GALILEO

LE 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 +ξi

4 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 horizontal

Précision de positionnement vertical

Précision temporelle

COMPARATIF GPS GALILEOGALILEO

Application :Agriculture de précisionGALILEO

Quelques images de GALILEOGALILEO

Constellation GALILEO Satellites

GALILEOCONCLUSION