Structure du cours
Introduction généraleNotions de géodésieLes méthodes topométriquesLe GPSLes méthodes indirectes
Le système
Le segment spatial
21 satellites + 320200 km6 plans orbitaux à 60°11h 58min
Le signal GPS
Deux fréquences L1 et L2• L1 = 1575.42 MHz • L2 = 1227.60 MHz
Des codes de modulation
Le message de navigation
Temps GPS (origine 6 janvier 80, 0h00)ÉphéméridesAlmanachsCorrection ionosphériqueÉtat de la constellationParamètres de transformation UTC
Le segment de contrôle
Enregistrement des signauxPrédiction des éphéméridesObservation du comportement des oscillateursCollecte d’informations météorologiquesEnvoi des informations nécessaires au message de navigation
Le segment utilisateur
Types de récepteur et servicesMéthodes de positionnementPlanification et préparation de missionRattachement de chantier
Types de récepteur
Récepteur de navigation
Récepteur géodésique
Les services de GPS
Éphémérides précises sous 10 jours
Etat de la constellation…
Méthodes de positionnement
Principe de la mesure GPSLes pseudo-distances
Positionnement autonomePositionnement différentiel
La phaseMode statiqueMode dynamique
Principe de la mesure de code
Principe de la mesure de code
Principe de la mesure de phase
Les facteurs de qualité
Un positionnement planimétrique : HDOP (Horizontal DOP) Un positionnement altimétrique : VDOP (Vertical DOP)Une détermination du temps : TDOP (Time DOP)Un positionnement 3D (avec un minimum de trois satellites) : PDOP (Position DOP)
Le GDOP
Mauvais GDOPBon GDOP Mauvais GDOP dus aux obstacles
Les sources d’erreur
Le bruitLes biais
• Dérive d’horloge, jusqu’à 1 m• Précision des éphémérides, 1 m• Délai troposphérique, 1 m• Délai ionosphérique, 10 m• Multi-trajet
Les fautes
Les pseudo-distances
Efficacité du positionnement autonome depuis la levée du SA
Les pseudo-distances
Efficacité du positionnement autonome depuis la levée du SAStabilité spatiale des mesures instantanées
Les pseudo-distances
Efficacité du positionnement autonome depuis la levée du SAStabilité spatiale des mesures instantanéesIntérêt du calcul de la moyenne temporelle des observations
Les pseudos-distances
Positionnement différentielTemps réelPost-traitement
La question de la baseCourte (<5 km)Moyenne (5 à 20 km)Longue (>20 km)
La phase
Mode statiqueMode dynamique
CinématiqueStop-and-GoPseudo-cinématiqueStatique rapide
Récapitulatif des méthodes GPS
MéthodeNb. mini de récepteur(s)
Durée dobservation
Exactitude Commentaires
Autonome 1 15 à 20 min 6 à 8 m Très simpleStatique 2 1 h 1 cm Complexité variable
Cinématique 2 - 10 cm à 1mDifficulté du maintient du verrouillage
Semi-cinématique 2 1 min / point qq cmBases courtes, maintien du verrouillage
Pseudo-cinématique 2 1 à 3 min qq ppm Méthode lourde
Statique rapide 2 3 à 5 min qq cmBases courtes, observations supplémentaires
Choix de la méthode
Choix d’un récepteur
Méthode Observations nécessairesAutonome Pseudo distancesDifférentiel Pseudo distancesSemi-cinématique Pseudo distances et phase
Statique rapidePseudo distances et phase (bi-
fréquence)
StatiquePseudo distances et phase (bi-fréquence sur longs vecteurs)
Considérations techniquesTypes de mesuresMono ou bi-fréquenceNombre de circuits de poursuiteCircuits séquencés ou parallèlesType d’antenne,caractéristique du bruitExactitude des mesures de code
Logiciels connexesPrévision de constellationTéléchargementOptions de post-traitementFonds cartographiques
Adéquation pour les travauxPoidsTailleRobustesseTempératures defonctionnementAlimentation
Stockage de donnéesSupport de mémoire pour les donnéesNature des données enregistréesDébitCapacité (Mo, temps de mesure…)Mode de récupération
Considérations commercialesGarantiesCoûtsSupport techniqueFormation
FonctionnementFacilité d’emploiApplications prévuesContrôle de la constellationCaractérisation des points
Validation des procédures
Trois composantes à éprouver :Technique de positionnementÉquipementMéthode de traitement
Reconnaissance de terrainRécolte des informations nécessaires à un déroulement efficace de la campagne de mesures
Vérifier si les emplacements conviennent au GPS Absence d’obstaclesAbsence de sources d’interférences
Vérifier l’existence de points géodésiques Matérialisations des pointsStabilité des points
Formuler les besoins logistiques Mode de transportTemps d’accès, de déplacementsEquipements spéciaux
Mesures à adopter Choix d’autres emplacementsEtablissement de stations excentréesEtablissement de descriptionsLevés de masques
Rattachement de chantier
Les logiciels de transformationCIRCE 2000 © IGNCONVERS
Pratiquement :Colocation de un ou plusieurs pointsCalcul d’une transformation d’ajustement