Mieux connaître les systèmes de navigation par

Vie de l’association
Compte-rendu : Journée Technique ATEC ITS France
Mieux connaître les systèmes
de navigation par satellites
pour une mobilité plus intelligente
Synthèse rédigée par le comité de pilotage :
Avec la contribution de :
Fabien COULY
Chef de groupe TITANE – CEREMA
Jacques BEAS GARCIA
Responsable Politique Industrielle
pour le développement des usages
et des services – CNES
Roger PAGNY
Chargé de mission – MEDDE/DGITM
François PEYRET
Directeur du laboratoire GEOLOC – IFSTTAR
C
ette journée technique, qui s’est tenue à Paris le 16 mars 2015,
a été initiée par ATEC ITS France et l’Ifsttar, auxquels se sont
joints le MEDDE, le CEREMA et le CNES afin de compléter
le comité d’organisation. Elle avait pour principal objectif de sensibiliser
les acteurs de la mobilité intelligente à l’importance de la technologie
de positionnement par satellites (GNSS*) pour leur domaine.
Synthèse atelier 1
État de l’art, rappel
des fondamentaux
L’objectif de ce premier atelier était de replacer les GNSS, avec
leurs points forts et leurs points faibles, dans le contexte des
systèmes de transport intelligents de même que dans la panoplie des différentes technologies de positionnement en général.
Les deux premières présentations, préparées par Jean-Marc
Gautier (EGIS) et par Emmanuel Grandserre (4icom), ont
démontré combien les systèmes de navigation par satellites sont
présents dans la majorité des applications ITS d’aujourd’hui et
de demain, avec un accent particulier sur les systèmes de télépéage routier par satellites pour la première et la problématique
du véhicule automatisé, voire autonome, pour la deuxième.
La troisième présentation, donnée par Pierre-Yves Gillieron,
enseignant de l’École Polytechnique Fédérale de Lausane, a
permis de rappeler la place particulière que les GNSS occupent
parmi toutes les autres technologies qui permettent de localiser
les véhicules ou les usagers des transports. Les GNSS restent la
technologie dominante et le resteront encore longtemps, même
s’ils peuvent avoir besoin d’être hybridés avec d’autres capteurs
pour satisfaire les attentes des applications les plus exigeantes.
* Définition GNSS : Le système de positionnement par satellites, appelé sous le
nom plus complet de système de positionnement et de datation par satellites ou
sous son sigle anglais GNSS (Global Navigation Satellite System), est le nom général des systèmes de navigation satellitaires fournissant une couverture globale de
géopositionnement à usage civil. Les GNSS utilisent les constellations existantes de
satellite de navigation, et des systèmes satellitaires complémentaires d’amélioration
de performance, comme EGNOS, ou des compléments au sol, comme le DGPS.
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Un accent particulier a été mis sur la notion d’intégrité qui
permet de mesurer la confiance associée à l’information de
position.
La dernière intervention, faite par Yves Capelle, expert de
Telespazio France, a présenté les différents systèmes GNSS
existants (GPS, GLONASS) et à venir (Galileo, Beidou), ainsi que
les systèmes d’augmentation satellitaires (explications de ce que
sont ces systèmes d’augmentation satellitaires), tels EGNOS en
Europe. Elle a ensuite détaillé les performances actuelles et
futures des GNSS, lesquelles dépendent fortement du type de
signaux et de traitement utilisés, mais aussi de l’environnement
de réception. Pour conclure, Yves Capelle a évoqué les éventuels problèmes de sécurité rencontrés et les contre-mesures
pouvant être mis en place pour y faire face.
Synthèse atelier 2
Le GNSS pour la ville intelligente,
un enjeu pour les collectivités
territoriales et
les opérateurs de services
Historiquement, les systèmes de transport intelligents ont été
portés par les gestionnaires de réseaux routiers et les opérateurs
de transports, la localisation étant dès le départ l’un des points
faibles de ces systèmes. L’utilisation du système GPS, puis des
GNSS avec l’apparition d’autres constellations, a permis d’enrichir fortement les données et le pilotage sur les systèmes de
transports. Enfin, l’apparition de nouvelles applications de navigation professionnelles et privées, ainsi que la généralisation de
supports connectés de types tablettes et smartphones, permettent
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maintenant de fournir directement aux usagers des transports
une information riche et localisée. Ce changement permettant
la génération d’un big data, va nécessiter, dès lors que l’on se
rapproche de l’usager, de gagner en précision et intégrité.
