<ul><li>OpenGNSS  www.OpenGNSS.org </li></ul><ul><li>vous propose gratuitement </li></ul><ul><li>ce cours </li></ul><ul><l...
<ul><li>Fonctionnement du récepteur GNSS </li></ul>www.OpenGNSS.org
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications Sommaire <ul><li>Principe général </li></ul><ul><li>Réso...
Introduction (1/2) <ul><li>Récepteur GNSS : GPS, GLONASS, Galileo </li></ul><ul><li>Domaines d’application : guidage, sync...
Introduction (2/2) Schéma de fonctionnement
I. Principe général <ul><li>Calcul de la pseudo distance </li></ul><ul><li>Calcul du décalage par mesure de code </li></ul...
a) Calcul de pseudo-distance (1/2) Schéma d’un canal de réception
a) Calcul de la pseudo-distance (2/2) <ul><li>Où c est la célérité de l’onde dans le « vide » </li></ul><ul><li>le moment ...
b) Mesure du code (1/3) <ul><li>Chaque satellite intègre un code « pseudo-aléatoire » ou PRN dans son signal </li></ul><ul...
b) Mesure du code (2/3)
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Mesure du code (3/3) <ul><li>Poursuite du code </li><...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Mesure de la phase <ul><li>Mesure d’une différence de...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications II. Résolution du problème de navigation <ul><li>Formula...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Formulation du problème
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Méthodes de résolution du système par les moindres ca...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Méthodes de résolution du système par les moindres ca...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Méthodes de résolution du système par les moindres ca...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Méthode de résolution par filtre de Kalman  (1/2) <ul...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Méthode de résolution par filtre de Kalman (2/2)
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications III. La correction des erreurs <ul><li>Principale causes...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Principales causes d’erreurs (1/2) <ul><li>Erreurs li...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Principale causes d’erreurs (2/2) <ul><li>Prévoir un ...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Erreurs réductibles par modélisation ou calcul (1/3) ...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Erreurs réductibles par modélisation ou calcul (2/3) ...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Erreurs réductibles par modélisation ou calcul (3/ 3)...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Erreurs réductibles par différentiation (1/ 2) <ul><l...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Erreurs réductibles par différentiation (2/2) <ul><li...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications IV. Notions d’intégrité <ul><li>Le facteur DOP </li></ul...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Le facteur DOP (1/3) <ul><li>Facteur DOP (Dilution Of...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Le facteur DOP (2/3)
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Le facteur DOP (3/3)
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Problème d’intégrité <ul><li>Procédure d’exclusion, d...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Algorithmes RAIM (1/2) <ul><li>RAIM (Receiver  Autono...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Algorithmes RAIM (2/2)
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications Conclusion <ul><li>Système complexe, très sensible aux p...
AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications Conclusion Merci et rendez-vous sur  www.OpenGNSS.org   ...
Prochain SlideShare
Chargement dans…5
×

Le récepteur GNSS , GPS , GALILEO par www.OpenNSS.org

4 555 vues

Publié le

Comment un récepteur GNSS fonctionne ? Rejoignez la communauté OpenGNSS sur www.OpenGNSS.org pour participer au développement d'un récepteur GNSS open source

0 commentaire
3 j’aime
Statistiques
Remarques
  • Soyez le premier à commenter

Aucun téléchargement
Vues
Nombre de vues
4 555
Sur SlideShare
0
Issues des intégrations
0
Intégrations
11
Actions
Partages
0
Téléchargements
0
Commentaires
0
J’aime
3
Intégrations 0
Aucune incorporation

