FR3025610A1 - Procede de determination collaborative d'erreurs de positionnement d'un systeme de navigation par satellites - Google Patents

Procede de determination collaborative d'erreurs de positionnement d'un systeme de navigation par satellites Download PDF

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Abstract

Les signaux de positionnement diffusés par les constellations GNSS sont affectés d'erreurs importantes, notamment dues à la traversée de la couche ionosphérique ou de la couche troposphérique. Plusieurs moyens lourds ont été déployés pour fournir aux utilisateurs professionnels des corrections desdites erreurs. Ces moyens nécessitent cependant tous la connaissance d'au moins un point de référence précis à une distance donnée. Selon l'invention, des récepteurs de positionnement peu précis, tels que des téléphones intelligents, présents dans une zone géographique, de position précise non connue, peuvent contribuer à la production de corrections d'erreurs atmosphériques précises s'ils sont suffisamment nombreux.

Description

1 PROCEDE DE DETERMINATION COLLABORATIVE D'ERREURS DE POSITIONNEMENT D'UN SYSTEME DE NAVIGATION PAR SATELLITES DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention s'applique aux systèmes d'aide à la navigation par satellites. Plus précisément, l'invention a pour but de produire des informations permettant de déterminer les erreurs de positionnement résultant de l'utilisation d'un signal de navigation par satellites.
ARRIERE-PLAN [0002] La première constellation de satellites émettant des signaux de positionnement a été mise en place pour des applications militaires par l'Etat américain (Gobai Positionning System ou GPS) à partir du début des années 80.
Depuis, les signaux GPS ont été utilisés par des applications civiles professionnelles (gestion de flottes de camions, aides à la navigation aérienne, relevés géodésiques, etc...), et désormais pour des applications grand public (navigation automobile avec des terminaux embarqués et navigation piéton avec des terminaux de type téléphone intelligent). D'autres constellations ont été mises en place par l'Etat russe (GLONASS) et l'Etat chinois (Baïdou). Une constellation de satellites européens (Galileo) est en cours de déploiement. De manière générale, ces systèmes de navigation sont désignés par l'acronyme GNSS (Global Navigation Satellite Systems ou Systèmes globaux de navigation par satellite). [0003]Le principe de base de l'aide au positionnement et à la navigation par satellites est le calcul par un récepteur doté de circuits de traitement électronique de données de position, vitesse et temps (PVT) à partir de signaux électromagnétiques de longueur d'onde centimétrique émis par des satellites en orbite. Le calcul des données PVT par un récepteur à partir des signaux des satellites est affecté de nombreuses erreurs de différents types : impact de la traversée par les signaux électromagnétiques des différentes couches de l'atmosphère (troposphère, ionosphère), erreurs dues aux réflexions des signaux sur des objets dans le voisinage du récepteur (multi-trajets), erreurs d'horloge, erreurs des circuits de traitement électronique, etc Pour les applications militaires, ces erreurs sont corrigées notamment par l'utilisation des propriétés des signaux émis sur des porteuses réservées (code P(Y) du GPS). Des moyens spécifiques de traitement et de fusion multi-capteurs sont en outre généralement prévus pour garantir précision et intégrité de mesures destinées à des usages critiques. Mais ces solutions sont restreintes et coûteuses. 302 5 6 10 2 [0004] Pour répondre au besoin croissant de précision des applications civiles, divers moyens ont été développés pour corriger les erreurs principales: acquisition de signaux en provenance de plusieurs constellations, amélioration des antennes pour accroître la robustesse de la réception, boucles de corrélation dans les récepteurs, 5 GPS différentiel qui fait appel à des stations de base fixes qui diffusent un signal de référence permettant de corriger les erreurs, réseaux terrestres de diffusion d'informations de correction, fusion des données satellites avec des données des capteurs de mouvement embarqués sur le récepteur, ou donnant des informations de trajectoire du récepteur (cartographie, modèles de terrain), etc.... 10 [0005]En particulier, les erreurs dues à la traversée de l'ionosphère par les signaux émis par les satellites de radionavigation pèsent lourd dans le bilan global des erreurs de positionnement (4 écart-types, selon la publication d'A Angrisano et alii, « lonospheric models comparison for single-frequency GNSS positionning », ENC 2011, 12/2011, http://pano.uniparthenopejt/nodP/6/1). Plusieurs types de techniques 15 de correction de ces erreurs ionosphériques peuvent être employés dans l'état de l'art. [0006] Un récepteur bi-fréquences peut ainsi utiliser une combinaison linéaire des pseudo-distances calculées à partir des signaux de chacune des fréquences. L'erreur ionosphérique étant fortement corrélée aux fréquences, elle pourra être 20 éliminée par ladite combinaison. Cependant, les récepteurs bi-fréquences ne sont pas encore très diffusés dans le grand public. En outre, le temps de convergence vers une mesure stabilisée est relativement long (pouvant atteindre une demi-heure). [0007] II est également possible d'utiliser, notamment avec des récepteurs utilisant une seule fréquence, des corrections calculées par des modèles d'erreurs basés sur 25 une estimation du contenu électronique total des couches atmosphériques