Les systèmes d’augmentation de la précision LBAS & SBAS

Les systèmes LBAS et SBAS sont deux systèmes d’optimisation distincts de la précision de la géolocalisation par Satellites GNSS.
Le système LBAS (Local Based Augmentation System) assure la transmission des corrections directement au récepteur par des moyens de communication tels que le réseau cellulaire, la radio, internet, …).
Quant au SBAS (Satellite Based Augmentation System), il  permet lui une diffusion des corrections via des satellites géostationnaires.

Le système d'augmentation local : LBAS

Le système de correction LBAS repose sur un processus de différenciation des observations qui permet de supprimer les sources d’erreurs de positionnement GNSS et d’améliorer son intégrité. Le principe consiste à évaluer sur un point connu, l’écart entre coordonnées issues de la détermination GNSS et ses coordonnées réelles. Il en résulte un lot de corrections transposable sur des zones géographiques proches. Ces corrections sont ensuite appliquées au récepteur mobile en temps réel ou dans un logiciel de post-traitement.
On parle alors de GNSS différentiel ou DGPS.

On distingue plusieurs types de corrections différentielles locales :
  • Correction différentielle DGPS :
    C’est la méthode historique pour corriger les erreurs de GNSS en temps réel. Elle repose sur une communication entre le récepteur de la station de référence et le récepteur mobile. Cette méthode utilise les mesures du code  de la porteuse L1/E1. Un équipement de communication transmet les corrections en temps réel au mobile, afin de lui permettre un positionnement submétrique.
  • RTK :
    Le RTK utilise le même principe de correction différentielle que le DGPS. L’avantage du RTK réside dans l’utilisation de la phase de l’onde porteuse. Cette phase permet des mesures infra-centimétriques des “pseudo-distances” et donc de positionner en RTK un mobile avec une précision centimétrique.
  • Post-traitement :
    Il est également possible d’enregistrer les données du récepteur de la station de base tout comme les données du mobile. Cela permet de traiter les vecteurs à posteriori en utilisant un logiciel de post-traitement. La précision ainsi atteinte est équivalente au temps-réel voire meilleure dans le cas de mesure dite statique. C’est-à-dire en enregistrant des données en continu sur un même point sur de longue période.
LBAS GPS

Le système d'augmentation spatial : SBAS

Le système d’augmentation SBAS fonctionne différemment du LBAS. Ce système dispose quant à lui d’une architecture modulaire semblable à celle d’une constellation GNSS qui inclut 3 composantes:

  • terrestre (stations de référence),
  • spatiale (satellites géostationnaires),
  • utilisateur.

Le principe : des satellites géostationnaires délivrent en temps réel des corrections permettant d’accroître la précision. Ils transmettront également des informations permettant de garantir l’intégrité de ces corrections. C’est le réseau de station au sol qui va permettre l’observation des erreurs.

Exemple : EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) est le service SBAS qui couvre l’Europe. A ce jour il dispose de 2 stations de référence en France Métropolitaine.

Ce système prend en compte les satellites des constellations GPS et prochainement GALILEO. Trois satellites géostationnaires transmettent en Europe des corrections de positionnement. L’activation de l’utilisation de ce système d’optimisation sur le récepteur peut permettre d’atteindre alors une précision comprise entre 1 et 3 mètres en 3D.

SBAS DGPS

Plusieurs zones géographiques de par le monde disposent de leur propre service, comme on peut le voir sur la carte ci-dessous.
Tout comme EGNOS qui est disponible en Europe, d’autres services implémentent la technologie SBAS sur le globe. C’est le cas de WAAS, MSAS, GAGAN…

Quel système pour quelle utilisation ?

Il est évident que les caractéristiques de chaque système d’augmentation induisent une prédisposition pour certains secteurs d’activité. Le mode de transmission et leur niveau de précision souhaité vont donc permettre de se diriger vers l’une ou l’autre des solutions.

SBAS
LBAS
Précision 1m - 3m , Zone dégagée
Précision centimétrique , Zone urbaine
AGRICULTURE STANDARD
AGRICULTURE DE PRÉCISION
AVIATION
TRANSPORTS TERRESTRES
-
TRAVAUX PUBLICS
-
TOPOGRAPHIE

 

Le système SBAS a été en premier lieu développé pour des usages où la couverture téléphonique est soit restreinte ou complètement absente et où le besoin en précision n’est pas la priorité.
Ceci est le cas de l’aviation civile, où à l’altitude de vol seule la transmission satellitaire est envisageable. Aujourd’hui cette technologie s’est étendue dans le secteur de l’agriculture qui ne requiert pas toujours de la haute précision. Toutefois pour des applications d’autoguidage agricole (voir article), la précision centimétrique est primordiale. La solution LBAS est privilégiée dans ce domaine d’application. Car elle permet une plus grande flexibilité sur le niveau de précision atteignable.

