[pt] Esta tese apresenta um estudo dos efeitos ionosféricos em um Sistema de
Aumento Baseado no Solo (GBAS) em regiões equatorial e de baixas latitudes. A
ionosfera afeta a propagação dos sinais de GPS e pode reduzir a precisão do
posicionamento nas regiões equatorial e de baixas latitudes. Sistemas auxiliares
foram desenvolvidos para atender aos requisitos de segurança da aviação. Nesse
contexto, o GBAS fornece maior precisão para correções diferenciais. Para avaliar
o desempenho de um GBAS, um modelo de simulação do sinal-no-espaço GPS
L1 foi desenvolvido, considerando o retardo ionosférico baseado nas distribuições
estatísticas dos resíduos de Conteúdo Eletrônico Total vertical obtido do modelo
IRI e estimativas da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo, em combinação
com representação para a cintilação ionosférica de amplitude, simulada com base
em distribuições de probabilidade (Alfa) - (Mi), bem como a cintilação de fase, gerada de
acordo com as relações empíricas entre os índices (s)4 and (Sigma)(Fi). O modelo de sinal
do GPS L1 também considera erros de relógios e aleatórios, retardos
troposféricos, ambigüidade de ciclo e efeitos de multipercurso, para uma
descrição completa. Os resultados de sinal-no-espaço são injetados em um modelo
de simulação da instalação terrestre do GBAS, implementado para detectar uma
variedade de possíveis anomalias ou falhas no sinal-no-espaço e para gerar
correções diferenciais baseadas em algoritmos de monitoramento. O GBAS gera
correções e seu desempenho é avaliado para aproximações de aeronaves em
diferentes condições ionosféricas nos aeroportos do Rio de Janeiro e Fortaleza,
enfatizando a Categoria de aproximação I. Os erros horizontais e verticais são
estimados usando correções de GBAS para avaliar a precisão. A integridade do
GBAS também é analisada calculando os níveis de proteção horizontal e vertical. / [en] This research presents a study on ionospheric effects on a Ground Based
Augmentation System (GBAS) in equatorial and low latitude regions. The
ionosphere affects the propagation of GPS signals and can reduce the positioning
accuracy in the equatorial and low-latitude regions. Auxiliary systems have been
developed to meet the safety requirements of aviation. In this context, GBAS
provide higher accuracy for differential corrections. To evaluate the performance
of a GBAS, a simulation model of the GPS L1 signal-in-space has been
developed, considering ionospheric delay based on statistical distributions of
vertical Total Electron Content residuals obtained from IRI model and Rede
Brasileira de Monitoramento Contínuo estimates, in combination with amplitude
ionospheric scintillation simulated based on (Alfa) - (Mi) probability distributions, as well
as phase scintillation, generated according to empirical relationships between the
indices (S)4 and (Sigma)(Fi). The GPS L1 signal model also considers clock and random
errors, tropospheric delays, ambiguity, and multipath, for a complete description.
The signal in space results are injected into a GBAS ground facility simulation
model, implemented to detect a varied array of possible anomalies or failures in
the signal in space and to generate differential corrections based on monitoring
algorithms. The GBAS generates corrections and its performance is evaluated for
aircraft approaches under different ionospheric conditions at the Rio de Janeiro
and Fortaleza Airports, emphasizing Approach Category I. The horizontal and
vertical errors are estimated using GBAS corrections to evaluate the accuracy.
The GBAS integrity is also analyzed by computing the horizontal and vertical
protection levels.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:50785 |
| Date | 14 December 2020 |
| Creators | TEDDY MODESTO SURCO ESPEJO |
| Contributors | EMANOEL PAIVA DE OLIVEIRA COSTA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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