correspondantes ionisées par la partie ultraviolette du rayonnement solaire. Un des modèles de l'état de l'art est celui de Klobuchar (« lonospheric time-delay algorithm for single-frequency GPS users », IEEE Transactions on aerospace and electronic systems, Volume AES-23, N.3, 325-331). Cependant, les fluctuations saisonnières, 30 quotidiennes et spatiales des modèles sont telles que les calculs sont complexes et qu'il est difficile d'atteindre une précision qui puisse être garantie pour un temps de calcul et de mise à disposition des corrections borné à quelques secondes. [0008] Un procédé permettant de garantir à la fois convergence rapide, précision et intégrité est l'acquisition de signaux spécialisés contenant des corrections calculées 35 à partir des différences entre les positions connues de stations fixes appartenant à un réseau et les positions calculées à partir des signaux de navigation d'une constellation GNSS. Ces systèmes dits d' « augmentation » (Satellite Based Augmentation Systems ou SBAS) ont une couverture régionale pour le calcul des 3025610 3 corrections et pour leur diffusion ou locale pour les GBAS (Ground Based Augmentation Systems). Les systèmes opérationnels comprennent notamment EGNOS en Europe (European Geostationary Navigation Overlay Service), WAAS aux Etats-Unis (Wide Area Augmentation System). Ces différents systèmes SBAS 5 nécessitent une infrastructure lourde et coûteuse en investissement et en exploitation, notamment des stations sol de référence fonctionnant dans des conditions de sûreté et de précision garanties, un centre de calcul intensif, des liens de communication entre le segment sol et un réseau de télécommunications par satellites géostationnaires, des récepteurs spécifiques. Ces coûts limitent aujourd'hui 10 l'utilisation de ces services, et donc la précision de positionnement qu'ils procurent, à des services critiques (navigation aérienne) ou professionnels. [0009]Des approches moins coûteuses consistent à utiliser simultanément le code du signal de positionnement GNSS et la phase de sa porteuse (éventuellement sur deux fréquences), le récepteur se positionnant relativement à une station fixe de 15 position connue pour lever l'ambiguïté de cycle sur le calcul de pseudo-distance à partir de la phase de porteuse. Ces approches, qui peuvent avoir plusieurs variantes, sont connues sous le nom Cinématique Temps Réel (Real Time Kinematics ou RTK). Un système RTK ne peut fonctionner qu'avec au moins une station fixe et le positionnement différentiel par rapport à cette station ne sera précis que dans un 20 rayon de l'ordre de 10 à 20 km autour de cette station. Il n'est donc utilisé que pour des applications professionnelles dont les contraintes d'intégrité et le rayon de couverture sont inférieurs à celles adressées par les systèmes SBAS, par la navigation maritime côtière et les relevés géodésiques. [0010]Une limitation commune aux approches différentielles de type SBAS et RTK 25 est de requérir l'utilisation de stations de référence dont la position est connue de manière très précise et d'algorithmes de calcul qui traitent avec une précision équivalente la totalité ou la majeure partie des erreurs. Cette limitation restreint l'accès d'utilisateurs de terminaux grand public dotés de capacités d'acquisition de signaux GNSS standard à une plus grande précision de positionnement.
30 RESUME DE L'INVENTION [0011]L'invention apporte une solution à ce problème en générant une carte des erreurs ionosphériques de précision suffisante à partir de terminaux de réception de signaux GNSS dont la position peut ne pas être connue de manière précise, et 35 éventuellement dont la capacité de traitement embarqué peut être limitée. 3 02 56 10 4 [0012]A cet effet, l'invention divulgue un procédé de détermination par un serveur informatique d'erreurs de calcul d'une position calculée par des récepteurs utilisateurs de signaux de positionnement reçus d'au moins une constellation de satellites dans une zone géographique déterminée, ledit procédé étant caractérisé en 5 ce qu'il comprend au moins: une étape de détermination d'une liste de récepteurs contributeurs Ri de signaux de positionnement situés dans ladite zone géographique (Zj, la position desdits récepteurs n'étant pas connue a priori; une étape d'extraction, pour chacun des récepteurs contributeurs Ri, de données de code Ci et de phase t d'au moins un canal du récepteur ; une étape de calcul d'une erreur atmosphérique li 10 applicable dans la zone aux récepteurs contributeurs Ri à partir desdites données de code Ci et de phase (13 ; une étape de calcul d'une erreur atmosphérique 1(Zj) applicable dans la zone Zj, à partir des erreurs li des récepteurs contributeurs Ri. [0013]Avantageusement, l'étape de calcul de l'erreur atmosphérique li ne calcule 15 que l'erreur ionosphérique pour au moins un récepteur contributeur Ri. [0014]Avantageusement, l'étape de calcul de l'erreur atmosphérique li calcule au moins l'erreur troposphérique pour au moins un récepteur contributeur Ri. 20 [0015]Avantageusement, l'erreur troposhérique pour le au moins un récepteur contributeur Ri est calculée comme somme d'un premier délai dit délai humide (SWD) et d'un deuxième délai dit délai hydrostatique SHD. [0016]Avantageusement, l'étape de calcul de l'erreur atmosphérique 1(Zj) reçoit en 25 entrée les erreurs ionosphériques des récepteurs contributeurs Ri et une erreur troposhérique applicable dans la zone géographique Zj en provenance d'uns source externe de fourniture d'informations. [0017]Avantageusement, l'étape de détermination d'au moins une partie de la liste 30 de récepteurs contributeurs Ri (2221, 2222) situés dans ladite zone géographique utilise des données de localisation desdits récepteurs relativement à au moins une station de base d'un réseau de radiocommunications cellulaires. [0018]Avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre une étape de 35 classement des couples de données de code Ci et de phase t des canaux d'un récepteur Ri, ladite étape de classement utilisant une combinaison pondérée de critères choisis dans un groupe de critères représentatifs du rapport signal à bruit du canal et de l'élévation de l'axe satellite du canal. 