gps = global positioning system.

Concurrence
S’affranchir du GPS
© ESA
Chine, Europe, Japon et Russie… les principales puissances spatiales mondiales ont, depuis quelques années, décidé de développer
leur propre système de navigation par satellite. Les futures constellations telles que Galileo, Beidou ou Glonass vont leur permettre
de s’affranchir de l’hégémonie du GPS américain tout en améliorant la précision de la géo localisation. Tour d’horizon.
Xo
lors qu’une étude britannique de la Royal Academy
of Engineering démontre qu’une panne du GPS aurait
de grave conséquences sur nos sociétés de plus en plus
dépendantes de ce système, les puissances spatiales que sont
la Chine, l’Europe, la Russie et, dans une moindre mesure, le Japon
et l’Inde, sont déjà en train de déployer leurs propres constellations
de satellites de navigation.
Ainsi, le système russe Glonass est sur le point d’être totalement
achevé et mis en exploitation. Prévoyant 24 satellites opérationnels
répartis sur trois plans orbitaux pour couvrir l’ensemble de la Terre,
Glonass est destiné à déterminer les coordonnées des objets
sur terre et en mer avec une marge d’erreur de l’ordre d’un mètre.
La constellation existante permet déjà de couvrir l’ensemble
A
Quelques sigles
 GPS = Global Positioning System
 Glonass = GLObal Navigation Satellite System
 Egnos = European Geostationary Navigation Overlay
 IRNSS = Indian Regional Navigational Satellite System
 Beidou = Satellite Navigation and Positioning System
 GNSS = Global Navigation Satellite System
du territoire russe et plus de 90 % de la planète. Aujourd’hui,
27 satellites sont en orbite, dont 23 opérationnels, alors que
24 satellites opérationnels sont indispensables pour couvrir le globe
et permettre d'engager les premiers clients commerciaux.
Des clients qui semblent déjà être au rendez-vous. Selon le site
«erenumerique.fr» par exemple, “la société Qualcomm a annoncé
la prise en charge du système de satellite russe Glonass, avec
la possibilité unique d'utiliser simultanément les réseaux GPS
et Glonass afin de renforcer les performances de la localisation.
Le premier téléphone compatible avec les deux systèmes
de positionnement, dispose de 55 satellites pour calculer
sa position, au service de n’importe quelle application basée sur
la localisation. La détermination de l’emplacement est bien
plus exacte, dans le monde entier, et encore plus dans
les environnements urbains où les rues étroites et les immeubles
élevés sont autant d’obstacles à la réception du signal.” A l’origine,
le système Glonass a été créé par le complexe militaro-industriel
soviétique dans les années 1980. Puis, en 1993, la Russie a décidé
de mettre au point ce programme dans la sphère civile, afin
de concurrencer le système américain GPS et le futur programme
européen Galileo.
LATITUDE 5 / N°93 / JUILLET 2011 /
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Concurrence
© RIA / NOVOSTI.COM
Lancé par la Commission européenne et développé conjointement
par l'Agence spatiale européenne et le consortium Galileo
Industries (GmbH, Alcatel Space, Astrium Otd, Alenia Spazio),
Galileo est un des projets phare du spatial européen. Cette
constellation sera composée, à terme, de 30 satellites (27 actifs et
3 de secours) d’environ 700 Kg chacun, placés sur trois orbites
circulaires d’altitude moyenne (24 000 Km), et d’une composante
terrestre avec des stations au sol, des centres de contrôle et des
utilisateurs dotés de récepteurs mobiles.
L’importance stratégique de la navigation par satellite, et ses
applications potentielles, ont conduit la Commission européenne à
créer une autorité de surveillance : GNSS. Celle-ci doit rendre
interopérables les différents systèmes de navigation par satellite
(GPS, Glonass, Galileo), ainsi que les systèmes géostationnaires
d'amélioration de la précision et de l'intégrité, comme l’européen
Egnos par exemple. EGNOS (Système européen de complément à
la navigation géostationnaire) est une première initiative conjointe
de la Commission Européenne, de l'Organisation Européenne pour
la Sécurité de la Navigation Aérienne (Eurocontrol), et de l'Agence
Spatiale Européenne. Son rôle est de corriger les signaux des
systèmes de positionnement GPS et Glonass, et d'améliorer leur
fiabilité et leur précision. Il préfigure le système Galileo.
