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