3025610 5 [0019] Avantageusement, l'étape de calcul d'une erreur ionosphérique li applicable dans la zone au récepteur Ri comprend une opération de soustraction desdites données de code Ci et de phase (Di . 5 [0020]Avantageusement, l'ambiguïté entière de la phase (Di est négligée. [0021 ]Avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre une étape (3140, 3150) de calcul d'un indice de qualité 10(1i) de l'erreur ionosphérique 10 li applicable aux récepteurs Ri. [0022]Avantageusement, l'indice de qualité 10(1i) est calculé par combinaison pondérée de critères choisis dans un groupe de critères représentatifs au moins d'un rapport signal à bruit d'un canal du récepteur Ri, d'au moins une élévation d'un axe 15 satellite acquis par le récepteur Ri, du nombre des axes satellites acquis. [0023]Avantageusement, l'indice de qualité 10(1i) dépend en outre de paramètres caractérisant la configuration matérielle et/ou logicielle du récepteur Ri. 20 [0024]Avantageusement, les erreurs li des récepteurs Ri dont l'indice de qualité 10(1i) est inférieur à une valeur de seuil Seuil1 ont une pondération nulle dans l'étape de calcul d'une erreur ionosphérique 1(Zj) applicable dans la zone Zj. [0025]Avantageusement, l'erreur ionosphérique 1(Zj) applicable dans la zone Zj est 25 une combinaison linéaire des erreurs li pondérées par les indices de qualité 10(1i). [0026]Avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre une étape de filtrage des valeurs 1(Zj) par un modèle d'erreurs ionosphériques. 30 [0027]Avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre une étape de détermination d'un indicateur de confiance de l'erreur ionosphérique 1(Zj). [0028]Avantageusement, l'indicateur de confiance de l'erreur ionosphérique 1(Zj) est fonction du nombre Nj de récepteurs contributeurs Ri dont l'indice de qualité 10(1i) est 35 supérieur à Seui11. [0029]Avantageusement, l'erreur ionosphérique 1(Zj) est remplacée, lorsque son indicateur de confiance est inférieur à une valeur prédéterminée de seuil Seuil2 par 3 0 2 5 6 1 0 6 une valeur 1(Z) calculée par interpolation spatiale ou temporelle au sein d'un ensemble de valeurs d'erreurs ionosphériques calculées pour des zones géographiques ou des périodes voisines.' 5 [0030]Avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre une étape (330) de mise de valeurs d'erreurs ionosphériques 1(Zj) à la disposition des récepteurs utilisateurs. [0031 ]Avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre une étape 10 (430) d'acquisition par les récepteurs utilisateurs d'une position déterminée par le serveur (230). [0032]Avantageusement, le procédé de l'invention comprend en outre une étape (450) de calcul d'une position corrigée par fusion des données PVT du récepteur 15 utilisateur et des valeurs d'erreurs ionosphériques 1(Zj). [0033]L'invention divulgue également un procédé de correction d'un calcul de position effectué par un récepteur utilisateur de signaux de positionnement reçus d'au moins une constellation de satellites dans une zone géographique déterminée, 20 ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins: une étape d'acquisition à partir d'un serveur d'une erreur atmosphérique 1(Z) calculée par une procédure de fusion par ledit serveur d'erreurs atmosphériques déterminées à partir d'une pluralité de récepteurs contributeurs situés dans la zone géographique ; une étape de fusion de l'erreur atmosphérique acquise avec le point PVT calculé par le 25 récepteur utilisateur. [0034] L'invention divulgue également un système collaboratif d'aide au positionnement de récepteurs utilisateurs de signaux de positionnement reçus d'au moins une constellation de satellites dans au moins une zone géographique, ledit 30 système étant caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments de matériel et de code informatique configurés pour: déterminer une liste de récepteurs contributeurs Ri, de signaux de positionnement situés dans ladite zone géographique Zj, la position desdits récepteurs contributeurs n'étant pas connue a priori; extraire, pour chacun des récepteurs contributeurs Ri, des données de code Ci et de phase 35 4:13 d'au moins un canal du récepteur ; calculer une erreur atmosphérique li applicable dans la zone aux récepteurs contributeurs Ri à partir desdites données de code Ci et de phase (13 ; calculer une erreur atmosphérique 1(Zj) applicable dans la zone Zj, à partir des erreurs li des récepteurs contributeurs Ri ; mettre à disposition 3025610 7 des récepteurs utilisateurs au moins un résultat du calcul d'erreur atmosphérique dans ladite au moins une zone géographique. [0035]Avantageusement, un processeur d'au moins un récepteur contributeur Ri est 5 configuré pour effectuer le calcul d'erreur atmosphérique li applicable dans la zone audit récepteur contributeur Ri à partir desdites données de code Ci et de phase (Di , le résultat dudit calcul étant transmis à un serveur (230) par une liaison de communication. 