Modélisation de l’ionosphère pour les utilisateurs Galileo ...
GALILEO
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GALILEOLE FUTUR SYSTEME
EUROPEEN DE NAVIGATION PAR SATELLITES
PLANPrésentation du systèmeComposants du systèmePrincipe de fonctionnementTransmission du signalPerformance et Corrections d’erreurComparatif GPS vs GALILEOApplication: Agriculture de transmission
GALILEO
Présentation du systèmeGALILEO
Destiné à supprimer la dépendance de l’Europe vis-à-vis du système européen
Car le système GPS souffre de nombreuses imperfections sur : - la précision du signal(ordre de 20 mètre pour le signal gratuit)
-la fiabilité ou sa continuité: positionnement impossible dans certaines zones du globe ou à certains moments
BUT de GALILEO
Services prévus•Open Service
•Commercial Service
•Safety Of Life Service
•Public Related Service
Composition du systèmeGALILEO
Le programme est composé de quatre parties:La Partie Spatiale
Le segment sol de mission
Le segment sol de contrôle
Le segment de test des utilisateurs
30 satellites déployés sur 3 orbites circulaires à une altitude de 23616 kmPoids satellite: 700 KgUn émetteur et un récepteur radioPlusieurs horloges atomiquesPanneaux solaires:1500 watts
2 centres de contrôle localisés en Europe5 stations de TTC
2 ou 3 centres de contrôle au sol où sont réalisés les calculs d’intégrité10 ou 12 stations terrestres de transmission du message de navigation vers les satellites40 stations de réception des signaux satellitaires répartie sur toute la terre
Destiné à valider en environnement réel les performances des récepteurs du commerce
Principe de Fonctionnement -PratiquesGALILEO
Les satellites mesurent le temps avec une extrême précision à l’aide d’une horloge atomique
Ils émettent des signaux personnalisés indiquant leur heure de départ
Le récepteur au sol possède les coordonnées précises des orbites de tous les satellites
Il peut en lisant le signal
- reconnaître le satellite émetteur
-déterminer le temps mis par le signal pour lui parvenir
-calculer la distance qui le sépare du satellite
Il faut au moins la réception du signal de 4 satellites pour calculer la position la plus exacte possible(variant de 10 à 1m)
Principe de Fonctionnement - PhysiqueGALILEO
GALILEO suit donc le même principe de fonctionnement que le GPS qui est semblable au principe de triangulation qui est le suivant:Mesure des distances entre l’utilisateur et les satellites Le récepteur et le satellite émettent au même instant le code pseudo-aléatoire Le récepteur retarde ensuite le début de cette émission jusqu’à ce que son signal se superpose à celui du satellite La valeur de ce retard est le temps mis par le signal pour se propager du satellite au récepteur Ensuite la distance est calculée en multipliant ce temps par la vitesse de la lumière
Distance=c*t
Décalage entre signal satellite et récepteur
Principe de Fonctionnement - PhysiqueGALILEO
GALILEO suit donc le même principe de fonctionnement que le GPS qui est semblable au principe de triangulation qui est le suivant:Définition des sphères centrées dont l’intersection donne la position
R1² = (x-x1)²+(x-x2)²+(x-x3)²R2² = (y-y1)²+(y-y2)²+(y-y3)²R3² = (z-z1)²+(z-z2)²+(z-z3)²
Coordonnées Utilisateur:(x,y,z)Coordonnées Satellites i: (xi,yi,zi) i =1..3
Dans la réalité il faut rajouter le biais d’horloge et le bruit. On a donc pour chaque équation
ri =((xi − xr)^2 +(yi − yr)^2 +(zi − zr)^2) ^1/2+cbr +ξi4 satellites nécessaires pour avoir les
coordonnées (x,y,z,t)Résolution par la Méthode des Moindres Carrés: Minimiser la fonction
Transmission du signal- CaractéristiquesGALILEO
Caractéristiques du signal:GALILEO utilise un signal de fréquence élevée dite dans la bande L comme le GPSChaque satellite transmet 3 signaux utilisant 3 bandes de fréquence qui sont: • L1 : 1 575,42 MHz• E6 : 1 278,75 MHz• E5 : 1 191,795 MHzConstruction du signal:Chaque signal est construit à partir d’une porteuse de fréquence égale à 1 500 MHz et de longueur d’onde 20cm.
Longueur d’onde
Porteuse
Chemin de propagation
Transmission des différents signauxCela se fait grâce à la modulation de phase ou d’amplitude
Transmission du signal- CaractéristiquesGALILEO
Modulation de phase:
Données
Porteuse
Porteuse modulée
• Le satellite transmet une onde pure (la porteuse) à une fréquence bien précise, captée et reconnue par chaque récepteur.
• Le satellite mémorise des informations sous forme binaire (des 0 et des 1) et les transmet à tous les utilisateurs en modulant la porteuse par des sauts de phase.
• Chaque récepteur détecte ces sauts et peut ainsi reconstituer l’information sous forme également binaire.
Transmission du signalGALILEO
Codage:Important pour reconnaître le code transmis par chaque satellite
Technique basée sur le CDMA(Code Division Multiple Access) comme dans le GPS
Chaque satellite se voit attribuer un code particulier pour la modulation
Les récepteurs connaissent ces codes et peuvent donc les séparer et les identifier• Les codes en accès libre, qui ont des caractéristiques semblables au code C/A du GPSmais utilisent des techniques de modulation plus modernes.
• Le code PRS (Public Regulated Service), réservé aux applications gouvernementaleset militaires.
• Le code CS (Commercial Service), réservé aux applications commerciales à accèsrestreint (payant).
PERFOMANCE ET CORRECTIONS D’ERREURGALILEO
Performance recherchée varie en fonction des applications. De façon générale, on a: Précision de service: la plus considérée
Précision de service Intégrité et continuité du service
Disponibilité du service
Précision de positionnement horizontalPrécision de positionnement verticalPrécision temporelle
COMPARATIF GPS GALILEOGALILEO
Application :Agriculture de précisionGALILEO
Quelques images de GALILEOGALILEO
Constellation GALILEO Satellites
GALILEOCONCLUSION