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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

Conclusion sur les GNSS
Systèmes de navigation par satellites

Auteur(s) : Nel SAMAMA

Relu et validé le 25 juin 2021

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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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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.

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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


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6. Conclusion sur les GNSS

  • 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).

  • 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...

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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.),...

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...

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