10 [0036]Avantageusement, des données de code Ci et de phase t d'au moins un canal d'au moins un récepteur contributeur Ri sont transmises à un serveur (230) par une liaison de communication, un processeur dudit serveur étant configuré pour effectuer le calcul d'erreur atmosphérique li applicable dans la zone audit récepteur contributeur Ri à partir desdites données de code Ci et de phase t . 15 [0037]L'invention divulgue également un serveur de données de positionnement, ledit serveur comprenant : un moyen de détermination d'une liste de récepteurs contributeurs Ri situés dans une zone géographique; un moyen d'acquisition avec une fréquence déterminée de séquences temporelles de données émises par les 20 récepteurs contributeurs Ri de ladite liste, lesdites séquences temporelles comprenant : i) le code et la phase d'au moins un canal de chacun des récepteurs contributeurs Ri, ou/et, ii) une donnée calculée à partir dudit code et de ladite phase ; un moyen de calcul d'une séquence temporelle d'erreurs atmosphériques applicables dans ladite zone géographique ; un moyen de mise à disposition de 25 récepteurs utilisateurs de ladite séquence temporelle d'erreurs atmosphériques. [0038]L'invention divulgue également un récepteur de signaux de positionnement, caractérisé en ce qu'il comprend: une mémoire pour stocker des séquences temporelles de données comprenant : i) le code et la phase d'au moins un canal du 30 récepteur, ou/et, ii) une donnée calculée à partir du code et de la phase, et ; iii) au moins un indice de qualité de la dite donnée, ledit indice étant choisi dans un groupe comprenant un rapport signal à bruit du canal, une élévation d'un axe satellite correspondant audit canal, un nombre des axes satellites acquis ; un moyen configuré pour télétransmettre lesdites séquences temporelles stockées dans la 35 mémoire à un serveur distant pré-identifié avec une fréquence prédéterminée. [0039] L'invention divulgue également un récepteur de signaux de positionnement, caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen configuré pour télé-recevoir avec une 3025610 8 fréquence prédéterminée des séquences temporelles de données d'un serveur de données de positionnement selon l'invention ; un moyen de calcul de d'une position corrigée à partir du point PVT calculé par le récepteur et desdites séquences temporelles de données. 5 [0040] Un autre avantage de l'invention est de permettre une convergence plus rapide du calcul de position précise (une convergence quasi-instantanée peut être envisagée) grâce aux informations sur l'ionosphère et éventuellement la troposphère qui seraient partagées. 10 [0041] Selon l'invention, dans certains modes de réalisation, il est possible de déterminer à la fois, séparément ou en combinaison, les erreurs ionosphériques et les erreurs troposphériques (chacune de ces erreurs constituant les erreurs atmosphériques). [0042] Un autre avantage de l'invention est de fournir un calcul de position corrigée 15 des erreurs ionosphériques, permettant d'obtenir, dans la plupart des conditions d'usage, une précision globale de positionnement du même ordre de grandeur que celle fournie par les systèmes SBAS, lorsque le nombre de terminaux dans une zone géographique donnée est suffisant (sans toutefois les mêmes garanties d'intégrité). [0043] Un autre avantage de l'invention est d'autoriser la recombinaison des 20 corrections d'erreurs ionosphériques obtenues selon l'invention avec des données de positionnement de précision variable obtenues par ailleurs pour obtenir un niveau de précision global qui pourra dépendre, d'une part, de la configuration du récepteur lui permettant ou pas d'acquérir et traiter les données de tel ou tel service de positionnement précis, d'autre part des conditions de réception là où est localisé ledit 25 récepteur. [0044] Les données de position utilisées pour initialiser le calcul de position dans un récepteur GNSS peuvent par exemple être des données calculées par un autre moyen fourni soit par un réseau de radiocommunications, cellulaire ou à bornes WiFi, soit par un moyen cartographique. Un autre avantage de l'invention, couplée 30 avec ces moyens d'initialisation, est alors de permettre une acquisition plus rapide des signaux GNSS par un récepteur entrant dans une zone géographique donnée ou sortant d'une zone de masquage. [0045] En outre, l'invention est suffisamment versatile pour que sa mise en oeuvre s'accommode de plusieurs types d'architectures permettant d'obtenir une 35 contribution de données de correction selon des modalités différentes de récepteurs disposant de capacités embarquées de calcul variables.
3025610 9 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0046] L'invention sera mieux comprise et ses différentes caractéristiques et avantages ressortiront de la description de ses différents modes de réalisation et des figures suivantes annexées à la présente demande : 5 - La figure 1 représente une vue de principe d'un système de type RTK selon l'art antérieur; - La figure 2 représente un schéma d'architecture pour mettre en oeuvre l'invention, dans plusieurs de ses modes de réalisation; - La figure 3 représente un organigramme général des traitements pour 10 déterminer les erreurs ionosphériques, selon plusieurs modes de réalisation de l'invention ; - La figure 4 représente un organigramme général des traitements pour une utilisation des données d'un serveur de données de positionnement, selon plusieurs modes de réalisation de l'invention.
