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TERIA intègre Raphal au PYX
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RTK, PPP, PPK, SBAS… Quelle technologie pour vos missions drones ?

Défilez et Explorez

La précision GNSS est cruciale pour les missions drones. Entre SBAS, PPP, PPK, RTK ou PPP-RTK, le choix de la technologie d’augmentation dépend de vos contraintes terrain, de votre besoin de précision et de vos moyens techniques.
Voici un aperçu clair pour faire le bon choix!

SBAS :  Satellite-Based Augmentation System

 

La technologie SBAS (lire l’article) permet d’améliorer grandement l’intégrité de la position et la continuité/disponibilité du service d’augmentation.

Néanmoins, les services d’amélioration de la précision de type SBAS (article) comme EGNOS, ne permettent d’avoir qu’une précision métrique de 1 à 3 m.

Le système SBAS est aujourd’hui certifié pour des usages tels que l’aéronautique « standard », toutefois ce n’est plus la solution adaptée aux attentes des pilotes de drone qui souhaitent une précision centimétrique.

PPP : Precise Point Positionning

 

À l’inverse du SBAS, la technologie PPP seul (article),  c’est-à-dire sans technologie associée, fournit une précision entre 10cm et 1m sur une zone de couverture très étendue (mondiale).

Dans le cadre d’une utilisation par drone, le PPP peut représenter une solution attractive lorsqu’une précision absolue décimétrique est suffisante. Cela est peut être le cas pour des missions de cartographie ou d’inspection dans des zones isolées, où l’accès aux réseaux de correction en temps réel (comme les réseaux RTK ou NRTK) est limité ou inexistant.
Son principal avantage réside dans le fait qu’il ne nécessite aucune infrastructure locale, ce qui facilite les déploiements rapides sur le terrain. En revanche, le temps de convergence du signal long, pouvant aller de quelques minutes à plus de 30 minutes selon les conditions et le type d’appareil, reste un frein majeur pour des usages nécessitant un positionnement immédiat et fiable.
Cet élément est contraignant pour les applications dynamiques en vol, en particulier lorsque les drones réalisent des levés photogrammétriques de courte durée ou dans des environnements changeants (activité ionosphérique importante).

PPK : Post Processing Kinematic

 

La différence avec les techniques précédentes, est la manière dont les données sont corrigées dans le temps pour les rendre plus précises. En effet, comme son nom l’indique le PPK est une technique de précision différée.

Avec le PPK, le drone géolocalisera les coordonnées X, Y, Z de chaque image en se basant sur l’unité GNSS embarquée. Au même moment, une base ( Pivot mobile, AeroPoint, réseau CORS comme TERIA ou TERIArinex Virtuel) enregistre également des informations de position, mais avec une triangulation beaucoup plus précise au format RINEX.

Une fois le vol terminé, un traitement ultérieur permettra de faire correspondre ces deux ensembles de données GNSS grâce à l’horodatage des photos. Plusieurs logiciels permettent de faire ce travail en fonction du matériel utilisé. Enfin, les données de position du drone, moins précises, sont corrigées pour avoir des relevés de vol avec une précision centimétrique.

Cette procédure demande de traitement important mais permet d’avoir une haute intégrité de la mesure en temps différé.

Le PPK devient ainsi particulièrement utile dans des environnements où la couverture réseau est limitée ou instable (zones rurales, montagneuses, etc.), ou dans des contextes critiques où la fiabilité et la reproductibilité des données sont essentielles, comme en topographie, en agriculture de précision, ou en inspection d’infrastructures.
De plus, le fait de ne pas dépendre d’une correction en direct réduit considérablement les risques de pertes de signal ou d’interruptions de flux, offrant une robustesse supplémentaire aux opérations.

Les contraintes de cette technique sont le temps de traitement mais également la nécessité d’avoir une station de référence à proximité ou d’installer une antenne pivot ou base mobile. Si le droniste n’en dispose, il est possible d’utiliser les données du service RGP de l’IGN dont les données sont en majorité fournie par TERIA.

PPK + Rinex Virtuel 

 

Le principe de cette association est le même que le PPK classique, mais au lieu d’utiliser une station physique, nous utiliserons un fichier RINEX virtuel généré par un service comme TERIA Rinex Virtuel ou équivalent.

Ce fichier est positionné exactement sur le point de décollage du drone, généré à postériori avec une qualité pouvant être équivalente à celle d’une base physique (si bonne couverture réseau et géodésie maîtrisée).

Les avantages de cette technologie est le gain de temps car il n’est pas nécessaire d’installer une station GNSS sur trépied, ni d’assurer d’une connexion stable avec le drone.
L’autre avantage est cela minimise la baseline (distance entre drone et base) et améliore donc la précision du post-traitement PPK.

