{"id":13470,"date":"2024-06-20T14:01:34","date_gmt":"2024-06-20T14:01:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.calian.com\/advanced-technologies\/antennes-gnss\/support-dinformation\/gnss-positionnement-techniques\/"},"modified":"2024-06-20T16:07:08","modified_gmt":"2024-06-20T16:07:08","slug":"gnss-positionnement-techniques","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.calian.com\/advanced-technologies\/fr\/gnss\/support-dinformation\/gnss-positionnement-techniques\/","title":{"rendered":"Techniques de positionnement GNSS"},"content":{"rendered":"\n

Techniques de positionnement GNSS<\/h1>
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Syst\u00e8mes globaux de navigation par satellite Concepts de positionnement<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00c0 la base, les syst\u00e8mes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) sont un syst\u00e8me de chronom\u00e9trage dans lequel toutes les horloges des satellites sont synchronis\u00e9es avec pr\u00e9cision. Les satellites GNSS \u00e9mettent des signaux cod\u00e9s \u00e0 des moments pr\u00e9cis, et le r\u00e9cepteur de l’utilisateur recueille les messages cod\u00e9s. Le r\u00e9cepteur estime le temps n\u00e9cessaire \u00e0 chaque signal pour voyager de l’antenne du satellite GNSS \u00e0 l’antenne de l’utilisateur. Une fois le temps de vol estim\u00e9, la distance est calcul\u00e9e en multipliant le temps de vol par la vitesse de la lumi\u00e8re pour obtenir une mesure de la distance en m\u00e8tres entre chaque satellite et l’antenne de l’utilisateur.<\/p>\n\n\n\n

Les satellites GNSS diffusent \u00e9galement des messages d’\u00e9ph\u00e9m\u00e9rides qui permettent au r\u00e9cepteur GNSS de l’utilisateur de d\u00e9terminer la position de l’antenne du satellite au moment de la diffusion du signal de mesure (en coordonn\u00e9es cart\u00e9siennes X, Y, Z). Le r\u00e9cepteur doit mesurer le d\u00e9lai (port\u00e9e) d’au moins quatre satellites pour estimer la position de l’antenne au sol. Avec quatre mesures de distance, le r\u00e9cepteur GNSS estime les coordonn\u00e9es X, Y, Z des antennes et T, l’heure du r\u00e9cepteur. La figure 1 montre l’intersection des quatre plages mesur\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 1 Trilat\u00e9ration GNSS, positionnement par code<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Seules les mesures de code ont \u00e9t\u00e9 prises en compte dans la description conceptuelle des syst\u00e8mes GNSS ci-dessus. Dans la pratique, les mesures du code et de la phase de la porteuse sont utilis\u00e9es pour permettre un positionnement GNSS de haute pr\u00e9cision. La pr\u00e9cision de la mesure du code et de la phase est affect\u00e9e par : les erreurs syst\u00e9matiques (d\u00e9crites plus loin), l’environnement local \u00e0 trajets multiples, l’antenne et la qualit\u00e9 du r\u00e9cepteur GNSS. Un couple antenne-r\u00e9cepteur GNSS typique de t\u00e9l\u00e9phone portable permet de mesurer la distance avec une pr\u00e9cision de l’ordre de 3 \u00e0 5 m\u00e8tres. D’autre part, les antennes g\u00e9od\u00e9siques et d’arpentage (VeraChoke\u00ae, VeraPhase\u00ae, VeroStar\u00ae et Accutenna\u00ae) et les paires de r\u00e9cepteurs peuvent produire des mesures de code avec une pr\u00e9cision d’environ 1,0 \u00e0 0,3 m\u00e8tre. Les mesures de phase peuvent \u00eatre mesur\u00e9es avec pr\u00e9cision (\u00e0 mieux que le centi\u00e8me d’une longueur d’onde) dans le cas du GPS L1 ; les mesures de phase ont une longueur d’onde d’environ 19 cm et peuvent \u00eatre mesur\u00e9es avec une pr\u00e9cision d’environ 1 \u00e0 2 mm. Cependant, le nombre exact de longueurs d’onde entre l’antenne du satellite et l’antenne de l’utilisateur (N) est inconnu et doit \u00eatre estim\u00e9. La figure 2 montre la mesure de la phase dans le temps et le param\u00e8tre inconnu N qui doit \u00eatre estim\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 2 Mesures de phase en fonction du temps<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Les mesures de la phase de la porteuse permettent d’estimer les positions GNSS avec une grande pr\u00e9cision. Pour obtenir des estimations de position de haute pr\u00e9cision, les effets atmosph\u00e9riques et autres erreurs syst\u00e9matiques doivent \u00eatre \u00e9limin\u00e9s ou minimis\u00e9s. Deux techniques de positionnement sont couramment utilis\u00e9es. L’une d’entre elles utilise une m\u00e9thode diff\u00e9rentielle locale : la cin\u00e9matique en temps r\u00e9el (RTK). L’autre utilise un r\u00e9seau de suivi satellitaire \u00e0 grande \u00e9chelle (couvrant g\u00e9n\u00e9ralement la terre) qui permet d’estimer les corrections atmosph\u00e9riques et satellitaires, cette technique est appel\u00e9e positionnement ponctuel pr\u00e9cis (PPP).<\/p>\n\n\n\n

