Impact of GNSS singular events on the integrity of airport navigation systems

Impact des évènements singuliers GNSS sur l'intégrité des systèmes de navigation aéroportuaires Les systèmes GNSS sont actuellement utilisés en aviation civile pour estimer la position et la vitesse de l'avion pendant les phases de route jusqu'aux approches de précision. Etendre l'utilisation de GNSS aux opérations de surface en environnement aéroportuaire et sous de faibles conditions de visibilité reste un challenge pour la communauté aviation civile. En effet, durant ces opérations, les mesures GNSS peuvent être affectées par des évènements singuliers tels que les multi-trajet ou les anomalies ionosphériques. Ces évènements peuvent engendrer des erreurs de position jugées inacceptables en termes de précision et d'intégrité pour assurer le guidage de l'avion. Les algorithmes de surveillance d'intégrité GNSS actuellement utilisés ne sont pas conçus pour prendre totalement en compte les effets de tels évènements. Il est essentiel de développer des algorithmes de surveillance conçus pour protéger les utilisateurs des effets de tels évènements afin de pouvoir utiliser GNSS pour le guidage de l'avion en milieu aéroportuaire et sous de faibles conditions de visibilité. Afin de concevoir de tels algorithmes de surveillance d'intégrité, il est nécessaire de développer des modèles d'erreurs de mesures GNSS et des modèles de pannes GNSS. La thèse a été principalement orientée vers la conception de modèles d'erreurs de mesures GNSS dues aux multi-trajets et vers le développement de modèles de pannes GNSS dues aux multi-trajets. Pour ce faire, un modèle d'erreurs multi-trajets GNSS sur les mesures bi-fréquence GPSL1C+GPSL5 et GalileoE1+GalileoE5a a d'abord été proposé. Ensuite, l'impact des multi-trajets sur l'erreur de position a été étudié. Pour cette étude, un algorithme de couplage serré GPS+Galileo/IRS a été considéré. Cet algorithme est basé sur un filtre de Kalman linéarisé. Une analyse théorique et quantitative a été conduite pour étudier l'impact des erreurs de mesures GNSS dues aux multi-trajets sur le biais et sur la matrice de covariance de l'erreur de position horizontale en sortie de l'algorithme de positionnement considéré. Finalement, un modèle de pannes GNSS dues aux multi-trajets a été proposé. Ce modèle décrit la signature des pannes multi-trajets, les facteurs influençant cette signature, le modèle d'occurrence des pannes multi-trajets ainsi que les conditions d'occurrence de telles pannes