15 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION [0047] La figure 1 représente une vue de principe d'un système RTK selon l'art antérieur. [0048] Dans un système de positionnement de type différentiel, un utilisateur 100 20 reçoit des signaux de positionnement d'au moins une constellation de satellites, 114, 119, 121, 123. Les signaux de positionnement desdits satellites sont également reçus par une station de référence 130. L'utilisateur 100 peut être mobile. La station de référence 130 doit être fixe, de position précisément connue et située dans un rayon de 10 à 20 km environ de l'utilisateur (voir 25 http://www.navipedia.net/index.php/RTK Fundamentals). [0049] Un algorithme de type RTK peut être implémenté en utilisant le code, la phase ou une combinaison des deux, le cas échéant avec des pondérations variables. La précision est meilleure lorsque l'on utilise la phase, car sa mesure est moins bruitée que celle du code, au prix d'une complexité plus grande, notamment 30 pour lever l'ambiguïté de cycle. [0050] L'équation de base d'un algorithme de type RTK utilise l'expression suivante de calcul de la phase (1) d'une porteuse (une par axe satellite) : (13= p - I + I ; + c(bm, - bsat)+ NÂ+ e ci,(1) Equation dans laquelle : 35 p est l'expression géométrique de la pseudo-distance calculée en fonction des coordonnées cartésiennes du satellite l.XSat, YSat, zsat)et du récepteur (x',, y tt,, z k,) ; , I est le retard du signal du à la traversée de l'ionosphère ; T,. est le retard du signal du à la traversée de la troposphère ; 3 0 2 5 6 1 0 10 c est la vitesse de la lumière dans le vide ; bR est le biais de l'horloge du récepteur par rapport au temps de référence GNSS ; bsa, est le biais de l'horloge du satellite par rapport au temps de référence GNSS ; N est l'ambiguïté de la phase de la porteuse ; 5 est la longueur d'onde nominale de la porteuse ; e ci, synthétise le bruit de mesure, notamment les multi-trajets. [0051] p est donné par l'équation suivante : p= .'(x - %)2 (Y sa, - 1J2 (zsa, -z )2 (2) [0052] Les erreurs ionosphériques et troposphériques ont déjà été commentées.
10 Les biais d'horloges n'appellent pas de commentaire particulier. L'ambiguïté de cycle sur la mesure de phase est à N cycles près, N étant un entier. Pour la fréquence d'une porteuse L1 d'un système GPS (1575,42 MHz), une ambiguïté d'un cycle représente un écart de 20 cm. Pour obtenir une précision centimétrique, il est donc nécessaire de résoudre l'ambiguïté de cycle ou ambiguïté entière. 15 [0053] Si on fait la double différence des mesures de phase des récepteurs 100 et 130 pour, par exemple, les satellites 121 et 123, on obtient l'équation suivante : d) 112001,123 01301123 = p110201,123 p130123 /110201,123 + /11;1) ,123 Tr110201,123 Tr113201,123 + ( N110201,123 N11;(1) ,123 121,123 e100123 e 130 121,123 c' (3) 20 [0054] Que l'on utilise le code seul, la phase seule ou une combinaison des deux, la précision de la mesure de position du récepteur de l'utilisateur 100 sera du même ordre de grandeur que la précision des différents termes de l'équation (3), ou des équations équivalentes pour les variantes code et combinaison code/phase, avec une précision équivalente à la précision du positionnement qui doit être fourni. Pour 25 obtenir une précision métrique, il est ainsi nécessaire de connaître la position de la station de référence avec une précision identique, ce qui exclut en pratique qu'elle soit mobile. Il est également nécessaire de calculer les différents termes d'erreurs avec la même précision, ce qui est très difficile pour l'erreur ionosphérique, compte tenu des multiples facteurs qui l'affectent. 30 [0055] L'idée des inventeurs a donc été de pouvoir utiliser, pour l'ionosphère spécifiquement, des mesures de moindre précision mais potentiellement très nombreuses car résultant de la contribution d'un grand nombre de stations, potentiellement mobiles. 35 [0056] La figure 2 représente un schéma d'architecture pour mettre en oeuvre l'invention, dans plusieurs de ses modes de réalisation. [0057] L'invention peut être mise en oeuvre avec les satellites de la constellation de l'art antérieur, 114, 119, 121, 123. 3025610 11 [0058] Des zones géographiques 210, 220 sont définies au sein desquelles les mesures de récepteurs 2111, 2112, 2113, 2211, 2212, 2213, notamment, actifs dans lesdites zones géographiques, contribuent à un calcul global d'erreurs ionosphériques. Avantageusement, les zones géographiques 210, 220, ont une 5 maille qui peut être de l'ordre de quelques kilomètres (par exemple entre 1 et 10 km). Un serveur 230 géré par un fournisseur de données de positionnement 240 peut recevoir des données des récepteurs et leur en transmettre. [0059] Les récepteurs peuvent être de tous types, mono-fréquence ou multifréquence, aptes à capter les signaux d'une seule constellation GNSS ou de 1 0 plusieurs, dotés d'antennes adaptées pour atténuer les effets des multi-trajets ou pas, aidés par une hybridation inertielle ou une cartographie ou pas. Ils sont également couplés à un module leur permettant d'émettre et recevoir des données par voie hertzienne. En particulier de simples téléphones intelligents, comprenant une puce GPS standard peuvent être intégrés aux mesures. 