Positionnement cin\u00e9matique en temps r\u00e9el<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Les techniques GNSS diff\u00e9rentielles locales ou cin\u00e9matiques en temps r\u00e9el utilisent des techniques de diff\u00e9rentiation pour \u00e9liminer ou minimiser les erreurs syst\u00e9matiques telles que les erreurs d’horloge et d’orbite du satellite, les effets de la troposph\u00e8re et de l’ionosph\u00e8re. Les techniques diff\u00e9rentielles locales n\u00e9cessitent une station de base dont les coordonn\u00e9es sont connues et un robot dont les coordonn\u00e9es sont estim\u00e9es. La station de base diffuse ses coordonn\u00e9es et les observations GNSS. Le rover re\u00e7oit les coordonn\u00e9es de la station de base et les observations du satellite (distances et mesures de phase) et estime sa position. Cette technique permet d’obtenir des positions tr\u00e8s pr\u00e9cises (2-3 cm) pour des lignes de base courtes. La figure 3 montre l’architecture RTK typique.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 3 Positionnement cin\u00e9matique en temps r\u00e9el<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Positionnement pr\u00e9cis des points<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Le positionnement ponctuel pr\u00e9cis (PPP) est une technique qui utilise des corrections de l’orbite de diffusion et de l’horloge du satellite. Outre les erreurs des satellites, le signal GNSS est retard\u00e9 ou avanc\u00e9 lors de sa travers\u00e9e de l’atmosph\u00e8re et doit \u00eatre corrig\u00e9. G\u00e9n\u00e9ralement, un service de correction PPP diffuse des informations qui permettent de calculer une correction ionosph\u00e9rique. Une correction troposph\u00e9rique est estim\u00e9e \u00e0 l’aide d’un mod\u00e8le de r\u00e9f\u00e9rence. Le PPP de haute pr\u00e9cision (cm \u00e0 dm) n\u00e9cessite un r\u00e9cepteur GNSS multifr\u00e9quence de haute pr\u00e9cision et une antenne. La PPP de haute pr\u00e9cision estime g\u00e9n\u00e9ralement les retards ionosph\u00e9riques et troposph\u00e9riques. Un service de correction PPP comprend les \u00e9l\u00e9ments suivants : des stations de poursuite au sol, un logiciel d’analyse pour calculer l’orbite, l’horloge et les corrections ionosph\u00e9riques, ainsi qu’une m\u00e9thode de distribution des modifications aux utilisateurs. La figure 4 montre l’architecture typique d’un syst\u00e8me de correction PPP.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 4 Architecture du syst\u00e8me de positionnement ponctuel pr\u00e9cis (PPP)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Toutes les constellations et tous les signaux GNSS n\u00e9cessitent une antenne GNSS de haute qualit\u00e9. M\u00eame le meilleur r\u00e9cepteur GNSS ne peut produire des r\u00e9sultats pr\u00e9cis et exacts sans une antenne pr\u00e9cise de haute qualit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Pour plus d’informations, consultez le site : https:\/\/www.meted.ucar.edu\/training_module.php?id=1216<\/a><\/p>\n<\/div><\/div><\/div>\n\n

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Techniques de positionnement GNSS <\/p>\n

Syst\u00e8mes globaux de navigation par satellite Concepts de positionnement <\/p>\n

\u00c0 la base, les syst\u00e8mes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) sont un syst\u00e8me de chronom\u00e9trage dans lequel toutes les horloges des satellites sont synchronis\u00e9es avec pr\u00e9cision. 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