Etude de cas : Le GPS.

...

Egnos repose sur l’utilisation de 34 stations au sol et sur l’utilisation de 3 satellites géostationnaires, il corrige l’onde L1. Le signal est gratuit. Egnos est en phase de test, « la date de fin de test est sans cesse reportée et pourrait au final correspondre à la fin de la mise en place du projet européen Galiléo (2010) ».

Signaux Starfire John Deere

Systèmes de correction John Deere, existant sur deux modes de correction:

SF1 : corrige l’onde L1.

SF2 : corrige L1 et L2, sur abonnement.

Le signal John Deere Starfire ne peut être capté que par les récepteurs John Deere.

Signaux Omnistar

Signal établit par la société FUGRO, utilisant plus de 100 stations à travers le monde. La méthode de calcul est avantageuse pour la navigation car il y a simultanément 5 stations de référence utilisées pour le calcul de la mesure ce qui crée une certaine « continuité (pas de saut de position) » dans le signal :

Pour le signal Omnistar deux types de correction existent :

VBS( Virtual Base Station) sur abonnement, le signal de correction sur l’onde L1 envoyé à l’utilisateur est corrigé de la distance le séparant de la station de référence.

HP (High Performance) signal de correction sur L1 et L2 nécessite un abonnement.

Comparatif des différents signaux et récepteurs

L’heure, le lieu et le jour où ont été réalisés les différents essais influent sur la précision en raison de la variation du nombre de satellites visibles par un récepteur.

Tous les signaux ne conviennent pas à tous les récepteurs. Les récepteurs bi-fréquences peuvent utiliser les ondes L1 et L2 tandis que les récepteurs mono-fréquence n’utilisent que L1. Les caractéristiques des récepteurs varient : les bi-fréquences ont un « temps d’initialisation entre 10 et 45 minutes, une perte du signal à proximité d’un obstacle (bâtiment, bois, …) » mais « une stabilité plus importante ». Les récepteurs mono-fréquence n’ont : «pas de temps d’initialisation » sont : « moins sensibles aux obstacles » mais « sensibles à la perte d’un satellite ». Il faut noter aussi que les informations de correction des signaux mono et bi-fréquences sont envoyées en permanence à l’utilisateur, les erreurs dues au multi trajet et à la perte du signal près des forêts, bâtiments… portent préjudices tandis qu’avec un système RTK ces effets sont atténués car la base est fixe et proche de la parcelle.

Le test des différents signaux ci-dessous a été réalisé en même temps pour ne pas avoir l’impact des modifications de la position satellitaire dans le temps. Il est possible de dégager la conclusion que plus le temps passé dans la parcelle est important plus l’imprécision augmente.

Les précisions du système DGPS que nous observerons tout au long du mémoire bibliographique sont évaluées par rapport à une ligne de référence AB tracée préalablement par l’homme : « précision en relatif ». Les précisions par rapport à un tracé évalué préalablement par un signal DGPS sont des « précisions en absolu ». Lorsque l’on cherche à retrouver un tracé effectué préalablement par un signal DGPS afin de toujours passer au même endroit, la précision des meilleurs systèmes n’est en absolu que de 45 cm pour HP et d’1 mètre pour SF2. Il n’est pas possible d’utiliser HP et SF2 dans ce but, il faut donc se tourner vers le RTK. Le RTK permet de revenir à tout instant précisément au même endroit.

Le RTK( Real Time Kinematic)

Ce système repose sur l’acquisition d’une base fixe par l’agriculteur et d’un récepteur bi-fréquence situé sur le tracteur, la liaison entre le récepteur et la balise s’effectue par ondes radio. La balise est située à la ferme ou mobile de parcelle à parcelle son rayon d’action est d’environ 10 km sans répétiteur, les coordonnées de celle-ci sont connues, lorsqu’elle reçoit le signal GPS elle le corrige et renvoie l’information à l’utilisateur. Pour plus de précisions la société Satplan a développé un système nommé l’AF Tracker, il nécessite une balise supplémentaire située sur l’outil, ainsi le tracteur et l’outil sont guidés, c'est-à-dire que le tracteur compense le glissement de l’outil en zone de dévers. La précision du RTK est de 2 cm, le coût de la balise est de 20000 à 30000 euros, il n’y a pas d’abonnement.

Les systèmes temps réel Sat-info et Orphéon

Pour limiter le coût du système RTK deux sociétés ont développé deux systèmes similaires. Le principe général repose sur un réseau d’antennes espacées de 60 à 70 km, disposées en triangle et de coordonnées connues. Le but de ces antennes est de capter un maximum de signaux des satellites et ensuite d’élaborer à l’aide d’un serveur une correction différentielle envoyée à l’utilisateur par GPRS (réseaux de télécommunication mobile) ou par internet. L’erreur moyenne de ce type de système est de 2 à 3 cm et l’erreur maximale dans 95% des cas de 5cm, l’intérêt est qu’il fonctionne quelles que soient les distances entre les parcelles d’une exploitation et la base, il n’y a donc pas de limite d’action comme le RTK. Un deuxième mode peut être utilisé à l’aide de ces réseaux : le DGPS, la précision est de 10-20 cm, il est disponible partout en France et est moins.

Le système Sat-info est commercialisé par « Trimble, d3E, et par la société elle-même », le système Orpheon est commercialisé par Satplan.

Une différence subsiste dans le calcul de correction entre ces deux systèmes :

Le système Orpheon utilise une station maîtresse (la plus proche de l’utilisateur) à partir de laquelle est établie une correction munie d’un coefficient important pour le calcul global de correction que recevra l’utilisateur. Les corrections au niveau des stations auxiliaires ont moins d’influence dans le calcul.

Sat-plan utilise les corrections des antennes GPS fixes de coordonnées connues et crée une station virtuelle dans la parcelle de l’utilisateur. La station virtuelle est élaborée dès que l’utilisateur se connecte au service par l’envoi de sa position GPS initiale.