15 [0060] Les récepteurs 2111, 2112, 2211, 2212) peuvent être uniquement contributeurs, c'est-à-dire fournir au serveur 230, et/ou à d'autres récepteurs, des données brutes ou synthétisées permettant de calculer la carte de l'erreur ionosphérique dans les zones 210, 220, sans en être utilisateurs. Cela peut en particulier être le cas de véhicules de flottes commerciales ou administratifs 20 (transports en commun, taxis, ambulances, véhicules postaux, camions, etc...) équipés de moyens de positionnement précis et recevant des données de précision. [0061] Les récepteurs 2113, 2213, peuvent être uniquement utilisateurs, c'est-à-dire recevoir des données de positionnement sans contribuer leurs propres données de position. 25 [0062] Les récepteurs peuvent également être simultanément ou successivement contributeurs et utilisateurs. [0063] Pour mettre en oeuvre l'invention, les récepteurs doivent être en mesure de fournir a minima le code et la phase des signaux bruts de navigation. Si la position du récepteur doit être déterminée à partir du signal GNSS, le nombre minimal d'axes 30 satellites doit être de quatre. Si la position du récepteur est déterminée par un autre moyen, comme indiqué ci-dessous, cela n'est pas nécessaire. Une sélection des meilleurs signaux sera néanmoins réalisée. Il est également possible de générer un signal de synthèse, selon les modalités décrites ci-dessous en commentaires à la figure 3. Les signaux bruts ou le signal de synthèse sont ensuite transmis par voie 35 hertzienne au serveur 230. [0064] Les zones 210 et 220 se distinguent en ce que la deuxième comprend des stations de base 2221, 2222, 2223 d'un réseau de radiocommunications cellulaires équipées d'antennes relais d'émission. Ces antennes peuvent appartenir à des 302 5 6 10 12 opérateurs différents, ou éventuellement être louées par des opérateurs ne disposant pas de leur propre réseau de stations de base. L'opérateur d'un réseau de radiocommunications est en mesure de connaître à tout instant la station de base à laquelle un terminal actif d'un de ses abonnés est rattaché. La précision de la 5 position de l'abonné varie donc en fonction de la densité des cellules, donc d'une centaine de mètres à quelques kilomètres. Sous réserve qu'il puisse avoir accès à ces données, le fournisseur de données de positionnement 240 est donc en mesure de connaître les récepteurs actifs dans la zone géographique 220, ce qui permet d'initialiser le procédé de l'invention, sans que la position précise du récepteur soit 10 connue, comme indiqué ci-dessous. Dans ce cas, la transmission ou le calcul d'une position GNSS n'est donc pas nécessaire. Il faut en revanche être en mesure d'identifier des récepteurs qui sont localisés dans la zone géographique 210, non couverte par des cellules d'un réseau de radiocommunications d'un opérateur avec qui l'opérateur de positionnement a négocié un accord de partage de données, il est 15 en revanche nécessaire, soit de calculer une position à partir des données brutes de code et de phase utilisées par ailleurs pour calculer l'erreur ionosphérique, soit les données, soit d'acquérir les données PVT (Point Vitesse Temps) en sortie du récepteur. 20 [0065] La figure 3 représente un organigramme général des traitements pour déterminer les erreurs ionosphériques selon plusieurs modes de réalisation de l'invention. [0066] Les contributeurs à la production coopérative des données de positionnement selon l'invention par le fournisseur 240 sont dotés de récepteurs de 25 positionnement communiquant, 2111, etc..., désignés sur la figure 3 par Ri, ayant les caractéristiques indiqués ci-dessus. Les contributeurs sont enregistrés par le fournisseur 240, qui enregistre également les identifiants de leur récepteur GNSS et de leur récepteur de radiocommunication, ainsi que, optionnellement, les caractéristiques de configuration desdits récepteurs. Les contributeurs doivent 30 donner, au moment de leur enregistrement, leur consentement à la collecte permanente de leurs données de localisation pour les besoins du service. En contrepartie de ce consentement, le fournisseur de données 240 prendra les engagements légaux et contractuels nécessaires de respect des dispositions des pays dans lesquels il opère sur la protection des données personnelles.