RTK : Real Time Kinematic

 

Lire l’article: Que signifient RTK et NRTK

Dans le cadre d’un usage professionnel de drone, le RTK permet de réduire de manière significative les chevauchements d’images.
Cela induit qu’il faudra moins de photos et par conséquent un temps de vol et de calcul plus court augmentant ainsi l’autonomie de vol. Une haute précision avec une grande intégrité des données permet également de comparer des mesures sur prises plusieurs jours et à des saisons d’intervalles. Ainsi, il sera possible de contrôler l’avancement ou la comparaison d’un projet par exemple.

Courbe d'intégrité mesure et précision GNSS vs RTK (Source: SNIP)

 

En Rouge SBAS/WAAS, les corrections livrées par satellite et le même ensemble utilisé

En Blue le DGPS traditionnel d’une station voisine (à 50 km), en utilisant le message RTCM

En Vert (le minuscule point en plein centre), le système de navigation RTK fonctionnant en mode fixe de résolution d’ambiguïté, utilisant les messages RTCM de type 1004 provenant d’une station locale.

Les solutions GNSS pour Drone RTK

 

Il y a deux possibilités pour travailler en RTK avec des niveaux de haute précision différents.

 

  • Le premier cas d’utilisation est le drone avec antenne RTK combiné avec un abonnement à un réseau RTK. Seul le drone est mobilisé sur le terrain sans matériel complémentaire avec une précision de 2 à 5cm. Les images enregistrées par le drone sont géotaggées en temps réel et corrigées par le service RTK.
  • Le second, est le drone RTK combiné cette fois-ci à une base RTK comme le PYX de TERIA. Cette méthode permet d’avoir une précision relative de 1 à 2 cm mais nécessite que la base soit positionnée de manière vraie en amont avec une durée d’enregistrement.

 

Le gain de temps de traitement et de logistique qu’offre ce service permet aux professionnels de gagner en optimisation dans leurs méthodes de travail.

L’utilisation de services comme le RTK ou PPP-RTK de TERIA, fournissant une précision centimétrique en temps-réel avec des données qualifiées, sont de plus en plus demandés. Le Géoréférencement d’images est instantané et automatisé. La formation et la prise en main d’un drone RTK est donc plus rapide.

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Les Solutions TERIA

TERIA accompagne les dronistes avec une offre RTK spéciale drone, adapté aux besoins spécifique de l’utilisation du RTK en dynamique.

Au travers de sa solution compacte PYX, TERIA offre également la possibilité de fournir des corrections issues du récepteur mobile positionné en tant que base RTK et fournissant des corrections via le serveur NTRIP TERIA.

Dans ce cas l’application TERIAconnect est en mesure de connecter le PYX au drone, de géoréférencer celui-ci dans le système légal et de fournir des corrections RTK au format RTCM.

Pour aller plus loin, TERIA propose un service de corrections transmise par liaison satellite privée basé sur la technologie PPP-RTK. L’objectif est de fournir directement les corrections aux drones sans passer par un moyen de communication terrestre.
L’avantage de la technologie SSR est qu’elle permet de s’affranchir du réseau téléphonique et des pertes de connexions duent aux zones blanches.

Limitations

Le drone est un outil incroyable lorsqu’il est bien utilisé. Cependant, il présente aussi des limitations dans certaines zones de déploiement.

Le cas des systèmes par satellites : certains systèmes de navigation par satellite utilisés pour les drones reposent sur la technologie GNSS. Cependant, les signaux sont susceptibles d’être bloqués par des bâtiments de grande hauteur ou par de mauvaises conditions météorologiques.

Le cas des réseaux cellulaires :  les réseaux cellulaires existants ont été conçus pour prendre en charge un trafic asymétrique et offrir une bande passante élevée (par exemple pour les téléchargements ou le partage de contenu en streaming). Cependant, il existe de nombreux cas où les drones auront besoin d’une bande passante élevée en voie montante (par exemple pour transmettre des vidéos en haute définition enregistrées depuis les airs). Les antennes cellulaires sont également orientées vers le bas afin d’offrir une meilleure couverture au sol et de réduire les interférences entre cellules, mais les drones de surveillance aérienne auront besoin d’une couverture en haute altitude depuis leurs stations de base.

Les institutions gouvernementales : elles vont mettre du temps à autoriser le déploiement et à uniformiser les réglementations à l’échelle mondiale. (Formation obligatoires, examens déclarations, zones restreintes…)

Sécurisation des données : Pour continuer à déployer et démocratiser l’utilisation des drones en zones urbaines, il est crucial de répondre aux préoccupations du grand public. Avec une surveillance accrue, il est impératif de fournir des garanties concernant le traitement des données enregistrées en vol. Les utilisateurs doivent pouvoir avoir une visibilité sur les données collectées, leur utilisation, leur lieu et leur durée de conservation. La détection et l’évitement des obstacles sont également essentiels pour réduire les risques que les drones posent pour le public. Muni d’un système GNSS précis, le drone peut acquérir des informations de position qui seraient diffusées via l’ADS-B à d’autres drones et aux utilisateurs de l’espace aérien, garantissant ainsi une transmission rapide des données de position pour la détection et l’évitement des collision (DJI AirSENSE)

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RTK, PPP, PPK, SBAS… Quelle technologie pour vos missions drones ?

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