Traitement des signaux GNSS Hybrides GPS et EGNOS avec des récepteurs mono-fréquence pour la localisation précise

Abstract

Les systèmes GNSS (Global Navigation Satellite Systems) permettent de donner une position tridimensionnelle grâce à des constellations de satellites. Bien qu’ils soient utilisés pour plusieurs applications (terrestre, maritime, aviation), il reste des applications, notamment pour l’aviation civile, dans lesquelles les récepteurs GNSS ont des difficultés pour délivrer une solution de position en temps réel répondant aux critères de précision, d’intégrité et de disponibilité recherchés. C’est pourquoi des systèmes d’augmentation ont été développés afin d’améliorer les performances du positionnement par satellite. L’utilisation croissante de ces systèmes, dont le GPS est le premier système opérationnel, porte notamment sur l’amélioration de précision en temps réel. EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), est un système d’augmentation développé par les Européens, il offre aux utilisateurs un service de navigation et de positionnement très performant, que ce qui est actuellement disponible par le GPS. Il permettra d'améliorer la précision du positionnement en corrigeant plusieurs sources d'erreurs affectant le système GPS et de fournir aux utilisateurs des informations sur l'intégrité des signaux GPS en temps réel. L’amélioration de la précision GPS par EGNOS repose essentiellement sur l’usage des différentes corrections, qui méritent d’être étudiés, testés et comparés. Les travaux de cette thèse ont porté sur l’amélioration de la précision du GPS monofréquence à l'aide des corrections EGNOS, sans l’existence d’aucune station RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Stations) en Algérie d’une part et d’autre part sur le choix optimal de sites pour la mise en place de stations RIMS d’EGNOS en Algérie. La précision du positionnement sur quatre sites en Algérie, à savoir Oran, Alger, Bejaia et Ouargla (Bir Sbaa); a été analysée en terme des erreurs de position horizontale et verticale; la précision a été obtenue par comparaison avec les coordonnées exactes de chaque site. Par la suite, les corrections ionosphériques obtenues avec le système EGNOS ont été également comparées avec le modèle Klobuchar transmis dans le message GPS. Les résultats ont révélé que la précision du GPS + EGNOS était nettement meilleure que celles du GPS uniquement, ceci est dû principalement aux corrections transmises par EGNOS, en particulier les corrections ionosphériques. La comparaison des résultats obtenus a permis de confirmer la fiabilité des corrections transmises par EGNOS. Dans la deuxième partie de cette thèse, l’étude est menée sur la faisabilité de mise en place de deux stations RIMS d’EGNOS et le choix optimal d’une deuxième station au sud de l’Algérie, en considérant une station à Oran. Les résultats, montrent que les performances du système EGNOS en terme de disponibilité et de grille ionosphérique, deviennent meilleurs, en particulier dans la zone comprise entre [0°, 5°] en longitude et de 25° en latitude. Ces résultats préliminaires, utiles particulièrement pour les applications de l’aviation civile, peuvent être étendus avec la disponibilité d’une couverture plus complète sur l'Algérie avec la mise en place de deux stations RIMS à Oran et à Adrar.