35 Optionnellement, le fournisseur de données pourra collecter les coordonnées de géo-localisation des stations de base du réseau cellulaire auxquelles est successivement accroché le récepteur Ri. 3025610 13 [0067] Les traitements pour réaliser l'invention sont, d'une part, mis en oeuvre pour chacun des récepteurs Ri des contributeurs localisés dans une zone Zj (traitements 310), d'autre part mis en oeuvre par la totalité des zones Zj desservis par le fournisseur de données de positionnement (traitement 320). Les données de 5 positionnement produites par les traitements 320, et éventuellement par des traitements externes, sont ensuite mis à disposition des utilisateurs et contributeurs/utilisateurs du service (traitement 330). [0068] Les traitements relatifs à chaque récepteur Ri peuvent être réalisés selon des variantes de l'invention, soit dans le récepteur lui-même, soit dans le serveur 10 230. De même certains traitements applicables de manière concomitante à tous les récepteurs Ri d'une zone Zi peuvent également être réalisés soit sur chacun des récepteurs, soit sur le serveur. [0069] Une fréquence raisonnable des traitements pour mettre à jour les données du serveur 230, et donc pour extraire et/ou calculer les données requises au niveau 15 des récepteurs et/ou du serveur, est de l'ordre de quelques minutes (entre 1 et 5 mn, par exemple, pour les informations concernant la ionosphère, et probablement 1 mn pour les informations sur la troposphère). [0070] S'agissant des traitements 310 relatifs à un récepteur Ri : - Au cours d'une étape 3110, une position du récepteur Ri est déterminée ; 20 cette position peut être celle fournie au récepteur par la constellation GNSS ou une position fournie par l'opérateur de radiocommunications du contributeur, comme indiqué plus haut ; dans le premier cas, elle doit être transmise au serveur 230 pour que le récepteur Ri soit affecté à la zone Zj dans l'intervalle de temps considéré ; 25 - Au cours d'une étape 3120, les code et phase d'une ou plusieurs porteuses sur un certain nombre d'axes satellites sont extraits du récepteur GNSS Ri ; les code et phase d'une ou plusieurs porteuses sur l'axe satellite donnant la meilleure qualité (par exemple, le meilleur rapport signal à bruit et l'élévation la plus importante) sont conservés pour être traités au cours des étapes 30 suivantes ; - Les sorties de l'étape 3120 peuvent être traitées dans le récepteur ou transmises brutes au serveur 230 pour y être traitées ; le traitement 3130 consiste à calculer l'erreur ionosphérique à la position Pi en effectuant la somme du code et de la phase du signal de positionnement pour l'axe satellite 35 retenu pour la ou les porteuses, ainsi qu'explicité plus loin ; - En parallèle, au cours d'une étape 3140, les données de qualité correspondant au meilleur axe satellite, ainsi que des données de synthèse, telles que, par exemple, le nombre d'axes satellites accrochés sont extraites 3025610 14 pour être traitées, soit dans le récepteur, soit sur le serveur au cours d'une étape 3150 de calcul d'un indice synthétique de qualité ; s'il est produit par le récepteur, l'indice synthétique de qualité 10(1i) du récepteur Ri est transmis au serveur 230 ; à défaut, en variante, les données brutes de qualité sont elles- 5 mêmes transmises au serveur. [0071] Le calcul de li s'effectue à partir des équations (1), relative à la phase, et (4) ci-dessous, relative au code, pour chacun des axes satellites : C = p + I + Tr + c(bm, - bsa,)+ ec (4) Où ec est le bruit de mesure relatif au code. 10 [0072] En rapprochant les équations (1) et (4), on obtient l'erreur ionosphérique affectant le signal de positionnement GNSS reçu par le récepteur Ri à la position Pi : [0073] /, = (C, -41),)/ 2 - N2 + ( ) (5) [0074] A l'ordre de grandeur métrique (et non décimétrique ou moins) auquel se situe le champ d'application privilégié de la présente invention, l'ambiguïté entière 15 N2 peut être négligée (elle est de l'ordre de 10 à 50 cm) dans le cas d'un récepteur mono-fréquence. La valeur résiduelle de l'ambiguïté N2 sera traitée par le filtre de positionnement du récepteur. Dans le cas d'un récepteur bi-fréquence, l'ambiguïté entière est résolue par le traitement standard du récepteur. Par ailleurs, on fait l'hypothèse que les bruits de mesure sur le code et la phase ont pour estimateur un 20 bruit gaussien de moyenne nulle, ce qui conduit, selon l'invention, à pouvoir les supprimer des calculs sans perte de précision sur le calcul d'une correction ionosphérique applicable dans la zone Zj, à condition de pouvoir utiliser un nombre suffisant de mesures de récepteurs dans la zone Zj. [0075] S'agissant des traitements 320 relatifs à tous les récepteurs d'une zone Zj : 25 On commence, au cours d'une étape 3210, par éliminer des calculs ultérieurs tous les récepteurs dont l'indice de qualité 10(1i) est inférieur à un seuil d'acceptation ; ce seuil est défini à partir des critères indiqués plus haut, ou d'autres spécifiques à la zone Zj ou à la période de mesure ; de même, le niveau d'acceptabilité peut être différent en fonction des caractéristiques de la 30 zone et de la période ; à titre d'exemple, un rapport signal à bruit inférieur à 30 dB ou une élévation de l'axe satellite inférieure à 15° pourront conduire à écarter les mesures correspondantes ; un autre exemple pourrait être un indicateur sur la qualité de l'environnement multitrajet détectée sur le signal ; on peut, au cours d'une étape 3220, décider que l'on ne fournira pas de point 35 de mesure d'erreur ionosphérique pour la zone Zj en raison d'une insuffisance du nombre de mesures acceptables dans ladite zone ; dans ce cas, on pourra malgré tout fournir un point 1(Z) calculé, au cours d'une étape 3230, à partir 3025610 15 d'une interpolation des mesures des zones ou des époques voisines, selon des techniques d'interpolation discutées plus loin ; si le nombre de mesures