Activité ionosphérique et perturbation des réseaux GNSS

Le 02 Octobre, l’ensemble des réseaux satellitaires (GNSS, télécommunications…) du monde entier ont subi des perturbations temporaires dues à l’activité solaire intense. Ces perturbations peuvent être ressenties par n’importe qui faisant appel à ces réseaux.
Nous tenons à vous informer du fait que l’activité ionosphérique, principale source d’erreur modélisée dans les réseaux GNSS temps réel, était hier très significative pour du positionnement de précision par méthodes GNSS.

En traversant cette couche atmosphérique située entre 50 et 1000 km d’altitude chargée en particules électriques sous l’effet de la ionisation de ses molécules par le rayonnement électromagnétique solaire (ultraviolets), les signaux GNSS sont réfractés, engendrant un allongement de leur parcours.

Une activité solaire importante tous les 11 ans

L’activité solaire suit un cycle de onze ans, 2013 étant un maximum de ce cycle. Cette année est donc synonyme de perturbations ionosphériques fortes pour nos applications, d’où l’importance d’avoir un réseau de stations GNSS permanentes dense pour bien modéliser cette erreur.

Comme vous pouvez le voir sur le graphique ci-dessous, le maximum de l’activité solaire du cycle en cours est proche :

 

Le cycle de l'activité solaire de 2002 à aujourd'hui
Le cycle de l’activité solaire de 2002 à aujourd’hui

Au cours d’une journée, l’activité ionosphérique liée à l’activité solaire est maximale aux alentours de 12h00, heure solaire. Ainsi comme le montre le graphique ci-dessous, cette activité ionosphérique était très importante mercredi 2 octobre à midi avec des valeurs d’index I95 au-delà de la limite de 8 indiquant une très forte activité pour les applications visées et impactant donc toutes communications satellitaires lors de leur passage dans la ionosphère alors riche en particules chargées :

 

Activité ionosphérique
Activité ionosphérique

Les perturbations liées à cette tempête géomagnétique

Comme vous pouvez le voir sur le site web du SWANS (Space Weather And Navigation Systems), ce phénomène est global avec un indice ionosphérique K (quantification des perturbations géomagnétiques) supérieur à 5, ce qui correspond à une tempête géomagnétique :

 

indice ionosphérique K
indice ionosphérique K

Par ailleurs, de manière complètement décorrélée, la répartition des satellites GPS n’est pas optimale dans cette même tranche horaire avec un GDOP dépassant la limite fixée à 3 comme figuré ci-dessous :

répartition des satellites GPS
Répartition des satellites GPS

Pour rappel, le DOP correspond à un coefficient d’affaiblissement de la précision liée à la bonne répartition des satellites dans le ciel (calcul de la position du mobile par multilatération spatiale). Le GDOP (General Dilution of Precision), idéalement égal à 1, ne doit pas excéder 2 ou 3 pour des applications de positionnement de précision.

Au-delà de la notion de DOP, il faut également un minimum de 5 satellites visibles au-delà du fait qu’ils soient bien répartis, ce qui peut s’avérer compliqué à ce moment de la journée, cette configuration particulière liée à la nature même des orbites GPS avançant de 4 minutes par jour :

Carte du ciel GPS
Carte du ciel

Pour rappel enfin, GLONASS servant d’augmentation à GPS pour la majorité des mobiles GNSS, il faut un minimum de satellites GPS (au moins 4) bien répartis pour pouvoir travailler en GPS+GLONASS.

En suivant le lien suivant, vous trouverez un outil vous permettant de visualiser et de prévoir l’état des constellations sur vos chantiers : http://www.gnssplanningonline.com/#/Settings

L’impact sur votre connexion

Comme vous l’aurez compris à ce sujet, si vous avez des problèmes en milieu de journée (temps anormalement long pour fixer les ambiguïtés entières ou impossibilité de les fixer en environnements dégagés, passages répétés en flottant alors même que vous recevez bien des corrections etc.), vérifiez le nombre et la répartition des satellites GPS et vérifiez l’activité ionosphérique via le site :  http://gpsweather.meteo.be/geomagnetism/ground_K_dourbes.

La force du réseau Orphéon

Notre réseau étant à ce jour construit selon les règles de l’art avec des stations tous les 60 km (réseau le plus dense de France), vous ne devriez normalement ne pas être trop impacté. Nous souhaitions cependant vous faire passer l’information, un utilisateur averti en valant deux !