Génie civil - Topographie: Positionnement par satellites

C'est le vice-président Al Gore qui a annoncé en Janvier 1999 le financement des efforts de modernisation du GPS. La prochaine génération de satellites du bloc IIF, déployée à partir de 2003, émettra un code C/A sur L2 accessible à tous les utilisateurs. A partir de 2005, les satellites du bloc IIF émettront trois signaux civils sur L1, L2 et L5, nouvelle bande utilisée pour les applications de navigation aérienne et commune à Galileo. En 2013, la nouvelle constellation émettant sur L1-L2-L5 devrait être totalement opérationnelle. Ensuite viendront les satellites du bloc III, directement concurentiels des satellites Galileo.

EVOLUTION DU SECTEUR DE CONTRÔLE

Le NIMA (National Imagery and Mapping Administration) a prévu de créer six nouvelles stations de contrôle venant s'additionner aux cinq existantes. Ce renforcement permettra de préciser encore l'ensemble les paramètres du système.

Avant 2010, il est prévu:

Une définition submétrique des éphémérides des satellites (actuellement: 1 à 2m),
Des mises à jour plus fréquentes des données transmises aux satellites.

L'OCS (Operational Control System) doit dans un deuxième temps être capable de fournir des éphémérides de précision décimétrique.

La constellation GPS est prévue pour fonctionner en mode ''Autonav'', c'est à dire sans segment de contrôle. En effet, tous les satellites des blocs IIR, IIF et III sont équipés de liaison inter-satellites. Le système peut donc s'autogérer et chaque satellite peut mettre à jour ses propres ephémérides: cette configuration peut donner d'excellents résultats pendant plusieurs mois.

Centré sur la fréquence 1176,45MHz, ce signal se situe dans une bande réservée aux applications aéronautiques (ARNS: Aeronautical Radionavigation Services Band) et correpond à une demande de la F.A.A. (Federal Aviation Administration), de façon à protéger la navigation aérienne des problèmes liés aux interférences (services ''Safety Of Life''). Il sera disponible à tous les autres utilisateurs.

Il est en réalité composé de deux signaux:

un signal en phase (In-phase signal I5) portant un data-message. Un code de même période que le code C/A sera émis;
un signal en quadrature (Quadrature signal Q5) ne portant aucun message mais toujours un code.

Les effets de l'ionosphère étant supprimés par le calcul d'une correction utilisant les données de deux fréquences, la future configuration permettra d'atteindre en positionnement absolu une précision de 1 à 3m. Cette perspective ne sera effective que lorsque l'ensemble de la constellation L1-L2-L5 sera lancée, soit vers 2013-2015.

Ce gain de précision est significatif pour l'ensemble des applications de navigation civile, en particulier aérienne (vols d'approche, couloirs aériens...). L'émission d'un code d'intégrité par les systèmes géostationnaires (WAAS et EGNOS), renseignant l'utilisateur sur les erreurs du système, permettra finalement au GPS de concurencer le système GALILEO.

Les niveaux de performance courants (actuels) du GPS varient entre:

5-7m : C1, positionnement absolu code C/A
5mm: C4, traitement différé pahses L1 et L2
Les performances futures varieront entre
2m: F1, pos. absolu codes sur L1-L2-L5
5mm: F4, traitement différé phases L1-L2-L5