Masques et multitrajets

Dans les zones boisées ou bordées de constructions, il se peut que certains satellites soient masqués et donc inutilisables par le matériel sur le terrain pour établir une position correcte. Il se peut également que ces signaux proviennent des réflexions d’une nappe d’eau, de surfaces vitrées ou métalliques, de montagnes, d’arbres ou de constructions créant des multitrajets qui altère la précision du positionnement.

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Masques et multitrajets

Limites de précision du positionnement GPS / GNSS

Plusieurs erreurs naturelles affectent la mesure de distance satellite / récepteur :

        • Le biais d’électronique du satellite.
        • L’effet de l’erreur d’orbite.
        • L’effet de l’erreur d’horloge du satellite.
        • L’erreur de position du centre de phase de l’antenne du satellite.
        • L’allongement ionosphérique.
        • L’allongement troposphérique.
        • Les éventuels multi-trajets.
        • L’erreur de position du centre de phase de l’antenne du récepteur mobile.
        • L’effet de l’erreur d’horloge du récepteur.
        • Le biais d’électronique du récepteur.

Parmi toutes ces sources d’erreurs, la réfraction atmosphérique, responsable de l’allongement ionosphérique et troposphérique, ainsi que les erreurs d’orbites sont les plus problématiques, dans la mesure où :

  • elles ne peuvent pas être préalablement finement modélisées, (contrairement aux biais d’électroniques ou aux variations de centre de phase des antennes),
  • elles ne peuvent pas complètement s’annuler par différentiations multiples.

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Les erreurs affectant la précision du positionnement par méthodes GPS / GNSS sont liées :

Origine de ces erreurs :

Source d’erreurInfluence absolue
 OrbitesEntre 2 et 50 mètres
 IonosphèreEntre 50cm et plus de 100 mètres
 TroposphèreEntre 1 et 50 cm

Pour déterminer la position, le récepteur GPS calcul la distance à laquelle se trouve les satellites au même instant à partir des données de leurs éphémérides et en se basant sur son horloge interne, connaissant précisément la trajectoire que suivent les satellites, le récepteur doit théoriquement utiliser la même heure que ces satellites.

Mais du fait de la désynchronisation de ces horloges et de perturbations dans la propagation des signaux, ce calcul perd en précision (on parle de pseudo-distances).

        • le signal est ralenti durant sa traversée de l’atmosphère (ionosphère et troposphère) de manière variable.
        • le signal peut être réfléchi par des éléments au sol (surfaces métalliques, vitrées, bâtiments ect.) avant d’être captées par le récepteur.
        • le signal peut etre bloqué et ne pas parvenir jusqu’au récepteur (masques), dans les villes, à causes d’arbres, de pont, de tunnels etc.
        • à la géométrie des satellites utilisés (PDOP),
        • aux erreurs affectant la mesure de distance entre les différents satellites vus et le récepteur de l’utilisateur.

Pour travailler correctement :

Il faut veiller à :

        • avoir les 5 satellites bien répartis 
        • la bonne répartition des satellites dans le ciel 
        • soit dans des environnements suffisamment dégagés,
        • soit avec un nombre de satellites suffisamment important,
        • de manière à ce que le récepteur mobile de l’utilisateur puisse choisir les 5 meilleurs satellites utilisables parmi les 24 à 26 satellites classiquement observables en France avec un masque de 10° au-dessus de l’horizon.

Différents satellites

Jusqu’à aujourd’hui, nous utilisions le terme générique GPS pour Global Positionning System pour décrire les différents équipements de géo positionnement.

Toutefois, ce terme est en réalité le nom d’un ensemble de 24 satellites américains placés en orbite à 20 00 km d’altitude. Cette constellation de satellites qui était la première dans l’histoire a donc laissé son nom à la technologie de géo positionnement.

Ces satellites tournent autours de la terre et sont donc en déplacement constant. Pour établir une position, un minimum de 5 satellites est nécessaire.
D’autres constellations de satellites ont ainsi été mises en services par d’autres pays : Glonass pour la Russie, Beidou pour la Chine et plus récemment Galileo pour l’Europe a également été mis en service, toutes sont disponibles en France. L’ensemble de ces constellations est regroupé sous la seule appellation de GNSS pour Global Navigation Satellite System. Ces satellites tournent autours de la terre et sont donc en déplacement constant. Pour établir une position, un minimum de 5 satellites est nécessaire.

Dilution de la précision GDOP, HDOP …

Le HDOP, une question de géométrie

La précision de positionnement d’un système de navigation par satellites (GPS) est affecté par les erreurs mathématiques liées à la géométrie des satellites observables soit à cause de leur position et leur répartition au dessus de l’utilisateur. 

L’idée du DOP géométrique (GDOP) est d’indiquer comment les erreurs de mesure affecteront l’estimation de l’état final.

Le DOP peut être exprimé en un certain nombre de mesures distinctes :

  • HDOP – dilution horizontale de la précision
  • VDOP – dilution verticale de la précision
  • PDOP – dilution de position (3D) de la précision
  • TDOP – dilution temporelle de la précision
  • GDOP – dilution géométrique de la précision

Valeurs repères

Ces valeurs découlent mathématiquement des positions des satellites utilisables. Les récepteurs de signaux permettent l’affichage de ces positions ( skyplot ) ainsi que les valeurs DOP.

