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L’homme scientifique, non satisfait d’avoir réaliser des prouesses technologiques énormes, a bien voulu toujours positionner ce qu’il a réalisé, c’est-à-dire surtout les objectifs mobiles dans un espace aérien, marin ou terrestre.
En 1958, le Département de la défense Américaine concevait et réalisait le système TRANSIT pour le positionnement des sous-marins nucléaires. Les satellites ont ouvert une nouvelle ère de prospérité à la science. Les géodésiens avaient pressenti dès le début, et les applications de géodésie spatiale qui allaient en découler.
Après 1967, ce système fut remplacé par la méthode DOPPLER qui utilisait la variation des fréquences émises par un corps en mouvement lors de leur réception par un récepteur fixe.
Actuellement, l’évolution scientifique est telle que nous assistons à la naissance du système américain appelé : « Global Positioning System (GPS) » qui est un système de radio positionnement par satellites. Son rôle, en terme de localisation, est de déterminer la position et la vitesse d’un mobile à tout instant, en tout lieu dans un système de référence mondial appelé : « WGS 84 » .
POURQUOI LE RESEAU WGS 84 À LA NAVIGATION AÉRIENNE ?
La navigation est l’art, ou la science, de parvenir à une destination donnée dans des conditions déterminées. Ces conditions, qui comprennent les désirs du navigateur et les moyens dont il dispose, se traduisent par la notion d’un itinéraire optimal que l’on cherche à suivre entre le point de départ et la destination.
Au début des années 1970, les premiers problèmes de système de référence géodésique en matière de navigation aérienne se sont posés en Europe, au cours de l’élaboration de système de poursuite multiradar inventait par le centre de contrôle de l’espace aérien supérieur (UAC) d’EUROCONTROL, situé à Maastricht. On s’est alors aperçu que les différences entre les routes radar résultaient de l’incompatibilité des coordonnées.
La principale source d’erreurs systématiques est donc attribuable à l’utilisation de systèmes de référence géodésique différents, en outre, les coordonnées obtenues par des systèmes de navigation sont des coordonnées déterminées par les systèmes de bord à partir d’accéléromètres et de signaux provenant du sol et de satellites.
Ces écarts deviendront donc inacceptables et exigeront l’adoption d’un système de référence géodésique commun pour les besoins de l’aviation civile internationale Pour cela, la solution de ce problème consiste à adopter un système de référence géodésique mondial pour l’aviation civile. Donc, la mise en œuvre d’une proposition de transformation de coordonnées et l’analyse des données permettront également d’identifier les positions dont les coordonnées géographiques satisfont aux spécifications de précision et d’intégrité établies .
LA DESCRIPTION SOMMAIRE DU SYSTEME GPS
HISTORIQUE
Le Global Positioning System (GPS) est un système de positionnement par satellites conçu et mis en service par le département de la Défense des USA.
Le premier satellite fut lancé en 1978, à une altitude de 20.000 km environ, permettant de faire le tour de la terre en douze heures. Mais il a fallu attendre l’année 1985 pour que le onzième satellite soit lancé et que le système soit déclaré « semi-opérationnel ». En effet, le nombre insuffisant de satellites ainsi que l’imperfection de la technologie informatique et électronique disponible à l’époque n’ont pas encore permis d’atteindre le niveau de performance tel qu’il existe à l’heure actuelle. C’était, en 1985 que l’IGN fait l’acquisition de son premier GPS construit par le français SERCEL.
A partir de 1989 et jusqu’en 1993, une série de vingt-huit satellites est lancée et, en février 1994, le système est déclaré pleinement opérationnel.
LE SYSTEME GPS
Principe:
Le système américain GPS est un système de radio positionnement par satellites, qui consiste à mesurer les distances des récepteurs terrestres par rapport à 4 satellites au minimum , dont les positions sont connues en coordonnées cartésiennes X , Y , Z dans le repère orthonormé géocentrique .
Ce système de positionnement est universel, d’où l’appellation : « global », opérationnel en tout lieu, à tout moment, affranchi de l’obligation d’intervisibilité entre les points. Il est rapide, fiable, et économique.
Il est devenu entièrement opérationnel en 1994, rendant possible à la fois la coordination précise du temps et la détermination instantanée de la position d’un objet en mouvement ou non et quel que soit le point du globe qu’il occupe.
Il est aujourd’hui sous le contrôle du département de la défense des USA et fait partie intégrante de l’industrie de la construction des satellites, de leur lancement ainsi que de leur contrôle et maintenance. Mais le congrès américain a décidé d’élargir leur utilisation dans le secteur civil.
C’est pourquoi, les américains voudraient imposer le système GPS comme seul mode de navigation pour l’Aviation Civile.
LA THEORIE DU SYSTEME GPS
LES MESURES
En général, il existe deux types de mesures : PSEUDO-DISTANCE, PHASE.
➤ la pseudo-distance :
C’est donc une mesure de la distance entre les satellites et le récepteur. En comparant le code transmis par le satellite avec le même code généré par le récepteur, on mesure une différence de temps Δt aussi appelée : «pseudodistance». En multipliant cette différence de temps par la vitesse de la lumière c (moyennant des corrections), on obtient une distance usager – satellite.
➤ la phase :
Le principe de la mesure est la comparaison de la phase du signal reçu par le récepteur avec la phase du signal généré par le récepteur, et qui est une réplique du signal du satellite.
LE POSITIONNEMENT
Comment se positionner ?
Positionner, c’est déterminer la distance entre RECEPTEUR-SATELLITE, en réalité, la mesure de cette distance est obtenue par triangulation, pour cela, les horloges du récepteur et celles des satellites doivent être synchronisées. Donc, il est nécessaire d’avoir au moins 4 satellites pour la détermination des inconnues de position.
Cette distance RECEPTEUR-SATELLITE est calculée, soit :
▶ par la mesure de pseudo-distance,
▶ en effectuant les mesures de phases.
Le positionnement peut être : ABSOLU, RELATIF ou DIFFERENTIEL .
➤ ABSOLU :
Le système GPS a été conçu pour obtenir des coordonnées cartésiennes géocentriques (X, Y, Z) ou géographiques ( λ ,ϕ , h) dans le système de référence mondial appelé : « WGS 84 ». Ces coordonnées sont purement géométriques. Elles sont obtenues à partir des mesures de code et ont une précision de l’ordre de 5 mètres pour la composante horizontale et 10 mètres pour la composante verticale. C’est le type de positionnement que donne les récepteurs de navigation.
Introduction |