L'exception des solutions TERIA

Les solutions TERIA permettent de combiner les avantages de ces deux technologies. En effet, le réseau TERIA (NRTK) permet de fournir des corrections de type LBAS et TERIAsat  fonctionne comme un système SBAS tout en permettant d’obtenir un positionnement centimétrique en temps-réel. Ainsi les solutions TERIA permettent systématiquement de fournir la précision centimétrique en temps-réel.

Cette particularité provient de la qualité du réseau TERIA et surtout de la densité du maillage des stations de référence.
Effectivement, si nous prenons le cas de la France métropolitaine près de 200 stations maillent le territoire. Cette densité revient à avoir une station tous les 50km.

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6 Commentaires

  • rubin dit :

    Bonjour,

    Vos présentations sont intéressantes !
    Acteur de plus de 25 ans dans l’aéronautique, je termine un Master2 en Systèmes Embarqués. Je prévois un sujet de stage sur l’approche LPV/GNSS.
    Peut-être auriez vous des descriptifs techniques sur la propagation et algorithmes de calcul d’erreur.
    D’avance, merci !..

  • Teria dit :

    Bonjour,

    Comme convenu par téléphone, nous vous recontacterons par mail afin de vous transmettre les éléments que vous souhaitez.
    Bonne continuation,

    L’équipe Teria

  • A.KHELIFA dit :

    Bonjour;
    Faisant partie d’une compagnie aérienne dans le domaine de maintenance et étant intéressé par le sujet SBAS et la fonction LPV, serait possible de m’éclairer sur ce sujet et de me dire que faut il pour activer cette fonction sur des aéronefs de type B737-800 ,A330 et ATR72-600.
    c.a.d quels sont les équipements avion ainsi que leurs standards pour activer cette fonction?
    sachez que je me suis déjà un peu documenté sur le sujet et que j’ai une idée assez vague quant aux différents éléments nécessaires via les différents sites sur le Web mais ce que je veux c’est une explication humaine de la chose car le contenu de ces sites n’est pas toujours simple à peine on a compris quelque chose qu’on se perd dans une autre.

    Merci pour votre aide et collaboration
    A. Khelifa

    • L'équipe Technique TERIA dit :

      Bonjour Mr Khelifa,
      Nous comprenons qu’il n’est pas toujours facile d’avoir une explication claire sur des sujets aussi techniques.
      Toutefois, comme vous le savez les normes aéronautiques sont très restrictives et les standards sont appliqués de manière spécifique par chaque avionneur. C’est pour cette raison que nous ne pouvons pas vous répondre directement sur l’aspect matériel. Nous vous conseillons de prendre contact avec les constructeurs mentionnés (Airbus, Boeing et ATR) pour vous apporter des détails sur cette question. Ils seront les plus à même de vous apporter une réponse approfondie concernant leurs appareils. N’hésitez pas à nous écrire si vous avez d’autres questions.
      Bonne continuation;

      L’équipe TERIA

  • NANCY ORNELLA dit :

    étudiante en telecom , je travail actuellement sur les sbas, vous n’auriez pas par un logiciel de simulation des sbas à me proposer svp ? ou même un lien qui pourrait m’aider ?
    merci.

  • Raphaël Baucry - ingénieur équipe technique TERIA dit :

    Bonjour,
    Après quelques recherches, le site de l’ESA propose un logiciel, SBASimulator, réalisé avec l’IGUASSU qui permet de configurer et d’analyser les performances des systèmes SBAS en fonction des constellations GNSS, des éphémérides utilisés, des réseaux de stations sols, etc…
    http://www.egnos-pro.esa.int/sbassimulator/index.html
    http://iguassu.cz/wp-content/uploads/2015/10/SBAS-Simulator2-brochure.issue0rev1.pdf
    Je vous invite à prendre contact avec la société éditrice du logiciel (http://iguassu.cz/contact/) car la seule version que j’ai trouvée fonctionne sous navigateur web via Java (que la plupart des navigateurs ne supportent plus).

    L’équipe TERIA.

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