Valeur DDPClassementLa description
<1IdéalNiveau de confiance le plus élevé possible à utiliser pour les applications exigeant la plus grande précision possible à tout moment.
1-2ExcellentÀ ce niveau de confiance, les mesures de position sont considérées comme suffisamment précises pour répondre à toutes les applications, sauf les plus sensibles.
2-5BienReprésente un niveau qui marque le minimum approprié pour prendre des décisions précises. Les mesures de position pourraient être utilisées pour faire des suggestions de navigation fiables à l’utilisateur.
5-10ModérerLes mesures de position pourraient être utilisées pour les calculs, mais la qualité de la correction pourrait encore être améliorée. Une vue plus dégagée du ciel est recommandée.
10-20ÉquitableReprésente un niveau de confiance faible. Les mesures de position doivent être ignorées ou utilisées uniquement pour indiquer une estimation très approximative de l’emplacement actuel.
>20PauvreÀ ce niveau, les mesures sont imprécises jusqu’à 300 mètres avec un appareil précis de 6 mètres (50 DOP × 6 mètres) et doivent être rejetées.

La carte du ciel 

La carte du ciel permet de se faire une bonne idée de la répartition des satellites au-dessus de soi et donc potentiellement des problèmes de DOP que l’on pourrait rencontrer.

Exemple d’observation du ciel des constellations GPS et Glonass avec un angle de coupure de 45° comparé à la carte du ciel en Full GNSS avec un angle de coupure de 10°.

 

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, vous ne devriez normalement ne pas être trop impacté. Nous souhaitions cependant vous faire passer l’information, un utilisateur averti en valant deux !

L’intérêt des Multifréquences L1/L2 et L5

L’utilisation de fréquences multiples permet un meilleur rejet des signaux de réfection ce qui permet de traiter un maximum de signaux directs qui apporte une plus grande précision et une plus grande répétabilité de positionnement.

Le positionnement des stations d’observation du réseau Orphéon et les calculs de corrections s’appuyant sur les fréquences L1 et L5 émises par les satellites permet de rendre le positionnement plus résistant aux interférences et aux réflexions de signaux, notamment dans un environnement urbain.

Concrètement le temps d’initialisation et de délai pour fixer ou de convergence s’en trouve notablement réduits ainsi que les temps de repositionnent en cas de déconnexion. 

Le taux de disponibilité le plus élevé du marché

La force du réseau Orphéon est d’avoir été intégré dans le plus grand réseau européen pour partager des infrastructures et des équipes techniques les plus qualifiées et pour garantir des procédures de contrôles identiques sur toute la zone de couverture, un suivi renforcé continu et régulier de l’ensemble de stations et du réseau. Cette équipe technique internationale d’un grand constructeur est chargée de superviser l’ensemble des installations 24 h/365 j.

Le réseau Orphéon compatible avec Galiléo et BeiDou

Orphéon devient le premier reseau 100% Full GNSS de France

Depuis le 7 Septembre 2017, la totalité des stations de référence, l’infrastructure et les logiciels de calculs de correction nous permettent de délivrer des corrections NRTK Full GNSS comprenant

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GPS + GLONASS + Galiléo + BeiDou.

Un choix de matériel et de récepteur GNSS pour le réseau

Les stations GNSS du réseau Orphéon sont toutes de même marque, pour limiter les bruits de mesure entre capteurs et permettent à 100% les calculs des corrections Full GNSS en réseau (GPS + GLONASS + Galileo + BeiDou). De plus, les stations sont toutes la propriété de Geodata Diffusion, de manière à assurer pérennité et performance.

Le choix sans aucun compromis du matériel utilisé pour créer le réseau Orphéon 

Tous les capteurs et les antennes sont de même marque afin que les biais d’électronique soient parfaitement maîtrisés ou tout du moins constant dans le calcul RTK réseau.

L’antenne GPS / GNSS de la station est reliée par un câble d’antenne à un coffret électrique hébergeant :

  1. Le récepteur GPS / GNSS.
  2. Un modem pour le connecter à notre réseau de télécommunication propriétaire.
  3. Tous les automatismes nécessaires au redémarrage du site à distance en cas d’indisponibilité des équipements.
  4. Transmission des données dédoublé pour une plus grande disponibilité

 

L’offre de services la plus complète, tout est fait pour que vous puissiez profiter des performances du réseau Orphéon et travailler dans les meilleures conditions. Corrections temps réel, post traitement, application smartphone.

Des services de corrections 100% Galiléo et BeiDou en plus de GPS et GLONASS :

  • plus de satellites (+22 Galileo)
  • fixation plus rapide,
  • plus de  stabilité de mesure,
  • plus de disponibilité,
  • meilleur positionnement
  • moins de multitrajets

Dans votre pratique professionnelle, pour répondre à vos missions et vos obligations, vous pouvez compter la précision centimétrique du réseau Orphéon.

Disposez de votre abonnement temps-réel sans limite 24h/24 au sein de la zone de couverture que vous aurez vous même choisi. 

Un maillage régulier et une sécurisation du transfert de données pour une plus grande fiabilité et répétabilité au quotidien.

Choisissez votre zone de couverture et votre durée d’engagement en fonction de votre besoin réel pour un prix et des remises adaptés. 

L’offre Géodata pour l’Agriculture de Précision

L’offre Agriculture de précision

Une offre spécifique de forfaits et d’abonnements correspondants à vos besoins et adaptés à votre exploitation.

Choix de la carte SIM

L’accès Internet Mobile

Pour vous épargner des démarches et dépenses supplémentaires, nous avons tissé des partenariats étroits avec les grands opérateurs de téléphonie mobiles français SFR et Orange pour vous fournir des cartes SIM pour internet mobile aux meilleures conditions.

Application Smartphone Orphéon

Le suivi du réseau et des abonnements

L’application Orphéon gratuite vous donne accès depuis votre smartphone à un grand nombre de fonctionnalités bien pratiques et complémentaires de votre abonnement ou de votre forfait.