Aucune remarque pour cette diapositive

Le récepteur GNSS , GPS , GALILEO par www.OpenNSS.org

  1. 1. <ul><li>OpenGNSS www.OpenGNSS.org </li></ul><ul><li>vous propose gratuitement </li></ul><ul><li>ce cours </li></ul><ul><li>OpenGNSS est un projet co-financé par HELILEO (www.HELILEO.com), TECNALIA (www.TECNALIA.es), le conseil régional d’Aquitaine et le gouvernement Basque </li></ul>www.OpenGNSS.org
  2. 2. <ul><li>Fonctionnement du récepteur GNSS </li></ul>www.OpenGNSS.org
  3. 3. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications Sommaire <ul><li>Principe général </li></ul><ul><li>Résolution du problème de navigation </li></ul><ul><li>La correction des erreurs </li></ul><ul><li>Notions d’intégrité </li></ul>
  4. 4. Introduction (1/2) <ul><li>Récepteur GNSS : GPS, GLONASS, Galileo </li></ul><ul><li>Domaines d’application : guidage, synchronisation de données, géodésie </li></ul><ul><li>Calcul de position grâce au temps de réception du signal satellite </li></ul><ul><li>Erreurs à prendre en compte : </li></ul><ul><li>- biais d’horloge </li></ul><ul><li>- environnement (troposphère, ionosphère, multi-trajets) </li></ul><ul><li>- dynamique (mouvement satellite/récepteur : effet Doppler) </li></ul><ul><li>- bruit </li></ul>
  5. 5. Introduction (2/2) Schéma de fonctionnement
  6. 6. I. Principe général <ul><li>Calcul de la pseudo distance </li></ul><ul><li>Calcul du décalage par mesure de code </li></ul><ul><li>Calcul de décalage par mesure de phase </li></ul>
  7. 7. a) Calcul de pseudo-distance (1/2) Schéma d’un canal de réception
  8. 8. a) Calcul de la pseudo-distance (2/2) <ul><li>Où c est la célérité de l’onde dans le « vide » </li></ul><ul><li>le moment où l’onde est reçue </li></ul><ul><li>le moment où l’onde est émise </li></ul><ul><li>On accède à la « pseudo-distance » </li></ul><ul><li>Tenir compte des erreurs du décalage d’horloge : </li></ul>
  9. 9. b) Mesure du code (1/3) <ul><li>Chaque satellite intègre un code « pseudo-aléatoire » ou PRN dans son signal </li></ul><ul><li>Signal périodique de valeur 0 ou 1 </li></ul><ul><li>Signal identique généré par le récepteur </li></ul><ul><li>Utilisation d’un corrélateur </li></ul><ul><li>Pic de corrélation = dt (biais d’horloge) </li></ul>
  10. 10. b) Mesure du code (2/3)
  11. 11. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Mesure du code (3/3) <ul><li>Poursuite du code </li></ul><ul><li>Utilisation de 3 corrélateurs </li></ul><ul><li>(Ponctuel, en avance, en retard) </li></ul><ul><li>Différentiation=commande de boucle d’asservissement </li></ul><ul><li>Mesure non ambigüe, simple mais peu précise et bruitée </li></ul><ul><li>Mesure de la phase => plus de précision </li></ul>
  12. 12. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Mesure de la phase <ul><li>Mesure d’une différence de phase entre signal local et signal émis (plus d’ambigüité) </li></ul><ul><li>Possibilité de combiner mesure du code et de phase pour combiner précision/non-ambigüité </li></ul><ul><li>Différence de phase obtenue par une boucle à verrouillage de phase (PLL) </li></ul>
  13. 13. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications II. Résolution du problème de navigation <ul><li>Formulation du problème </li></ul><ul><li>Méthode de résolution du système par les moindres carrés </li></ul><ul><li>Méthode de résolution par filtre de Kalman </li></ul>
  14. 14. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Formulation du problème
  15. 15. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Méthodes de résolution du système par les moindres carrés (1/3)
  16. 16. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Méthodes de résolution du système par les moindres carrés (2/3)
  17. 17. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Méthodes de résolution du système par les moindres carrés (3/3)
  18. 18. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Méthode de résolution par filtre de Kalman (1/2) <ul><li>Filtre de Kalman : Moins dépendant de la configuration des satellites </li></ul><ul><li>Utilise les observations disponibles + un modèle d’estimation des paramètres </li></ul>
  19. 19. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Méthode de résolution par filtre de Kalman (2/2)
  20. 20. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications III. La correction des erreurs <ul><li>Principale causes d’erreurs </li></ul><ul><li>Erreurs réductibles par modélisation ou calcul </li></ul><ul><li>Erreurs réductibles par différentiation </li></ul>
  21. 21. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Principales causes d’erreurs (1/2) <ul><li>Erreurs limitant la précision : </li></ul><ul><li>Erreurs du satellite (effet Doppler, éphémérides) </li></ul><ul><li>-Erreurs dues au milieu (ionosphère, troposphère, multi-trajets) </li></ul><ul><li>-Erreurs du récepteur (antenne, circuits électroniques) </li></ul>
