GNSS Flashcards
Différentes constellations GNSS
GPS USA
Glonass RUSSIE
Galileo EUROPE
Beidou CHINE
Généralités GPS
-Positionnement par satellites
-Depuis 1994-1996
Architecture GPS
3 segments : spatial, contrôle, utilisateur
Segment spatial
-Constellation 24 satellites (32 total)
-6 plans d’orbites espacés de 60°
-4 satellites par orbite
-Plans d’orbite inclinés à 55° par rapport au plan équatorial
-Forme de l’orbite, a = 26 609 km
-Altitude 20 200 km
- fréquences civiles L1 - L2c - L5
-L1 utilisé pour civil, L1 = 1575 MHz
-L2 militaire = 1227 MHz
-période orbitale : 12h de jour sidéral
-trace au sol : 2 périodes orbitales (24h sidérales)
Segment contrôle
réseau composé de :
-Master Control Station
-Ground antennas
-Monitor stations
Segment utilisateur
-Récepteur individuel
-récepteur intégré
-fonctions et présentation variables
-fréquence L1
Principe calcul position
Principe de la triangulation : position déterminée par la distance satellite/récepteur calculée par le temps d’aller satellite-récepteur à la vitesse de la lumière
Combien de satellites pour position ?
3 satellites = 2D
4 satellites = 3D
Prévenir erreur d’horloge ?
3ème mesure pour éliminer l’erreur possible avec 2 mesures
EPE ?
Estimated Position Error
Formule EPE
EPE = UERE x GDOP
UERE (User Equivalent Range Errors) : erreurs atmosphériques (iono, tropo), erreur position satellite,récepteur, multi-trajets, horloge..)
GDOP (Geometric Dilution of Precision) : satellites concentrés = imprécis
Précision en général
Horizontal : 10m à 95% et 30m à 99.9%
Vertical : 30m à 95% et 100m à 99.9%
Temps : 80 ns à 85%
Limitations GNSS
Coûte cher
Coord internationale
Changements procédures AD
Sensibilité interférences satellites
Autres constellations
Galileo (24 sat, 3 service)
Glonass 24 sat inclinée 64° pour hautes latitude
Beidou 3 lancés et en developpement
Intégrité
Mesure du niveau de confiance dans l’exactitude des infos. Egalement définie comme l’aptitude d’un système à fournir des alarmes quand ce système ne doit pas être utilisé pour une phase de vol
Temps d’alarme
Délai max permis depuis l’instant où l’erreur de position excède la limite d’alerte, et que l’équipage en soit alerté
Continuité de service
Exprime la proba que le rayonnement des signaux de guidage ne soit pas interrompu pendant la phase de vol considérée
Disponibilité
Capacité du système à fournir sa fonction et le niveau de performance spécifié à l’instant donné
Risque de défaut d’intégrité
Probabilité que l’erreur de positionnement dépasse la limite d’alerte sans que l’utilisateur en soit informé dans le délai requis
Alerte limite
Plus grande erreur de position n’affectant pas la sécurité de l’opération.
Elle est définie pour chaque phase de vol, HAL ou VAL
Concept d’intégrité
On entoure l’erreur de position (xPE) avec des niveaux de protection (xPL) et des alertes limites (xAL)
3 types d’augmentation des perfo
ABAS Aircraft Based Augmentation System
SBAS Satellite Based Augmentation System
GBAS Ground Based Augmentation System
Augmentation autonome bord avion ABAS
RAIM ( Receiver Autonomous Intergrity Monitoring)
AAIM ( Aircraft Autonomous Integrity Monitoring)
ABAS - RAIM
-Permet d’atteindre niveaux d’intégrité suffisants pour En-Route, TMA et approche de non precision
-5 satellites minimum pour fonction RAIM
-Fait des calculs et les compare pour déterminer si un satellite est en défaut
ABAS-RAIM : 2 modes de fonctionnement
FD : Fault Detection : alerter l’équipage qu’un défaut d’intégrité est détecté
FDE : exclure le satellite soupçonné de défaut et de continuer la fonction avec les autres, nécessite 6 satellites pour FDE
disponibilité RAIM ABAS
bien vérifier que le RAIM sera dispo tout au long du vol, surtout pour de l’approche (RNP 0.3NM)
La dispo RAIM est plutôt très élevée en général
ABAS AAIM
Utilisation des autres senseurs de nav à bord :
-INS contrôle de cohérence
-INS renforce intégrité GNSS via filtrage
Permet une meilleure dispo des fonctions FD et FDE que si le RAIM etait seul
ABAS Advanced RAIM
Futur : DFMC, Dual Frequency Multi Constellation, utilisation d’une 2ème fréquence civile
Utilisation conjointe Galileo/GPS
SBAS
Station au sol :
-Capable de calculer les corrections à apporter sur chaque satellite
-Modélise l’effet du passage des signaux dans la iono
-Prépare un message de correction pour les avions
-Diffusion et actualisation du message régulièrement via satellites géostationnaires
Différents systèmes SBAS
USA : WAAS
EU : EGNOS
SBAS côté bord
Approche LPV
Waypoints de l’approche finale sont mis à jour grâce au système SBAS
GBAS
Reprend le concept du SBAS mais appliqué à une zone très restreinte
Corrections beaucoup + précises
Diffusion des messages de correction directement par station sol 108 à 117.95 MHz
Points de l’approche finale diffusés dans les messages envoyés aux avions (intégrité maximale)
Intégrité GBAS
Station sol GBAS responsable de l’intégrité totale du système.
Estimation de la NSE (Navigation System Error)
GBAS Cat 3
Estimation en TSE (Total System Error) = NSE + FTE (Flight Technical Error)
