Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Bien que le système américain de navigation par satellite GPS soit opérationnel depuis de nombreuses années, ces systèmes sont en plein développement avec le renouveau de la constellation russe Glonass, le développement très rapide de Beidou (Chine) et les premiers lancements de Galileo (Europe). Le présent article fait le point sur les fondamentaux de ces constellations, tout en soulignant les différences et les points de convergence potentiels. Les atouts de modes de fonctionnement hybrides mêlant les signaux sont également abordés.
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Although the United-States GPS has been declared fully operational almost twenty years ago, the satellite based navigation systems are under a rapid growth with the renewal of Glonass (Russia), the rapid deployment of Beidou (China) and the first launches of Galileo (Europe). This paper gives the state of the art of these constellations and highlights the major differences and possible convergence aspects. In addition, potential hybrid approaches are also dealt with.
Auteur(s)
-
Nel SAMAMA : Professeur, Institut Mines-Télécom/Telecom SudParis/Groupe Navigation, Evry, France
INTRODUCTION
Dès lors que l'homme a décidé d'explorer de nouveaux territoires, il a eu besoin de localiser, soit sa propre position, soit sa destination. Dans un premier temps, seuls les déplacements terrestres étaient concernés. La question portait principalement sur la capacité à revenir à son point de départ. Cela était réalisé grâce à des repères spécifiques, situés dans le paysage, que le voyageur devait mémoriser. Assez rapidement, en particulier car cela permettait de déplacer de lourdes charges, le transport maritime devint un moyen intéressant. De nouveaux besoins apparurent pour la navigation de par l'absence de tels repères (dans le cas général). Ainsi, sauf à ne jamais envisager que du cabotage, une technique de positionnement était alors nécessaire. La curiosité humaine étant ce qu'elle est, ce fut le point de départ de la longue histoire de la « navigation », qui nous conduit aujourd'hui aux systèmes globaux de positionnement par satellites, objet principal du présent article.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
GNSS | GPS | satellites
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2001 par Gérard BONIN
- Version courante de sept. 2019 par Nel SAMAMA
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Brève histoire du positionnement1. Aspects stratégiques, économiques et militaires
Le spectre alloué aux Global Navigation Satellite Systems (GNSS) est discuté au niveau international, car ce dernier doit être disponible à l'échelle de la planète. L'International Telecommunication Union (ITU) est en charge de l'organisation des débats et, en final, de l'allocation des bandes de fréquences correspondantes. La bande allant de 1 559 à 1 610 MHz a ainsi été réservée pour les GNSS. Le système américain, le Global Positioning System (GPS) fut le premier à utiliser cette bande, bientôt suivi par le système russe Glonass, puis par Galileo et Beidou.
La multiplication actuelle de ces constellations, en considérant également Beidou, le système GNSS chinois en cours de déploiement, montre à quel point ces dernières représentent un enjeu stratégique et politique. D'un point de vue européen, la décision de réaliser une nouvelle constellation n'a été considérée qu'après avoir analysé les diverses options possibles : comme celles de participer aux programmes GPS ou Glonass. Les contraintes émises par les divers acteurs en présence, de part et d'autre, n'a cependant pas permis de trouver un accord. Une quatrième constellation, Beidou, est également en cours de déploiement, gérée par la Chine : la première phase, régionale, est terminée, et la seconde, mondiale, prévue pour 2020.
Dans tous les cas, les aspects d'indépendance militaire et économique semblent être des raisons fortes de cette multiplication des systèmes. En plus des quatre cités, quelques satellites supplémentaires ont été (ou sont) en cours de déploiement, afin de permettre de « complémenter » les constellations :
-
soit d'un point de vue de la couverture ;
-
soit pour en améliorer la fiabilité ou encore les performances de positionnement.
Ce sont les systèmes WAAS (Wide Area Augmentation System ) et EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service ), aux États-Unis et en Europe, ou encore GAGAN (GPS-Aided Geo Augmented Navigation ) et MSAS (Multifunctional Satellite Augmentation System ) en Inde et au Japon.
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Aspects stratégiques, économiques et militaires
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SAINT-MARTIN (P.), SAMAMA (N.) - Cahier de veille « La Géo-localisation ». - Institut Télécom, Paris (2009).
-
(2) - KAPLAN (E.), HEGARTY (C.) - Understanding GPS : principles and applications. - Norwood : Artech House (2006).
-
(3) - SAMAMA (N.) - Global positioning : technologies and performances. - Hoboken : Wiley Interscience (2008).
-
(4) - PARKINSON (B.W.), SPILKER (J.J.) - Global positioning system : theory and applications. - American Institute of Aeronautics and Astronautics (1996).
-
(5) - MISRA (P.), ENGE (P.) - Global positioning system : signals, measurement and performance. - Ganga-Jamuna Press (2010).
-
(6) - HOFMANN-WELLENHOF (B.), LICHTENEGGER (H.), WASLE (E.) - GNSS – Global navigation satellite systems : GPS, Glonass, Galileo, and more Springer. - ...
ANNEXES
• Agence documentaire historique de la Nasa http://history.nasa.gov
• APL-John Hopkins Applied Physics http://techdigest.jhuapl.edu
• Centre d'information analytique du Glonass et du GPS https://glonass-iac.ru/en/GLONASS
• Centre de navigation des garde-côtes américains http://www.navcen.uscg.gov
• CLS – Collecte localisation satellites http://www.cls.fr
• Département de mathématique de l'université de Coimbra http://www.mat.uc.pt
• ESA – Agence spatiale européenne http://www.esa.int/Our_Activities/Navigation
• FCC – Federal communications commission http://www.fcc.gov
• GRIN – Great Images in Nasa – Iconographie de la Nasa http://grin.hq.nasa.gov
• IGS Product Availability – Données observatoires du GPs et GLONASS http://igscb.jpl.nasa.gov
• Informations données par l'équipe de navigation satellite FAA http://gps.faa.gov
• National Greadetic Survey – NOAA http://www.ngs.noaa.gov
• Programme internationnal Cospas-Sarsat d'alerte et de localisation de radiobalises lors de sinistres http://www.cospas-sarsat.org
• Système de navigation par satellite BeilDou ...
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