PoCoLoCo : Positioning through cooperating loquacious communications

Abstract

Aerial Transportation system is based in a legacy infrastructure that supports its different functionality separately. There is a tendency to simplify the infrastructure, increasing its efficiency, technical and monetary. UAS are perceived by the general public as simplified versions of the conventional aviation because they have not any human flight crew on board. In fact, they have a flight crew, but this flight crew is placed on ground adding some complications to the system (e.g: Command & Control link). Conventional aviation perceives UAS as a source of problems, mainly because they have no human flight crew on board capable of creating the situational awareness of the UAS. This lack of situational awareness compromises as well the rest of airspace users safety. This PhD explores the capability of UAS to contribute to the situational awareness of both the own aircraft (generating navigation data) as to the situational awareness of the rest of airspace users (generating surveillance data). The contribution to the situational awareness of both the own aircraft (navigation data) as well as the rest of airspace users (surveillance) is simulated assuming UAS communications based on TDMA and at the communication rates described in the literature. The simulation scenario has been kept simple with a low communication rate and a low number of UAS flying in the simulated area. The results of navigation are in line with the RNP1. The results in surveillance are in line with the 3NM separation but with a refresh rate much higher. Then, with this proposal, UAS could be considered as contributors to the situational awareness instead as the problem that destroys the situational awareness.

El sistema de transport aeri es basa en una infraestructura que implementa les seves funcionalitats per separat. Hi ha una tendència a simplificar la infraestructura, augmentant la seva eficiència, tècnica i monetària. Els UAS són percebuts pel públic en general com versions simplificades de l'aviació convencional, ja que no tenen cap tripulació humana a bord. De fet, tenen una tripulació de vol, però la tripulació de vol es a terra, afegint algunes complicacions en el sistema (per exemple: enllaç de comandament i control). L'aviació convencional percep els UAS com una font de problemes, sobretot perquè l'absencia de tripulació de vol humana a bord capaç de crear la consciència situacional de l'UAS. Aquesta manca de consciència situacional, compromet doncs la seguretat dels usuaris de l'espai aeri. Aquesta PhD explora la capacitat dels UAS per contribuir a la consciència situacional tant de la pròpia aeronau (generació de dades de navegació) com a la consciència situacional de la resta dels usuaris de l'espai aeri (generació de dades de vigilància). La contribució a la consciència situacional tant de la pròpia aeronau (dades de navegació), com de la resta d'usuaris de l'espai aeri (vigilància) es simula assumint comunicacions UAS basats en TDMA amb uns ratis de comunicació descrits a la literatura. L'escenari de simulació s'ha mantingut simple amb una taxa de comunicació baixa i un baix nombre d'UAS volan a la zona simulada. Els resultats de la navegació estan en línia amb la RNP1. Els resultats de la vigilància estan en línia amb la separació 3nm però amb una freqüència d'actualització molt més alt que l'oferta pels radars. Com a conclusió, aquesta proposta considera els UAS com a contribuents a la consciència situacional en lloc de com un problema que destrueix la consciència situacional.