gps cours

1. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
LA LOCALISATION EN
INTERIEUR
Groupe Navigation
Institut TELECOM
Département Electronique et Physique

2. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Plan de la présentation
Introduction
Les différentes techniques et technologies
Cas des «HS-GNSS», «A-GNSS», etc…
Cas des Pseudolites
Cas des Répéteurs GNSS
Conclusion

3. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Elle constitue une brique de base pour
la navigation
les géoservices qui sont à la convergence
Télécommunications - Contenus - Localisation
l’utilisation de la donnée « localisation »
Elle devrait
être disponible dans des environnements variés
fournir une précision qui dépend du contexte et de
l’application visés
gérer la notion de continuité de service
La localisation géographique

4. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Technique de
localisation
Intérieur
Extérieur
Fonction Navigation
Continuité de service
Cell-Id
OUI
OUI
NON
NON
GNSS
NON
OUI
OUI
NON
Présentation simplifiée du problème
Cas de la fonction « Navigation »

5. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Les applications potentielles
Drones
Tunnels routiers
Tunnels fluviaux
Parkings
Services
Géolocalisés
Analyse de structures

6. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
LIEUX
Aéroport / Gare
Campagne / Montagne
Centre Commercial
Centre de Conférence
Entrepôt
Mer / Port
Musée
Parc d’attraction
Route
Rue
Zone de stockage
...
PRECISION
≈ 10 m
< 100 m
< quelques m
< quelques m
≈ 1 m
1 m ↔ 100 m
< quelques m
≈ 10 m
≈ 10 m
≈ 10 m
< 10 m
...
INTERIEUR
Indispensable
Pas Obligatoire
Indispensable
Indispensable
Indispensable
-
Utile
Utile
-
-
Pas Obligatoire
...
EXTERIEUR
Indispensable
Utile
Pas Obligatoire
Pas Obligatoire
Utile
Indispensable
-
Utile
Indispensable
Indispensable
Indispensable
...
Fonction « localisation » (2)
Quelques détails par « lieux »

7. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
Omniprésence du GPS …
Les applications

8. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
Les besoins actuels
Performances souhaitées
Fonctionnement dans tous les environnements (continuité du service)
Récepteurs Haute-Sensibilité
Acquisition rapide (consommation, utilisation)
Aide pour la récupération des éphémérides
Ephémérides à long terme (LTE)
Intégration dans divers terminaux (développement des applications)
Téléphones mobiles
Petits dispositifs

9. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
Les besoins actuels
L’intégration de la fonction GPS
Problèmes à résoudre
Consommation
Intégration de bonne qualité

10. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
Limitations des GNSS
Besoin de 4 satellites
Mesures de temps de parcours
Niveaux de réception très faibles (-130 dBm)
Des "problèmes vont donc apparaître dès:
que le signal subira des atténuations (intérieur, …)
qu'il y aura des obstacles (bâtiments, intérieur, …)
que des trajets multiples seront présents (ville, intérieur, …)

11. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
• GNSS
– Récepteurs Haute Sensibilité (HS-GNSS)
– Récepteurs Aidés (Assisted-GNSS)
– Galileo, GLONASS et COMPASS
– Générateurs "locaux" (Pseudolites, Répéteurs)
• Hybridation
Mobile
BS2
BS1
A-GPS
server
GPS Satellites
Assistance
data
GPS
Signal
Mobile
BS2
BS1
A-GPS
server
GPS Satellites
Assistance
data
GPS
Signal
East (metres)
North(metres)
rover point
(start & end)
double brick
exterior walls
rooms with
double brick
interior walls
Iron roof over
entire building
~1.5m
East (metres)
North(metres)
rover point
(start & end)
double brick
exterior walls
rooms with
double brick
interior walls
Iron roof over
entire building
~1.5m
Développements en cours
Le positionnement en milieux contraints

12. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
Il reste toujours des limitations
LOS
Reflected paths
NLOS
LOS
Reflected paths
NLOS
Intérieur
Canyons Urbains

13. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
De nombreuses solutions ont été proposées
Cas particulier de
l'intérieur
Source: Global Positioning, Wiley

14. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
Applications et marchés
Source: Projet AGILE (FP6)
Annual Shipment of 3G GPS equipped handset
Global GPS-Equipped Mobile Handset Shipment Forecast
Source: Berg Insight 2007
Source: iSuppli Oct 2007
Applications et services

15. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
L'approche de Nokia

16. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
LES TECHNIQUES ETLES TECHNIQUES ET
TECHNOLOGIESTECHNOLOGIES
Groupe Navigation
Institut TELECOM
Département Electronique et Physique

17. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Mesures d’angles
(« triangulation »)
Mesures de distances
(« trilateration »)
« Cartographies »
MSC
Az1
Az2Az3
N
N
N
BS1
BS2
BS3
S1
S2S3
S4
1ρ
2ρ3ρ
4ρ
( , , )r r rx y z
0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0
0 0 0,5 0 3 0,5 6,5 8,5 5 9,5 13 15,5 18
4,5 2,5 5,5 1,5 3,5 6 9 7 5,5 9,5 7 12 16
1 0 0 0 0 3,5 3,5 3,5 8,5 8 9 7,5 17,5
1,5 0 0 0,5 3 4 3,5 6 7,5 2 12,5 6 10
1 0,5 1,5 2,5 3,5 0,5 9 7 1,5 6,5 9,5 11 11
4 6,5 4,5 4,5 0 2,5 4,5 2,5 4,5 9 10,5 5 5,5
6 7 1,5 0,5 4,5 6,5 2 3,5 3 4 9,5 9,5 8,5
6,5 5 1,5 6,5 5,5 0 0,5 1,5 5,5 8 2 4,5 1
2 2 9,5 3 1,5 3 3,5 2,5 4 3,5 5,5 10 6
0 0 0 0 0 1,5 4,5 0,5 2 1,5 4,5 6 0
0 0,5 0 0 0 1,5 2 2,5 2,5 3,5 0,5 0 0
0 0 0 0 0 2 3 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0
0 0 0
Les principales méthodes

18. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Réclamant une forte infrastructure spécifique
Active Badge, Bat System, Smart Floor, ...
Utilisant les réseaux locaux de communication
Wi-Fi (802.11), BlueTooth, RADAR, UWB, ...
Mettant à profit l ’infrastructure des réseaux mobiles
Cell-ID, E-OTD, AOA, E-TDOA, ...
Basée sur des techniques satellitaires
A-GPS, HS-GPS, Pseudolites, Répéteurs, …
Venant en complément pour la navigation
Gyroscopes, Accéléromètres, Odomètres, Altimètres, …
Les techniques en développement

19. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Description technique
Technologie IR
Mode de localisation Infrastructure
Suivi 0.1 Hz
Environnement Intérieur
Type de localisation Symbolique
Performances
Précision Pièce
Rayon d’action 1 base/pièce
Active Badge (XEROX, AT&T)

20. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Bat System (AT&T)
Description technique
Technologie Ultra-Sons
Mode de localisation Infrastructure
Suivi Continu
Environnement Intérieur
Type de localisation Relative
Performances
Précision quelques cm
Rayon d’action 10 m2

21. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Smart Floor (GeorgiaTech, ...)
Description technique
Technologie Capteur de pression
Mode de localisation Infrastructure
Suivi Continu
Environnement Intérieur
Type de localisation Relative
Performances
Précision quelques cm
Rayon d’action Contact
• Principe
• Modélisation
• Résultats

22. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Easy Living (Microsoft)
Description technique
Technologies Camera/
Capteurs/RF
Mode de localisation Infrastructure
Suivi Continu
Environnement Intérieur
Type de localisation Symbolique
Performances
Précision Variable
Rayon d’action 3 caméras/pièce

23. La localisation en intérieur
Groupe Navigation RF ID
Description technique
Technologie RF
Mode de localisation Infrastructure
Suivi Ponctuel
Environnements Intérieur-Extérieur
Type de localisation Symbolique
Performances
Précision < 1 m
Rayon d’action < 1 m

24. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Description technique
Technologie RF à 2,4 GHz
Mode de localisation Réseau
Suivi Continu
Environnement Intérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision quelques m
Rayon d’action réseau local
Réseau sans fil WiFi (IEEE 802.11)
• RADAR : signature
électromagnétique
• Pinpoint ’s 3D-iD :
temps de propagation
PA1
PA3
PA2
Réseau IEEE 802.11
Mobile

25. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Description technique
Technologie RF à 2,4 GHz
Mode de localisation Infrastructure
Suivi Discontinu
Environnement Intérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision ≈ 3 m ↔ densité
Rayon d’action réseau local
Serveur réseau
Ethernet
Digital-Guide
(Osaka)
PA PA
PA
PA PA
Réseau sans fil Bluetooth

26. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Ultra Large Bande (UWB : Ultra Wide Band)
Description technique
Technologie RF
Mode de localisation Infrastructure
Suivi Continu
Environnement Intérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision quelques cm
Rayon d’action quelques m

27. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Description technique
Technologie RF à 0,9 et 2GHz
Mode de localisation Réseau
Suivi Quasi-Continu
Environnements Intérieur-Extérieur
Type de localisation Symbolique
Performances
Précision taille de la cellule
Rayon d’action 100 m à 30 km
BS
Identification de cellule (Cell-ID: GSM - UMTS)

28. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Description technique
Technologie RF à 0,9 et 2GHz
Mode de localisation Réseau
Suivi Quasi-Continu
Environnement Extérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision quelques 100 m
Rayon d’action réseau
MSC
• collecte des azimuts
• calcul de la position
du mobile
Mesure de l’angle d’arrivée (AOA: Angle Of Arrival)
Az1
Az2Az3
N
N
N
BS1
BS2
BS3

29. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
BS3
ta1
BS2
BS1
ta2
ta3
MSC
• collecte des instants
d'arrivée
• calcul de la position
du mobile
Mesure du temps de propagation
(TOA: Time Of Arrival)
Description technique
Technologie RF à 0,9 et 1,8GHz
Mode de localisation Réseau
Suivi Quasi-Continu
Environnement Intérieur-Extérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision quelques 100 m
Rayon d’action réseau

30. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
BS3
ta1
BS2
BS1
ta2
ta3
MSC
• collecte des instants
d'arrivée et des
corrections
• calcul de la position du
mobile
d t12
d t23
d t31
Mobile
Mesure du temps de propagation
(TDOA – OTDOA: Time Difference Of Arrival)
Description technique
Technologie RF à 0,9 et 2GHz
Mode de localisation Réseau /Mobile
Suivi Quasi-Continu
Environnement Intérieur-Extérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision quelques 100 m
Rayon d’action réseau

31. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Description technique
Technologie RF
Mode de localisation Mobile
Suivi Continu
Environnement Extérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision quelques m
Rayon d’action global
S1
S2S3
S4
1ρ
2ρ3ρ
4ρ
( , , )r r rx y z
1 4i i ud c t iρ = + ∆ = L
( ) ( ) ( )
2 2 2
i Si r Si r Si rd x x y y z z= − + − + −
uc t∆
GNSS

32. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Description technique
Technologie RF
Mode de localisation Mobile
Suivi Continu
Environnement «Intérieur»-Extérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision «quelques m»
Rayon d’action global
Tiré de Indoor GPS Technology, Frank van Diggelen et
Charles Abraham, Global Locate Inc.
CTIA Wireless-Agenda, Dallas, Mai 2001
GPS Haute Sensibilité (HS-GPS: High Sensitivity GPS)

33. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Description technique
Technologie GNSS/Pulsé
Mode de localisation Mobile
Suivi Continu
Environnement Intérieur-«Extérieur»
Type de localisation «Absolue»
Performances
Précision «quelques cm»
Rayon d’action local
Pseudolites (Pseudo-Satellites)

34. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Répéteurs GNSS
Description technique
Technologie GNSS/Pulsé
Mode de localisation Mobile
Suivi Continu
Environnement Intérieur-Extérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision ≈ 1 m
Rayon d’action local
S1
S2S3
S4
1d
2d
3d
S1
S2S3
S4
1ρ2ρ3ρ
4ρ
1d
2d
3d
4d

