustesse contre une panne d’une des deux constellations,•l'amélioration de la précision à l'aide de nouveaux signaux avec des performances améliorées, et plusieurs satellites. Cependant, l'utilisation de nouveaux signaux et d’une nouvelle constellation, n’apporte pas que des avantages. Elle soulève également une série de défis qui doivent être résolus de profiter pleinement de ce nouveau concept. Dans cette thèse, certains défis, liés à un système DC/DF GBAS ont été étudiés. Un d’entre eux, causé par l'utilisation de nouveaux signaux GNSS, est de déterminer l'impact des sources d'erreur qui sont décorrélées entre la station au sol et l'avion et qui induisent une erreur sur la position estimée. De plus, avec l’utilisation de deux fréquences, il y a la pos / In Civil Aviation domain, to cope with the increasing traffic demand, research activities are pointed toward the optimization of the airspace capacity. Researches are thus ongoing on all Civil Aviation areas: Communication, Navigation, Surveillance (CNS) and Air Traffic Management (ATM). Focusing on the navigation aspect, the goals are expected to be met by improving performances of the existing services through the developments of new NAVigation AIDS (NAVAIDS) and the definition of new procedures based on these new systems. The Global Navigation Satellite System (GNSS) is recognized as a key technology in providing accurate navigation services with a worldwide coverage. The GNSS concept was defined by the International Civil Aviation Organization (ICAO). A symbol of its importance, in civil aviation, can be observed in the avionics of new civil aviation aircraft since a majority of them are now equipped with GNSS receivers. The GNSS concept includes the provision of an integrity monitoring function by an augmentation system in addition to the core constellations. This is needed to meet all the required performance metrics of accuracy, integrity, continuity and availability which cannot be met by the stand-alone constellations such as GPS. Three augmentation systems have been developed within civil aviation: the GBAS (Ground Based Augmentation System), the SBAS (Satellite Based Augmentation System) and the ABAS (Aircraft Based Augmentation System). GBAS, in particular, is currently standardized to provide precision approach navigation services down to Category I (CAT I) using GPS or Glonass constellations and L1 band signals. This service is known as GBAS Approach Service Type-C (GAST-C). In order to extend this concept down to CAT II/III service, research activities is ongoing to define the new service called a GAST-D. Among other challenges, the monitoring of the ionospheric threat is the area where the integrity requirement is not met. Thanks to the deployment of new constellations, Galileo and Beidou, and the modernization process of the existing ones, GPS and Glonass, the future of GNSS is envisaged to be Multi-Constellation (MC) and Multi-frequency (MF). In Europe, research activities have been focused on a Dual-Constellation (DC) GNSS and DC GBAS services based on GPS and Galileo constellations. Moreover, to overcome the problems experienced by Single-Frequency (SF) GBAS due to ionosphere anomalies, the use of two frequencies (Dual Frequency, DF) has been selected as a mean to improve ionosphere anomalies detection and to mitigate ionosphere residual errors. Advantages in using a DC/DF GBAS (GAST-F) system are, however, not only related to the integrity monitoring performance improvement. Benefits, brought by DC and DF, are also related to •the robustness of the entire system against unintentional interference thanks to the use of measurements in two protected frequency bands, •the robustness against a constellation failure, •the accuracy improvement by using new signals with improved performance, and more satellites. However, the use of new signals and a new constellation, does not bring only benefits. It also raises a series of challenges that have to be solved to fully benefit from the new concept. In this thesis, some challenges, related to DC/DF GBAS, have been investigated. One of them, rising from the use of new GNSS signals, is to determine the impact of error sources that are uncorrelated between the ground station and the aircraft and that induce an error on the estimated position. Using two frequencies, there is the possibility to form measurement combinations like Divergence-free (D-free) and Ionosphere-free (I-free) for which the errors impact has to be analyzed. In this thesis, the impact of the uncorrelated errors (noise and multipath as main sources) on ground measurements is analyzed. The aim is to compare the derived performances with the curve proposed in (RTCA,Inc DO-253C, 2008) for the

The availability of GPS signals is a major limitation for many existing and potential applications. Fortunately, with the development of Galileo by the European Commission (EC) and European Space Agency (ESA) and new funding for the restoration of the Russian GLONASS announced by the Russian Federation the future for satellite based positioning and navigation applications is extremely promising. This research primarily investigates the benefits of GNSS interoperability and GNSS/INS integration to Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM) from a geometrical perspective. In addition to these investigations, issues regarding multiple outlier detection and identification are examined and integrity procedures addressing these issues are proposed. Moreover, it has been shown how the same RAIM algorithms can be effectively applied to the various static and kinematic navigation architectures used in this research.

