Die zivile Luftfahrt nutzt heute bereits Navigationssignale des US-amerikanischen Systems GPS für die Navigation auf Wegstrecken zwischen Flughafen (Enroute) und im Flughafennahbereich (Terminal Area). Hier wird lediglich die horizontale Position, also nicht die Höhe, durch GPS ermittelt.
Für instrumentengestützte Anflüge auf Landebahnen (sog. Präzisionsanflüge) ausschließlich mittels GPS werden bisher nur sogenannte gestützte Navigationsverfahren angewendet, da die erforderliche Robustheit der Höhenbestimmung nur mit zusätzlichen Stützungsinformationen durch geostationäre Satelliten (SBAS) oder Referenzstationen am Flughafen (GBAS) erreichbar ist. Je nach Sichtverhältnissen sind verschieden komplexe Stützungssysteme notwendig, damit der Endanflug sicher durchgeführt werden kann.
Wenn weitere globale Navigationssatelliten-Systeme (GNSS) wie Galileo oder GLONASS für den Luftverkehr verfügbar werden, kann durch die nun hohe Anzahl von verfügbaren Satelliten auf diese Stützung verzichtet werden. Der neuartige Integritätsalgorithmus ARAIM (Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring) kommt hier im bordseitigen GNSS-Empfänger zur Anwendung und ist ein Verfahren zur Herstellung der notwendigen Integrität der Positionslösung, sowohl für die laterale Position, als auch für die Höhe des Flugzeugs. Durch den Verzicht auf externe Stützung werden Präzisionsanflüge mit Führung bis 200 Fuß (ca. 61m) über die Landebahn jederzeit und an jedem Punkt der Erde ohne Einsatz kostspieliger Bodensysteme möglich.
Der im Projekt GAGARIN entwickelte GNSS-Empfänger ist in der Lage, Signale von Galileo-, modernisierten GLONASS- sowie GPS-Satelliten zu empfangen und kann so die Leistungsfähigkeit dieser Kombinationen von verschiedenen Satellitenkonstellationen voll ausnutzen (Bild 2). Im Rahmen der Kooperation zwischen namhaften europäischen und russischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen wurde neben dem Empfänger selbst auch eine luftfahrttaugliche Mehrbandantenne entwickelt, die für den Empfang der Messwerte auf mehreren Frequenzen und von allen drei Navigations-Satellitensystemen geeignet ist. Der Beitrag der Wissenschaftler des DLR umfasste die Konzeption und Analyse eines geeigneten Navigationsalgorithmus, der die Signale der verschiedenen Systeme in einer gemeinsamen Positionsschätzung vereinigt und dabei die strengen Anforderungen der zivilen Luftfahrt bezüglich Robustheit und Integrität erfüllt. Eine umfangreiche Studie zeigt, dass die Kombination insbesondere von Galileo und GLONASS für diese Anwendung sehr sinnvoll ist und die Sicherheit von Präzisions-Instrumentenanflügen durch ARAIM garantiert werden kann.