L’Europe a par ailleur signé des accords de coopération avec l’Inde,
qui commence aussi à mettre en œuvre son propre système, baptisé
IRNSS. Celui-ci offrira une précision au sol inférieure
à 20 mètres et devrait être prêt en 2012. A titre de comparaison,
Galileo offrira la meilleure résolution (inférieure au mètre).
Principe de navigation par satellite
La navigation par satellite offre, grâce à une technologie de pointe,
une précision sans commune mesure avec celle qui résulte de la
simple observation du soleil et des étoiles. Développée depuis une
trentaine d’années à des fins essentiellement militaires à l’origine,
elle permet à celui qui dispose d’un récepteur de capter des signaux
émis par une constellation de satellites pour déterminer très
précisément à tout instant sa position dans le temps et dans l’espace.
des calculs géométriques basés sur le temps de déplacement
des signaux et le positionnement des satellites, confrontée à
des données de terrain en trois dimensions pré-stockées.
Au Japon, après le lancement, en 2010, de Michibiki, un satellite
de géo localisation offrant une bonne résolution et un bon rendu
géographique, il est question de lancer 6 satellites supplémentaires
afin de pouvoir presque suppléer au GPS. Michibiki permet déjà
d’obtenir des informations de localisation géographiques plus
fiables que celles du seul GPS dont la précision théorique est
difficile à atteindre dans cet archipel aux villes peuplées de gratteciel et au terrain accidenté. Les 6 autres satellites devant compléter
le système permettront de disposer de ces données 24 heures sur
24 et non un tiers du temps seulement comme c’est le cas
actuellement avec le GPS. Les données de Michibiki sont reçues
au Japon, en Australie et dans une partie de l’Asie.
Les domaines d’application de ces systèmes de navigation ou géo
localisation par satellite sont multiples : que ce soit la navigation,
depuis les récepteurs portables de randonnée, les navigateurs
de véhicules, jusqu’aux centrales de navigation des avions
et bateaux, le transfert de temps et la synchronisation, la
surveillance, la topographie, (construction ou les travaux publics),
le sauvetage aéronautique, maritime ou terrestre, la géophysique,
(surveillance des failles), le suivi des animaux migrateurs ou des
populations d'espèces menacées, la gestion de réseaux de transport,
la surveillance des zones de pêche, l'agriculture de précision,
la gestion des collectivités locales, (mise à jour du cadastre), la lutte
contre le vol, (véhicules ou containers), la lutte contre la piraterie
maritime, l’aide aux personnes handicapées etc, etc.
Les implications économiques de ces systèmes de navigation
par satellites sont tout aussi multiples et importantes, sans oublier
la notion de prestige pour certaines de ces nations, (Chine et Inde
en particulier) qui confortent ainsi leur position dans le club très
fermé des puissances spatiales. 4
La constellation Beidou comptera, à terme, 35 satellites opérationnels.
Précisions sur Galileo
De son côté, la Chine a développé, depuis l’an 2000, le système
Beidou (la Grande Ourse), dont la version expérimentale,
Beidou-1, était composée de 4 satellites avec des fonctionnalités
limitées. Aujourd'hui, la nouvelle version, Beidou-2, est en cours
de développement avec des lancements périodiques de satellites,
pour atteindre un ensemble opérationnel de 35 satellites.
Le système fournira des services de navigation, minutage et
messagerie mobile dans la région Asie-Pacifique dès 2012
et des services de navigation globale d’ici 2020. A la différence
du GPS, qui utilise un vaste réseau de satellites, le système Beidou
a adopté une méthode de positionnement par double satellite où
la position bidimensionnelle de l’utilisateur est déterminée par
Les satellites de la constellation Galileo sont équipés d’une horloge
atomique mesurant le temps avec une extrême précision. Ils
émettent des signaux personnalisés indiquant l’heure de départ du
satellite. Le récepteur au sol, intégré par exemple dans un téléphone
portable, possède en mémoire les coordonnées précises des orbites
de tous les satellites de la constellation. Il peut ainsi, en lisant le signal
qui arrive, reconnaître le satellite émetteur, déterminer le temps mis
par le signal pour arriver jusqu’à lui et donc calculer la distance qui
le sépare du satellite. Dès qu’un récepteur au sol reçoit les signaux
d’au moins quatre satellites simultanément, il peut calculer sa
position la plus exacte possible (précision variant de 10 m à 1 m).
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