L’intégrité des signaux GNSS est définie comme la mesure de la confiance qui peut être placée dans l’exactitude des informations fournies par le système de navigation. Bien que le concept d’intégrité GNSS a été initialement développé dans le cadre de l’aviation civile comme une des exigences standardisées par l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI) pour l’utilisation du GNSS dans les systèmes de Communication, Navigation, et Surveillance / Contrôle du Trafic Aérien (CNS/ATM), un large éventail d’applications non aéronautiques ont également besoin de navigation par satellite fiable avec un niveau d’intégrité garanti. Beaucoup de ces applications se situent en environnement urbain. Le contrôle d’intégrité GNSS est un élément clé des applications de sécurité de la vie (SoL), telle que l’aviation, et des applications exigeant une fiabilité critique comme le télépéage basé sur l’utilisation du GNSS, pour lesquels des erreurs de positionnement peuvent avoir des conséquences juridiques ou économiques. Chacune de ces applications a ses propres exigences et contraintes, de sorte que la technique de contrôle d’intégrité la plus appropriée varie d’une application à l’autre. Cette thèse traite des systèmes de télépéage utilisant GNSS en environnement urbain. Les systèmes de navigation par satellite sont l’une des technologies que l’UE recommande pour le Service Européen de Télépéage Electronique (EETS). Ils sont déjà en cours d’adoption: des systèmes de télépéage pour le transport poids lourd utilisant GPS comme technologie principale sont opérationnels en Allemagne et en Slovaquie, et un système similaire est envisagé en France à partir de 2013. À l’heure actuelle, le contrôle d’intégrité GPS s’appuie sur des systèmes d´augmentation (GBAS, SBAS, ABAS) conçus pour répondre aux exigences de l’OACI pour les opérations aviation civile. C´est la raison pour laquelle cette thèse débute par une présentation du concept d’intégrité en aviation civile afin de comprendre les performances et contraintes des systèmes hérités. La thèse se poursuit par une analyse approfondie des systèmes de télépéage et de navigation GNSS en milieu urbain qui permets de dériver les techniques de contrôle d’intégrité GNSS les plus adaptées. Les algorithmes autonomes de type RAIM ont été choisis en raison de leur souplesse et leur capacité d´adaptabilité aux environnements urbains. Par la suite, le modèle de mesure de pseudodistances est élaboré. Ce modèle traduit les imprécisions des modèles de correction des erreurs d’horloge et d’ephemeride, des retards ionosphériques et troposphériques, ainsi que le bruit thermique récepteur et les erreurs dues aux multitrajets. Les exigences d’intégrité GNSS pour l’application télépéage sont ensuite dérivées à partir de la relation entre les erreurs de positionnement et leur effets dans la facturation finale. Deux algorithmes RAIM sont alors proposés pour l’application péage routier. Le premier est l’algorithme basé sur les résidus de la solution des moindres carrés pondérés (RAIM WLSR), largement utilisé dans l’aviation civile. Seulement, un des principaux défis de l’utilisation des algorithmes RAIM classiques en milieux urbains est un taux élevé d’indisponibilité causé par la mauvaise géométrie entre le récepteur et les satellites. C’est pour cela que un nouvel algorithme RAIM est proposé. Cet algorithme, basé sur le RAIM WLSR, est conçu de sorte à maximiser l’occurrence de fournir un positionnement intègre dans un contexte télépéage. Les performances des deux algorithmes RAIM proposés et des systèmes de télépéage associés sont analysés par simulation dans différents environnements ruraux et urbains. Dans tous les cas, la disponibilité du nouvel RAIM est supérieure à celle du RAIM WLSR. / Global Navigation Satellite Systems (GNSS) integrity is defined as a measure of the trust that can be placed in the correctness of the information supplied by the navigation system. Although the concept of GNSS integrity has been originally developed in the civil aviation framework as part of the International Civil Aviation Organization (ICAO) requirements for using GNSS in the Communications, Navigation, and Surveillance / Air Traffic Management (CNS/ATM) system, a wide range of non-aviation applications need reliable GNSS navigation with integrity, many of them in urban environments. GNSS integrity monitoring is a key component in Safety of Life (SoL) applications such as aviation, and in the so-called liability critical applications like GNSS-based electronic toll collection, in which positioning errors may have negative legal or economic consequences. At present, GPS integrity monitoring relies on different augmentation systems (GBAS, SBAS, ABAS) that have been conceived to meet the ICAO requirements in civil aviation operations. For this reason, the use of integrity monitoring techniques and systems inherited from civil aviation in non-aviation applications needs to be analyzed, especially in urban environments, which are frequently more challenging than typical aviation environments. Each application has its own requirements and constraints, so the most suitable integrity monitoring technique varies from one application to another. This work focuses on Electronic Toll Collection (ETC) systems based on GNSS in urban environments. Satellite navigation is one of the technologies the directive 2004/52/EC recommends for the European Electronic Toll Service (EETS), and it is already being adopted: toll systems for freight transport that use GPS as primary technology are operational in