35. La localisation en intérieur
Groupe Navigation GPS assisté par réseau (A–GPS: Assisted GPS)
Mobile
BS2
BS1
MSC
Serveur
A-GPS
Satellites GPS
Infos
assistance
Signal
GPS
Description technique
Technologie GNSS et RF
Mode de localisation Réseau/Mobile
Suivi Quasi-Continu
Environnement Intérieur-Extérieur
Type de localisation Absolue
Performances
Précision quelques 10 à 100 m
Rayon d’action réseau

36. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Systèmes hybrides
Mobile
BSd
Az
N
Combinaison des techniques :
TDOA et RSS
TDOA et AOA
A-FLT et A-GPS
E-OTD et A-GPS
...

37. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Systèmes complémentaires
PNS
Altimètre
Boussole
Accéléromètres

38. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
LES TECHNIQUES
GNSS INDOOR
Groupe Navigation
Institut TELECOM
Département Electronique et Physique

39. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Un classement des approches développées
Sans infrastructure spécifique nouvelle
le GPS haute sensibilité
l’Assisted GPS
les solutions hybrides
Avec une infrastructure à déployer « localement »
les Pseudolites
les Répéteurs

40. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
LES TECHNIQUES
GNSS INDOOR
le «HS-GPS», l ’«A-GPS», …
Groupe Navigation
Institut TELECOM
Département Electronique et Physique

41. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Le problème de départ
Domaine de recherche des signaux très étendu
en fréquence
en temps

42. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Les solutions possibles
Afin d’améliorer la sensibilité et le temps d’acquisition
Système électronique complexe permettant le traitement
en fréquence
Corrélateurs multiples (parallélisme massif)
Intégration longue
cohérente
non cohérente

43. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Le principe de l’Assisted-GPS
Coupler un GPS avec l’obtention de données par le réseau
le message de navigation
une position de départ approximative
d’autres « aides »

44. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
LES TECHNIQUES
GNSS INDOOR
les « Pseudolites »
Groupe Navigation
Institut TELECOM
Département Electronique et Physique

45. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Architecture générale
Pseudolites
P1
P2P3
P4
1d
2d
3d
4d
P5

46. La localisation en intérieur
Groupe Navigation L’exploration de Mars !

47. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Guidage de robot
Seoul National University

48. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Localisation en intérieur
LocataNet
Université de New South Wales / Locata Corporation Pty Ltd Aus

49. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
LES TECHNIQUES
GNSS INDOOR
les « Répéteurs »
Groupe Navigation
Institut TELECOM
Département Electronique et Physique

50. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Critères pour un système de positionnement par
satellites en intérieur :
Mise en œuvre et utilisation aisées
Pas, ou peu, de modification des circuits électroniques
De préférence uniquement des modifications logicielles
Environ 1 mètre de précision (x, y, z)
Faible coût
Commentaires

51. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
S1
S2S3
S4
Récepteur
1d
2d
3d
R1R2
R3
Bâtiment
Répéteur
Répéteurs transmettant l’ensemble des signaux de tous les satellites
Architecture « RnS »

52. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
'
'
'
'
i i
j j
k k
m m
d
d
d
d
ρ ρ
ρ ρ
ρ ρ
ρ ρ
⎡ ⎤= +
⎢ ⎥
= +⎢ ⎥
⎢ ⎥= +
⎢ ⎥
= +⎣ ⎦
'
u uc t c t d∆ = ∆ +
r RnS
r RnS
r RnS
u u
X X
Y Y
Z Z
c t c t d
⎡ ⎤ ⎡ ⎤
⎢ ⎥ ⎢ ⎥
⎢ ⎥ ⎢ ⎥=
⎢ ⎥ ⎢ ⎥
⎢ ⎥ ⎢ ⎥∆ ∆ +⎣ ⎦ ⎣ ⎦
S1
S2S3
S4
Receiver
RnS
d
Nouvelle position calculée
Le fonctionnement actuel d’un récepteur

53. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Répéteur 2
Répéteur 3
Répéteur 1
Appareil à
Cycler
Récepteur
Mira 16
Antenne
extérieure
d1
d2 = d1+D12
D12
d3 = d2+D23
d1 = d3+D31
Mesures des données brutes de pseudo-distances (différences)
après paramétrage du récepteur (haute dynamique).
Déploiement et fonctionnement

54. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Satellite PRN 04
27
27,5
28
28,5
29
29,5
30
80 90 100 110 120 130 140 150 160
temps (secondes)
variationpseudodistance(1/5m/s)
Cycle 30 secondes
Transitions ti
t1
t2
t3
r1 r2 r3
Répéteurs ri
Les mesures effectuées
Evaluation de la variation de la pseudo-distance :
pour un satellite,
entre deux mesures successives,
au moment de la transition d’un répéteur vers le suivant

55. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Amplification
CâblesAntenne
extérieure Cloisons
Coupleur
Antennes
intérieures
Montage utilisé pour ces nouvelles expériences
Schéma de principe

56. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Trimble « Bullet »
« Accutime » pour
synchronisation
non encore
mise en œuvre
L’antenne de réception extérieure

57. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Atténuateur variable
Té de polarisation
Amplificateurs
Ensemble avec câbles
Electronique de cyclage
Coupleur
Amplificateurs
Les traitements « hyper »

58. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Antenne passive MA-COM
Antenne active à l’émission
« Groupe Navigation »
La retransmission en intérieur

59. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Mira 16 (carte Ashtech GG16)
Antenne de réception Trimble
La réception à l’intérieur

60. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Aile Ouest du bâtiment F de l’INT
Le site expérimental

61. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Répéteurs
Points de référence
Points calculés
Précision
(Valeur moyenne)
0.66 m
-2,00
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
-4,00 -2,00 0,00 2,00 4,00 6,00
Rep 1
Rep 2
Rep 3
0.35m
0.18m
0.72m
0.84m
1.07m
0.75m
0.69m
-6,00
-2,00
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
-6,00 -4,00 -2,00 0,00 2,00 4,00 6,00
Rep 2
Rep 3
0.75m
0.94m
0.62m
0.68m
0.34m
1.18m
Rep 1
0.69m
Précision
(Valeur moyenne)
0.74 m
Quelques résultats expérimentaux
2D – étage des répéteurs

62. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
-2,00
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
-6,00 -4,00 -2,00 0,00 2,00 4,00 6,00
Rep 2
Rep 3
1.07m
Rep 1
1.14m
0.25m
Précision
(Valeur moyenne)
0.82 m
Répéteurs
Points de référence
Points calculés
Quelques résultats expérimentaux
2D – étage du dessous

63. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
156
157
158
159
160
161
162
163
164
0 50 100 150 200 250 300
tc = 10s
tc = 5s
tc = 2s
tc = 1s
tc = 0.4s
-2,00
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
-6,00 -4,00 -2,00 0,00 2,00 4,00 6,00
Rep 2
Rep 3
Rep 1
Précision
(Valeur moyenne)
0.76 m
174
174,2
174,4
174,6
174,8
175
175,2
175,4
175,6
175,8
176
176,2
0 5 10 15 20
Temps
Delta(pseudodistances)
Temps
Delta(pseudodistances)
Un aspect fondamental: le temps de cyclage

64. La localisation en intérieur
Groupe Navigation Le positionnement en 3D
YY
ZZ
XX
Précision 2D Z/Y
(Valeur moyenne)
0.40 m
Précision 3D
(Valeur moyenne)
0.69 m
Précision 2D X/Y
(Valeur moyenne)
0.56 m
Vrai point
Point calculé
Répéteur

65. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Répéteur
Extérieur
Intérieur
Objectif: suivre les mouvements du mobile en intérieur
Allers et retours +/- rapidement
0 m 5 m 10 m
Les conditions expérimentales

66. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Répéteur
Antenne de réception
extérieure
Antenne mobile
Lorsque l’antenne mobile est immobile
dérive “naturelle” de l’oscillateur local
Lorsque l’antenne mobile se déplace
doppler dû au déplacement en intérieur
Les mesures

67. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
430
440
450
460
470
480
490
460850 460950 461050 461150
GPS seconds
Biasclockrate(ns)
250
260
270
280
290
300
310
460850 460950 461050 461150
GPS seconds
Biasclockrate(ns)
L1
d(∆t) d(∆f)
=-
dt f
Lassen LP
Ag132
Comparaison de 2 récepteurs
La dérive de l’oscillateur

68. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Expérience n°2
534
536
538
540
542
544
546
548
550
552
554
462850 462950 463050
GPS seconds
Biasclockrate(ns)
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
462450 462500 462550 462600 462650 462700 462750
GPS seconds
Biasclockrate(ns)
5 m 10 m
∼ 6s
5 m 10 m
∼ 3s
Expérience n°1
Impact du sens et de la vitesse de déplacement
Résultats bruts

69. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
462850 462950 463050
GPS seconds
Relativedisplacement(meters)
0
1
2
3
4
5
6
7
462450 462500 462550 462600 462650 462700 462750
GPS seconds
Relativedisplacement(metters)
Expérience n°2
5 m 10 m
∼ 6s
5 m 10 m
∼ 3s
Expérience n°1
Modélisation de la dérive par régression linéaire
Résultats obtenus

70. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
O
x
z
y
O’
x’
z’
y’
répéteur
xm0
ym0
zm0
[ ]
[ ]
[ ]v3Dvv3Dvv3Dv
3D
v2Dvv2Dvv2Dv
2D
v1Dvv1Dvv1Dv
1D
cossinsincoscos
v
v
cossinsincoscos
v
v
cossinsincoscos
v
v
Φ−Φθθ+θθ=
Φ−Φθθ+θθ=
Φ−Φθθ+θθ=
r
r
r
r
r
r
x’
z’
y’
→v
Répéteur i
→vDi
Φv
ΦDv
θv
θDv
α = Φv- ΦDv
δ
Représentations graphiques en coordonnées sphériques et cartésiennes
Mode vitesse - Aspects théoriques

71. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
TRIMBLE DSM 132
Antenne de réception Trimble
Mode vitesse - Récepteur intérieur

72. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
Quelques photos …
Mode vitesse – Site de test

73. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
Répéteur 1 allumé, puis répéteur 2, puis répéteur 3
y
z
x
v
2685
2690
2695
2700
2705
2710
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Time (s)
Dopplershift(Hz)
repeater # 1
repeater # 2
repeater # 3
Mode vitesse – Validation en 3D

74. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
Un système de positionnement utilisant des répéteurs GNSS
permet ainsi:
la détermination du vecteur vitesse en 3D en intérieur
une précision de positionnement de l'ordre de 1 à 2
mètres
la continuité complète PVT entre extérieur et intérieur
Déploiement et fonctionnement

75. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
GNSS vs Répéteurs
4 répéteurs3D4 satellites
Répéteurs
1 satellite
3 répéteurs2D3 satellites
GNSS
n satellites
S1
S2S3
S4
1ρ
2ρ3ρ
4ρ
( , , )r r rx y z
S
d4
d3d2
d1
S1
S2S3
S4
1ρ2ρ3ρ
4ρ
1d
2d
3d
4d

76. Groupe Navigation
La localisation en intérieur
•Kaplan ED, Hegarty C. Understanding GPS: Principles and applications. 2nd
ed. Artech House; 2006. Norwood, MA USA.
•Küpper A. Location based services — fundamentals and operation. England:
John Wiley and Sons; 2005.
•Hofmann-Wellenhof B, Lichtenegger H, Collins J. GPS theory and practice.
Springer Verlag; 2001. Springer Wien, New York.
•Parkinson BW, Spilker Jr. JJ. Global positioning system: theory and
applications. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1996.
•Samama N. Global Positioning - Technologies and Performance. Hoboken:
John Wiley and Sons, 2008.
•…
Bibliographie - Ouvrages

77. La localisation en intérieur
Groupe Navigation
http://topo.epfl.ch
http://www.parthusceva.com
http://www.uk.research.att.com/location/
http://www.uk.research.att.com/ab.html
http://www.cc.gatech.edu/fce/smartfloor/
http://www.seas.gwu.edu/~h21c/rfidl.htm
http://www.multispectral.com
http://www.timedomain.com
http://www.globallocate.com
http://sun-valley.stanford.edu/papers/ LeMaster:2001.pdf
…
Sites Internet