  22. 22. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Principale causes d’erreurs (2/2) <ul><li>Prévoir un modèle correctif pour chaque source d’erreur (dépend du modèle de récepteur) </li></ul><ul><li>Nouvelle expression de la pseudo-distance : </li></ul>
  23. 23. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Erreurs réductibles par modélisation ou calcul (1/3) <ul><li>Ionosphère (50 à 100km d’altitude) : milieu ionisé par l’action des radiations solaires, la célérité de l’onde est modifiée </li></ul>
  24. 24. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Erreurs réductibles par modélisation ou calcul (2/3) <ul><li>Autre méthode plus précise par le calcul, grâce à un récepteur bi-fréquences </li></ul><ul><li>Mesure de la pseudo-distance de 2 fréquences (typiquement L1 et L2, les 2 bandes de fréquences d’émission du GPS) </li></ul>
  25. 25. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Erreurs réductibles par modélisation ou calcul (3/ 3) <ul><li>Erreurs induites par la troposphère (10 à 20km d’altitude) réductibles par modélisation </li></ul><ul><li>Variation de vitesse induite par la courbure angulaire de l’onde à la traversée de la troposphère à cause du changement d’indice de réfraction (dépendant de l’altitude, température, pression et humidité) </li></ul><ul><li>Amplitude du retard dépend de l’angle selon lequel le récepteur capte le satellite (retard faible si satellite au zénith, retard important si satellite à l’horizon) </li></ul><ul><li>Utilisation d’un modèle correctif ou bien d’un ballon qui sonde la température, humidité, pression (surtout utilisé en géodésie) </li></ul>
  26. 26. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Erreurs réductibles par différentiation (1/ 2) <ul><li>Techniques différentielles => positionnement relatif </li></ul><ul><li>Nécessité d’un 2 nd récepteur (fixe, dans une station par exemple) </li></ul><ul><li>Erreurs observées par les 2 récepteurs sont les mêmes : élimination par différentiation </li></ul>Simple différentiation <ul><li>On utilise des techniques de : </li></ul><ul><li>-Simple différentiation (1 satellite) </li></ul><ul><li>-Double différentiation (2 satellites) </li></ul><ul><li>-Triple différentiation (2 satellites mais plusieurs mesures dans le temps) </li></ul>
  27. 27. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Erreurs réductibles par différentiation (2/2) <ul><li>Exemple : simple différentiation </li></ul><ul><li>On trouve donc la correction à appliquer à la pseudo-distance </li></ul>
  28. 28. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications IV. Notions d’intégrité <ul><li>Le facteur DOP </li></ul><ul><li>Problème d’intégrité </li></ul><ul><li>Algorithme RAIM </li></ul>
  29. 29. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Le facteur DOP (1/3) <ul><li>Facteur DOP (Dilution Of Precision) : Représente l’incertitude sur la position et permet de sélectionner les satellites qui fourniront au récepteur les meilleurs résultats </li></ul><ul><li>Erreur de position dépend de l’erreur de mesure et de la géométrie de la constellation de satellites </li></ul>
  30. 30. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Le facteur DOP (2/3)
  31. 31. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications a) Le facteur DOP (3/3)
  32. 32. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications b) Problème d’intégrité <ul><li>Procédure d’exclusion, détecte les anomalies </li></ul><ul><li>4 sources d’erreurs : horloge satellite, éphémérides, radiations solaires, stations de contrôle </li></ul><ul><li>Contrôle d’intégrité en 2 étapes : détection de la panne, puis exclusion des mesures défaillantes </li></ul>
  33. 33. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Algorithmes RAIM (1/2) <ul><li>RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) : utiliser la redondance d’informations des satellites pour détecter une panne </li></ul><ul><li>3 algorithmes possibles : méthode de séparation des solutions, méthode des résidus, méthode de comparaison des pseudo-distances </li></ul>
  34. 34. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications c) Algorithmes RAIM (2/2)
  35. 35. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications Conclusion <ul><li>Système complexe, très sensible aux perturbations </li></ul><ul><li>Beaucoup de paramètres à prendre en compte </li></ul><ul><li>Possibilité d’être couplé avec d’autres système de navigation, selon l’utilisation requise (SBAS/ABAS/GBAS) </li></ul>
  36. 36. AQUITAINE and DAX : center of excellence for GALILEO applications Conclusion Merci et rendez-vous sur www.OpenGNSS.org pour participer au développement OpenSource d’un récepteur GNSS

×