Universal Access Transceiver receiver with GPS timestamping for multilateration application
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Universal Access Transceiver mottagare med GPS-tidsstämpel för multilateration-applikationer (Swedish)
Abstract [en]
To unlock the full potential of drone technology, enabling Beyond Visual Line of Sight (BVLOS) flight is required. However, for BVLOS flight to be safely integrated with manned aircraft, a robust and reliable airspace surveillance system is required. In the United States, two radio data links are used by aircraft and ground stations to communicate important information, Automatic Dependent Surveillance‑Broadcast (ADS‑B) 1090ES, and Universal Access Transceiver (UAT). Every aircraft is required to emit on one of the two data links. Ground-based receivers can be installed to monitor these data links, and extract information, such as the position, transmitted by aircraft. If the receivers can timestamp the received message, Multilateration (MLAT) can be used to verify the accuracy of the information and increase the reliability of the surveillance. This project aims at completing the ADS‑B 1090ES MLAT offering of Involi SA, by developing a receiver with timestamping for the UAT data link. It includes both the physical hardware implementation and the Field Programmable Gate Array (FPGA) signal processing implementation of a receiver capable of demodulating UAT messages, and capable of timestamping those messages with enough accuracy using a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver. Testing of the final implementation showed that the receiver was able to receive messages within the specification of UAT, and was able of timestamping the received messages with enough accuracy for MLAT.
Abstract [sv]
För att fullt ut utnyttja potentialen hos drönarteknologi krävs möjligheten att genomföra flygningar Beyond Visual Line of Sight (BVLOS). För att BVLOS- flygningar ska kunna integreras säkert med bemannade luftfartyg krävs dock ett robust och tillförlitligt övervakningssystem för luftrummet. I USA används två radiodatakanaler av flygplan och markstationer för att kommunicera viktig information: Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) 1090ES och Universal Access Transceiver (UAT). Varje flygplan är skyldigt att sända på en av dessa två datalänkar. Markbaserade mottagare kan installeras för att övervaka dessa datalänkar och extrahera information, såsom flygplanens position. Om mottagarna kan tidsstämpla de mottagna meddelandena kan Multilateration (MLAT) användas för att verifiera informationens noggrannhet och öka tillförlitligheten i övervakningen. Detta projekt syftar till att komplettera ADS-B 1090ES MLAT-utbudet från Involi SA genom att utveckla en mottagare med tidsstämpling för UAT- datalänken. Det inkluderar både den fysiska hårdvaruimplementationen och Field Programmable Gate Array (FPGA)-signalbehandlingen av en mottagare som kan demodulera UAT-meddelanden och tidsstämpla dessa med tillräcklig noggrannhet med hjälp av en Global Navigation Satellite System (GNSS)- mottagare. Tester av den slutliga implementeringen visade att mottagaren kunde ta emot meddelanden inom UAT-specifikationen och tidsstämpla de mottagna meddelandena med tillräcklig noggrannhet för MLAT.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 47
Series
TRITA-EECS-EX ; 2025:88
Keywords [en]
UAT, SDR, FPGA, Signal processing, GNSS-based Timestamping
Keywords [sv]
UAT, SDR, FPGA, Signalbehandling, GNSS-baserad tidsstämpling
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-362406OAI: oai:DiVA.org:kth-362406DiVA, id: diva2:1952251
External cooperation
Involi SA
Supervisors
Examiners
2025-04-242025-04-152025-04-24Bibliographically approved