Danny Nguyen-Luong a présenté l’utilisation du GNSS lors
des enquêtes ménages-déplacements par l’Institut d’Aménagement et Urbanisme d’Ile-de-France. Il s’agit de remplacer les
traditionnelles enquêtes « papier » par des outils de suivi fournis
à un panel d’usagers. Les expérimentations conduites en Ile-deFrance montrent que les enquêtes sont à la fois plus précises et
plus riches en données, moins chères et plus agréables pour les
enquêtés. Il a également signalé des pistes d’améliorations grâce
à l’utilisation de smartphones. Ces derniers permettront d’améliorer le positionnement en intégrant l’hybridation des capteurs
et du GNSS. Enfin, ce type d’enquêtes sera complété par des
questionnaires téléphoniques pour avoir un traitement optimal
des données recueillies.
Le GNSS et les ordures ménagères sont à la base d’une longue
coopération pour la société Novacom, qui a équipé 2 500 bennes
à ordures en France. Marc Leminh a présenté tous les intérêts
d’un suivi fin et précis, qui peut tout à la fois contrôler les
déplacements et les actions réalisées mais aussi guider le conducteur dans sa tournée.
Fournir aux usagers des informations en temps réel sur les
transports en commun est un autre enjeu des collectivités territoriales. Jean-Marc Rouffet de Bordeaux Métropole, au
travers du nouveau système d’aide à l’exploitation des transports
bordelais, a rappelé l’intérêt de la localisation et plus particulièrement du suivi GNSS dans l’exploitation et la régulation des
transports en commun, notamment au travers de la gestion des
carrefours à feux. Il a aussi indiqué que ces données géo-localisées ont permis de développer une application sur smartphones
qui permet de bien informer l’usager (au travers d’un code QR)
sans multiplier les supports d’affichage à tous les points d’arrêts
des transports en commun.
Enfin, Romain Legros a présenté le retour d’expérience de la
mise en œuvre d’un réseau national de correction de positionnement GNSS basé sur la technologie RTK*, par la société
Geodata Diffusion. Cette technologie, qui utilise non seulement
le code du signal GNSS mais aussi la phase de l’onde porteuse,
permet, grâce à 162 stations de référence déployées uniformément sur le territoire, de donner une localisation à quelques
centimètres près. Très connue en topométrie et cartographie,
cette technologie est aussi activement utilisée dans l’agriculture
de précision ou encore pour les travaux publics. La société
conduit maintenant des réflexions pour développer l’usage du
RTK dans le domaine des transports : véhicules connectés, drones
ou véhicules autonomes.
Synthèse atelier 3
Le potentiel du satellitaire
pour les industriels de la mobilité
Le GPS est longtemps resté le domaine de prédilection des
industries de défense mais, à partir des années quatre-vingtdix, les usages civils du GPS se sont développés à un rythme
* Définition technologie RTK : La technologie RTK, ou cinématique en temps
réel, permet une mesure de phase par satellite, et fournit une précision centimétrique.
Les calculs de distances s’effectuent à partir des signaux reçus de satellites :
GPS : système américain (Glopal Positionning System)
GLONASS : système Russe (GLObal NAvigation Satellite System)
GALILEO : système Européen prochainement mis en service
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exponentiel. Ce rythme a d’ailleurs beaucoup surpris les pères
fondateurs. Aujourd’hui, avec l’apparition des récepteurs multiconstellations et multifréquences, on ne parle plus de GPS
mais de GNSS, c’est-à-dire d’un Global Navigation Satellite
System. La radionavigation par satellite est devenue la brique
incontournable de la géolocalisation pour les acteurs industriels
de la mobilité intelligente.
Marteen Clements a présenté la logique de l’évolution des
services offerts par la société TomTom. On passe de la simple
carte numérique dédiée à la recherche d’itinéraire, à une carte
enrichie du trafic en temps réel grâce à une remontée permanente des positions des utilisateurs dans un serveur. Les traitements réalisés au niveau du serveur permettent en outre de
mettre à jour la cartographie, de détecter des obstacles imprévus et de calculer des prévisions d‘encombrements.
Pour Philipe Gougeon, les capteurs proposés par la société
Valeo accompagnent l’évolution progressive et sans rupture du
véhicule sans assistance à la conduite vers le véhicule autonome.
