Resilience and Reliability Improvement of CORS Network Based Services for Automated and Autonomous Transportation Operations

GNSS korreksjonstjenester må stadig tilpasse seg nye krav og behov fra massemarkedet, drevet av en eksplosiv vekst av bruksområder for autonomi innenfor samferdsel, maritim sektor og luftfart. Mange eksisterende operasjoner i transportsektoren drar nytte av høy-presisjons korreksjonstjenester som støtter nøyaktighet på desimeter nivå (automatisert kjøring, automatiserte tog og kontrollsystemer, trafikkstyring, etc.), og antallet brukere forventes å øke gjennom større bruk av automasjon og videre utvikling av autonomi. Selv om denne høye nøyaktigheten er et grunnleggende ytelseskriterium, så er systemets resiliens, tilgjengelighet og pålitelighet av større betydning for sikkerhetskritiske anvendelser i transportsektoren som bruker GNSS korreksjonstjenester for posisjonering. I løpet av de siste årene har det økende antallet av brukere og fremveksten av nye bruksområder ført til at nettverket av CORS referansestasjoner i Norge har fått økt utbredelse langs toglinjer, større havneanlegg og bykjerner, for å øke ytelsen til korreksjonstjenestene i disse områdene. Hyppigheten av skadelig radio frekvens interferens (RFI) rettet mot GNSS signaler er størst i miljøer som øker risikoen for at referansestasjoner og/eller brukere av korreksjonstjenestene blir rammet. Overvåkning av kvalitet og ytelse til CORS nettverket utføres hyppig, men har begrensninger innenfor konteksten av RFI. Fremveksten av nye bruksområder skaper også behov for diagnostikk i tilfeller der ytelsen faller utenfor toleransene, noe som er særlig viktig der GNSS mottagerne har ingen eller kun et fåtall indikatorer på mulige forstyrrelser eller mulighet til varsling av brukeren. Det finnes i dag ingen tjeneste eller infrastruktur komponent som kan rapportere feil og utføre analyse for slike brukere/bruksområder. Hovedmålet med prosjektet er å øke resiliens og pålitelighet av CORS infrastruktur og å utvide nettverkets evne til å alarmere seg selv, sine brukere, og myndigheter om interferensfeil.

Driven by explosive growth in mass-market applications, such as road/marine/air vehicle autonomy, GNSS correction services must adapt quickly to meet the evolving user requirements and needs. Many existing transportation operations benefit from high precision correction services supporting dm level accuracy (automated driving, automatic train operations and control, traffic management, etc.), and the number of users is expected to grow due to increased automation and evolution of autonomy. While this very high accuracy is a fundamental performance requirement, for safety critical transportation applications using GNSS correction services for positioning, service resilience, availability and reliability are of much higher concern. During the past several years, to support the growing number of users and evolving applications the CORS network density in Norway has been gradually increasing along the critical railway lines, busy ports, and core metropolitan areas to enhance the performance of the correction services in these areas. The occurrence rate of harmful interference targeting GNSS signals is highest in such environments which increases the risk of reference stations and/or correction service users being impacted. CORS network performance and measurement quality monitoring is carried out hourly and daily but is limited in the context of RFI. The evolving new applications also depend on diagnostics in cases when performance is out of tolerance, which is of particular importance where the utilized GNSS receivers have no or very limited indicators of disruption or user alerts. There is currently no service or infrastructure component providing fault reporting and analysis for such users/applications. The objective of this project is to increase the resilience and reliability of CORS infrastructure based positioning services and enhance the network capabilities to alert itself, its users and authorities of interference faults.