Germany and Slovakia, and France envisages to establish a similar system from 2013. This dissertation begins presenting first the concept of integrity in civil aviation in order to understand the objectives and constraints of existing GNSS integrity monitoring systems. A thorough analysis of GNSS-based ETC systems and of GNSS navigation in urban environments is done afterwards with the aim of identifying the most suitable road toll schemes, GNSS receiver configurations and integrity monitoring mechanisms. Receiver autonomous integrity monitoring (RAIM) is chosen among other integrity monitoring systems due to its design flexibility and adaptability to urban environments. A nominal pseudorange measurement model suitable for integrity-driven applications in urban environments has been calculated dividing the total pseudorange error into five independent error sources which can be modelled independently: broadcasted satellite clock corrections and ephemeris errors, ionospheric delay, tropospheric delay, receiver thermal noise (plus interferences) and multipath. In this work the fault model that includes all non-nominal errors consists only of major service failures. Afterwards, the GNSS integrity requirements are derived from the relationship between positioning failures and toll charging errors. Two RAIM algorithms are studied. The first of them is the Weighted Least Squares Residual (WLSR) RAIM, widely used in civil aviation and usually set as the reference against which other RAIM techniques are compared. One of the main challenges of RAIM algorithms in urban environments is the high unavailability rate because of the bad user/satellite geometry. For this reason a new RAIM based on the WLSR is proposed, with the objective of providing a trade-off between the false alarm probability and the RAIM availability in order to maximize the probability that the RAIM declares valid a fault-free position. Finally, simulations have been carried out to study the performance of the different RAIM and ETC systems in rural and urban environments. In all cases, the availability obtained with the novel RAIM improve those of the standard WLSR RAIM.

La navigation par satellite, Global Navigation Satellite System, a été reconnue comme une solution prometteuse afin de fournir des services de navigation aux utilisateurs de l'Aviation Civile. Ces dernières années, le GNSS est devenu l'un des moyens de navigation de référence, son principal avantage étant sa couverture mondiale. Cette tendance globale est visible à bord des avions civils puisqu'une majorité d'entre eux est désormais équipée de récepteurs GNSS. Cependant, les exigences de l'Aviation Civile sont suffisamment rigoureuses et contraignantes en termes de précision de continuité, de disponibilité et d'intégrité pour que les récepteurs GPS seuls ne puissent être utilisés comme unique moyen de navigation. Cette réalité a mené à la définition de plusieurs architectures visant à augmenter les constellations GNSS. Nous pouvons distinguer les SBAS (Satellite Based Augmentation Systems), les GBAS (Ground Based Augmentation Systems), et les ABAS (Aircraft Based Augmentation Systems). Cette thèse étudie le comportement de l'erreur de position en sortie d'architectures de récepteur qui ont été identifiées comme étant très prometteuses pour les applications liées à l'Aviation Civile. / Since many years, civil aviation has identified GNSS as an attractive mean to provide navigation services for every phase of flight due to its wide coverage area. However, to do so, GNSS has to meet relevant requirements in terms of accuracy, integrity, availability and continuity. To achieve this performance, augmentation systems have been developed to correct the GNSS signals and to monitor the quality of the received Signal-In-Space (SIS). We can distinguish GBAS (Ground Based Augmentation Systems), ABAS (Airborne Based Augmentation Systems) SBAS (Satellite Based Augmentation Systems). In this context, the aim of this study is to characterize and evaluate the GNSS position error of various positioning solutions which may fulfil applicable civil aviation requirements for GNSS approaches. In particular, this study focuses on two particular solutions which are: • Combined GPS/GALILEO receivers augmented by RAIM where RAIM is a type of ABAS augmentation. This solution is a candidate to provide a mean to conduct approaches with vertical guidance (APV I, APV II and LPV 200). • GPS L1 C/A receivers augmented by GBAS. This solution should allow to conduct precision approaches down to CAT II/III, thus providing an alternative to classical radio navigation solutions such as ILS. This study deals with the characterization of the statistics of the position error at the output of these GNSS receivers. It is organised as following. First a review of civil aviation requirements is presented. Then, the different GNSS signals structure and the associated signal processing selected are described. We only considered GPS and GALILEO constellations and concentrated on signals suitable for civil aviation receivers. The next section details the GNSS measurement models used to model the measurements made by civil aviation receivers using the previous GNSS signals. The following chapter presents the GPS/GALILEO and RAIM combination model developed as well as our conclusions on the statistics of the resulting position error. The last part depicts the GBAS NSE (Navigation System Error) model proposed in this report as well as the rationales for this model.

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