Une feuille de route consensuelle, à 6 niveaux, a été définie par
le CAR 2 CAR consortium. L’application GLOSA*, qui vise à
réguler la vitesse d’un véhicule pour qu’il se présente à la phase
verte du feu tricolore lui apparaît en particulier comme très
prometteuse.
La société Robosoft, représentée par son fondateur Vincent
Dupourque, exploite les réseaux de haute précision RTK-GPS
pour développer le transport automatique de personnes. Après
le prototype de Vulcania, l’expérimentation de La Rochelle,
réalisée dans le cadre du projet européen Citymobil 2, constitue
une nouvelle étape prometteuse.
Gilles Laffiche a présenté, au nom de Vedecom, les ambitions
de cet Institut pour la Transition Énergétique (ITE) dédié aux
aspects précompétitifs du développement du véhicule décarbonné communicant.
Synthèse Table Ronde
Comment mieux utiliser le GNSS
dans ce nouveau paradigme ?
Avec quatre constellations mondiales, de nombreuses augmentations régionales (SBAS), des signaux plus performants, l’avènement de la haute précision, l’hybridation pour assurer une
continuité en environnement contraint, nous changeons réellement de paradigme. En même temps, avec les programmes
européens EGNOS et Galileo, l’Europe assure notre indépendance
vis-à-vis de cette infrastructure devenue, en deux décennies,
une infrastructure d’importance vitale.
La table ronde a permis de rassembler les représentants des trois
piliers de la filière de la mobilité automobile utilisant le GNSS :
fabricants de puces avec STMicroelectronics, équipementiers
automobiles avec Valeo, fournisseurs de services de navigation
par satellite avec Galileo. Le tout était complété par une inter* Green Light Optimum Advisory Speed
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vention d’IFSTTAR sur l’impérieuse nécessité de normes pour
mesurer la performance des systèmes de positionnement, qui
seront de toute façon hybrides, dans le monde de l‘ITS.
Philippe Prats a présenté la vision mondiale de la société
STMicroelectronics pour le marché des puces de radio navigation par satellite. Les différentes évolutions envisagées se font
autour d’un produit phare : la puce Teseo. La version III de
Teseo fournira la précision métrique requise par le marché
automobile pour développer le positionnement à la voie de
circulation et l’anti collision. Cette puce sera capable de traiter
tous les signaux en bande L1 diffusés par les constellations GPS,
GLONASS, Beidou, Galileo et de s’interfacer avec du RTK et
d’autres capteurs.
Philippe Gougeon est intervenu pour préciser que le GNSS
avait sa place dans les technologies qui permettront la mise
progressive sur le marché d’assistances à la conduite de plus en
plus exigeantes mais que cette place passe par une stabilité des
performances qui devront être précisément définies.
En réponse, François Peyret d’IFSTTAR a rappelé la nécessité,
dans le monde de l’ITS, de bien différencier la contribution du
système de positionnement de celle du module applicatif aux
performances du service ITS final. Les travaux menés dans le
cadre du projet européen SaPPART permettront de déterminer
des classes de performance du système de positionnement
exigées par les différentes applications des ITS et de soutenir
les actions de normalisation en cours sur ce sujet, au CEN et
à l’ETSI.
David Comby a confirmé que les difficultés du programme
n’empêcheront pas les signaux Galileo d’être présents en 2020
dans les récepteurs multiconstellations. Galileo, avec ses 30 satellites et des différenciateurs comme l’authentification du signal
et la haute précision saura trouver sa place dans un service
global composé d’au moins quatre constellations mondiales et
de nombreuses augmentations régionales comme EGNOS en
Europe.
Conclusion
Cette journée sur les GNSS pour les ITS a tenu ses promesses.
Elle a réuni une cinquantaine de participants, d’horizons très
différents mais partageant tous le même intérêt, autour de
15 présentations de haut niveau données par les meilleurs experts
nationaux du domaine. L’intensité et la qualité des échanges
pendant la table ronde qui a conclu la journée en ont été la
meilleure preuve. Compte tenu de l’évolution très rapide de ces
technologies et de leur intérêt pour les transports, d’autres
manifestations d’ATEC ITS France seront régulièrement organisées sur ce thème. n
Retrouvez l’ensemble des présentations
sur le site d’ATEC ITS France
www.atec-itsfrance.net