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RÉSUMÉ
Bien que le système américain de navigation par satellite GPS soit opérationnel depuis de nombreuses années, il n’est plus du tout seul : la constellation russe Glonass est opérationnelle, le déploiement de Beidou (Chine) est très rapide et Galileo (la constellation européenne) est également en phase de disponibilité terminale. 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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Nel SAMAMA : Professeur - Groupe Navigation, Institut Mines-Télécom/Telecom SudParis, Évry, France
INTRODUCTION
L’exploration par l’homme de nouveaux territoires l’a contraint à 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 mode de transport d’importance. 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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VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2001 par Gérard BONIN
- Version archivée 2 de mai 2014 par Nel SAMAMA
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Aspects stratégiques, économiques et militaires
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6. Conclusion sur les GNSS
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Couverture et disponibilité
Les principales limites des GNSS sont aujourd’hui fort bien identifiées et de nombreux travaux tentent d’y remédier. La continuité de la fonction « localisation » devient un tel enjeu que de très nombreuses communautés scientifiques et industrielles sont présentes dans la « bataille ». Tout cela vient probablement du succès de GPS et de ses limitations de fonctionnement, tant au niveau de la couverture que de la disponibilité, ou encore de la « fiabilité » ou de la précision. Ce ne serait pas très gênant si ces limitations n’étaient pas en fait concentrées dans des environnements spécifiques : toutes les caractéristiques se dégradent en même temps et rendent les GNSS inopérants. C’est ainsi que tous cherchent, soit à améliorer leur fonctionnement, soit à les complémenter par d’autres systèmes prenant le relai dans les environnements où les GNSS ne fonctionnent pas bien (on parle alors d’hybridation).
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Solutions potentielles à base de GNSS
Les toutes premières approches ont reposé sur l’utilisation des systèmes SBAS décrits dans le présent article, et notamment d’EGNOS pour l’Europe. Cependant, nul ne pensait alors avoir une solution miracle pour cette continuité de service de localisation : il fallait aller plus loin. Ce fut alors l’essor des techniques dites « de haute sensibilité » avec le HS-GNSS (High-Sensitivity GNSS), et de GNSS assistés avec l’A-GNSS (Assisted GNSS). La première citée a comme but d’augmenter notablement la sensibilité des récepteurs, le constat étant que si les signaux ne sont plus détectés, la cause en est principalement due à la sensibilité du récepteur, les signaux étant bien présents. La seconde part du principe que, dans de nombreux cas, ce sont les données du message de navigation qui ne sont pas décodées correctement (car il est difficile d’avoir une liaison avec le satellite qui soit de bonne qualité durant plusieurs dizaines de secondes), d’autant plus que l’on a augmenté la sensibilité des récepteurs et qu’il est maintenant possible de détecter les satellites. Ce constat étant dressé à la fin des années 1990, il se trouve être contemporain de l’avènement de la téléphonie mobile de grande diffusion et...
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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 (2017).
-
(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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Agence documentaire historique de la NASA http://history.nasa.gov
APL-John Hopkins Applied Physics http://techdigest.jhuapl.edu
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
Time Service Department – Observatoire naval des États-Unis http://tycho.usno.navy.mil
The Computer laboratory – Université de Cambridge http://www.cl.cam.ac.uk
Une...
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