Présentation

Article interactif

1 - ASPECTS STRATÉGIQUES, ÉCONOMIQUES ET MILITAIRES

2 - BRÈVE HISTOIRE DU POSITIONNEMENT

3 - ASPECTS « SYSTÈME » DES GNSS

4 - SIGNAUX GNSS

5 - CALCUL D’UNE POSITION

6 - CONCLUSION SUR LES GNSS

Article de référence | Réf : TE6715 v3

Calcul d’une position
Systèmes de navigation par satellites

Auteur(s) : Nel SAMAMA

Relu et validé le 25 juin 2021

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

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.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Global Navigation Satellite Systems

Although the United-States GPS has been declared fully operational almost twenty years ago, it is no longer alone: the Russian constellation Glonass is operational, the deployment of Beidou (China) is very fast and Galileo (the European constellation) is also in the terminal availability phase. 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 - 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.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

GNSS   |   GPS   |   Galileo   |   Beidou   |   Glonass

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-te6715


Cet article fait partie de l’offre

Technologies radars et applications

(68 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

5. Calcul d’une position

Les GNSS proposent, en réalité, bien plus que le calcul d’une position. La solution de navigation complète est nommée « PVT » pour : position, vitesse et temps. Nous allons revenir sur la position et montrer comment les aspects « temps » sont inclus. Nous aborderons deux méthodes de calcul et passerons ensuite au cas de la vitesse.

5.1 Position, vitesse et temps

HAUT DE PAGE

5.1.1 Principe des mesures de distances

Le principe de base est de réaliser des mesures de distances entre les satellites et le récepteur. Nous avons vu que les intersections des sphères ainsi définies, centrées sur les satellites, donnaient un point unique sur Terre si trois mesures sont réalisées. Le problème de la synchronisation du récepteur nécessite alors une quatrième mesure. Cette multiplication des mesures est une approche très classique dans le monde du positionnement.

Un second point d’importance réside dans le fait que les mesures de pseudo-distances sont bruitées. Ainsi, le calcul doit prendre en compte cet aspect et permettre tout de même d’obtenir une position, même si cette dernière n’est pas de très bonne qualité, afin de ne pas laisser le récepteur avec des interruptions de service.

HAUT DE PAGE

5.1.2 Intersection de surfaces de sphères

Dans un premier temps, exprimons la pseudo-distance entre le satellite i et le récepteur ρ i de la façon classique suivante, dans laquelle (x r, y r, z r) est la position du récepteur que l’on cherche, (x j, y j, z j) est la position du satellite (calculée à partir des données du message de navigation) et t r le biais de l’horloge récepteur par rapport au temps GNSS. Les coordonnées sont exprimées dans un repère cartésien dit ECEF pour Earth Centered Earth Fixed :

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :

Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.

Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur !
Acheter le module

Cet article fait partie de l’offre

Technologies radars et applications

(68 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Calcul d’une position
Sommaire
Sommaire

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.),...

1 Sites Internet

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

CLSCollecte localisation satellites  http://www.cls.fr

Département de mathématique de l’université de Coimbra  http://www.mat.uc.pt

ESAAgence spatiale européenne  http://www.esa.int/Our_Activities/Navigation

FCCFederal 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...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Technologies radars et applications

(68 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Technologies radars et applications

(68 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS