Identification of multi-faults in GNSS signals using RSIVIA under dual constellation

This publication presents the development of integrity monitoring and fault detection and exclusion (FDE) of pseudorange measurements, which are used to aid a tightly-coupled navigation filter. This filter is based on an inertial measurement unit (IMU) and is aided by signals of the global navigation satellite system (GNSS). Particularly, the GNSS signals include global positioning system (GPS) and Galileo. By using GNSS signals, navigation systems suffer from signal interferences resulting in large pseudorange errors. Further, a higher number of satellites with dual-constellation increases the possibility that satellite observations contain multiple faults. In order to ensure integrity and accuracy of the filter solution, it is crucial to provide sufficient fault-free GNSS measurements for the navigation filter. For this purpose, a new hybrid strategy is applied, combining conventional receiver autonomous integrity monitoring (RAIM) and innovative robust set inversion via interval analysis (RSIVIA). To further improve the performance, as well as the computational efficiency of the algorithm, the estimated velocity and its variance from the navigation filter is used to reduce the size of the RSIVIA initial box. The designed approach is evaluated with recorded data from an extensive real-world measurement campaign, which has been carried out in GATE Berchtesgaden, Germany. In GATE, up to six Galileo satellites in orbit can be simulated. Further, the signals of simulated Galileo satellites can be manipulated to provide faulty GNSS measurements, such that the fault detection and identification (FDI) capability can be validated. The results show that the designed approach is able to identify the generated faulty GNSS observables correctly and improve the accuracy of the navigation solution. Compared with traditional RSIVIA, the designed new approach provides a more timely fault identification and is computationally more efficient

Scientific Railway Signalling Symposium 2018 - Digital neue Wege fahren

Die Leit- und Sicherungstechnik (LST) ist für die Durchführung von Zugfahrten von kritischer Bedeutung. Von ihr hängen nicht nur die Sicherheit von Fahrgästen, Fracht und Infrastruktureinrichtungen ab, sondern auch die Kapazität der Infrastruktur. Digitalisierung ist das Schlagwort der Stunde. Es ist die Klammer für zahllose innovative Ideen, die das System Eisenbahn revolutionieren sollen. Allen Akteuren ist klar, dass auch und gerade im Bereich der Leit- und Sicherungstechnik Veränderungen kommen werden und notwendig sind, um die Wettbewerbsfähigkeit des Verkehrsträgers Eisenbahn zu erhalten und dessen nachhaltigen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele zu sichern. Doch noch ist unklar, welche Veränderungen sich wirklich in den kommenden Jahren durchsetzen werden und welche in absehbarer Zeit nur Luftschlösser bleiben. Um diese Herausforderungen zu meistern ist ein intensiver Austausch aller Beteiligten notwendig, insbesondere auch zwischen Wissenschaft und Praxis. Diesem Ziel widmete sich das 2. Scientific Railway Signalling Symposium am 13. Juni 2018 in Darmstadt. Der Tagungsband enthält vier wissenschaftliche Beiträge des Symposiums