acceptables est suffisant, on calcule, au cours d'une étape 3240, l'erreur ionosphérique 1(Zj) en faisant la moyenne des li en sortie 5 de l'équation (5) des récepteurs Ri actifs dans la zone Zj, dont les mesures satisfont le seuil d'indicateur de qualité. [0076] En variante, les mesures agrégées lors de l'étape 3240 peuvent être pondérées par leur indicateur de qualité. En seconde variante, une deuxième pondération peut être effectuée en fonction d'un indicateur calculé sur le serveur, 10 pour chaque récepteur figurant dans la base de données du fournisseur, à partir des paramètres de configuration dudit récepteur. On peut par exemple utiliser les caractéristiques des antennes, de la puce, notamment le bruit de code indiqué par le fournisseur du récepteur. [0077] Les données 1(Z) sont ensuite mises à la disposition des utilisateurs et 15 utilisateurs/contributeurs selon des modalités qui seront explicitées plus loin en commentaire à la figure 4. [0078] Selon la taille, la position sur le globe terrestre de la zone Z pour laquelle les mesures sont insuffisantes, et selon le nombre et la position relative à celle de Z, des zones Zj voisines pour lesquelles existent des données utilisables, on pourra réaliser 20 une interpolation linéaire ou bien utiliser une interpolation par harmoniques sphériques, selon des formules connues de l'homme du métier. On peut se référer par exemple à la référence suivante : http://ainws [min. e.chdonosnhere/. Dans ce cadre, on peut comparer les mesures dans la zone Z (de même d'ailleurs que dans les zones Zj) à un modèle d'état et leur appliquer un filtrage, par exemple de Kalman, 25 par le modèle d'état. [0079] On peut également utiliser une interpolation à partir de mesures dans la même zone ou dans des zones voisines, soit à des époques antérieures proches, soit à des époques comparables du point de vue des caractéristiques ayant un impact sur l'erreur ionosphérique (saison, heure du jour, météo, etc...). 30 [0080] L'erreur atmosphérique est normalement la somme des erreurs ionosphérique et troposphérique. On peut cependant décider de négliger l'une des deux, l'erreur atmosphérique prise en compte étant alors réduite à l'autre. L'erreur troposphérique est habituellement décomposée en deux termes : le délai humide ou 35 SWD, pour Slant Wet Delay qui représente la contribution de la vapeur d'eau et correspond à environ 10% du délai troposphérique total et le délai hydrostatique (SHD, pour Slant Hydrostatic Delay) qui représente la contribution restante et peut être calculé à partir de l'équation de l'équilibre hydrostatique. La détermination de 3025610 16 l'erreur troposphérique est proposée par exemple par l'organisation internationale IGS. L'IGS est un réseau de stations mondial peu dense. L'inconvénient d'un réseau peu dense est que l'erreur troposphérique ne sera précise qu'à proximité des stations. Il est donc important d'avoir un réseau de stations dense pour en faire une 5 évaluation précise. Les organismes tels l'IGN en France qui opère un tel réseau dense réalisent une détermination de l'erreur troposphérique. L'accès à cette erreur nécessite habituellement un accord commercial. [0081] La description de l'invention faite pour l'erreur ionosphérique est adaptée de 10 la manière suivante pour déterminer au moins une des contributions (délai humide, délai hydrostatique) de l'erreur troposphérique. [0082] La principale exigence qui diffère par rapport à la détermination de la contribution ionosphérique est le besoin de la connaissance précise, de préférence submétrique ou moins, de la position du récepteur pour effectuer le calcul. L'homme 15 de l'art n'aura aucune difficulté pour mettre en oeuvre les étapes mathématiques soit tirées de la description qui précède soit de la littérature. [0083] Dans le procédé de la détermination de l'erreur troposphérique, après l'étape de détermination de l'erreur, basée sur la position précise du récepteur, vient l'étape de transmission de cette erreur qui se fait sans transmettre la position précise. En 20 effet la troposphère ne variant que très peu sur une échelle kilométrique, une position d'un ordre de grandeur d'un kilomètre est généralement suffisante. [0084] Selon une première variante de l'invention, seule l'erreur ionosphérique est déterminée. Selon une seconde variante, la composante troposphérique est déterminée par un moyen externe comme celle du réseau IGN en France. L'erreur 25 atmosphérique est alors la somme de cette erreur troposphérique avec l'erreur ionosphérique déterminée selon l'invention. Selon une troisième variante, l'erreur troposphérique uniquement est déterminée selon l'invention. Selon une quatrième variante, l'erreur troposphérique et ionosphérique est déterminée, simultanément ou successivement par les mêmes récepteurs. Selon une cinquième variante, une 30 combinaison des variantes précédentes est mise en oeuvre afin de tirer partie de l'environnement et des spécificités et capacité des différents récepteurs. Ainsi, la présence d'au moins un récepteur ayant des capacités de positionnement précis (PPP) dans une zone géographique d'environ 1 km de diamètre peut permettre au système d'acquérir les erreurs troposphériques applicables dans ladite zone 35 géographique et de les retransmettre aux autres abonnés après intégration de l'erreur ionosphérique. 3025610 17 [0085] La figure 4 représente un organigramme général des traitements pour une utilisation des données d'un serveur de données de positionnement, selon plusieurs modes de réalisation de l'invention. [0086] Les données mises à disposition sur le serveur 230 peuvent être transmises 5 aux récepteurs des utilisateurs en mode multicast, ou retirées sur le serveur, soit par une procédure automatique, soit par une procédure de requête desdits récepteurs adressées audit serveur. La distribution des données du serveur peut s'effectuer soit par message soit en mode http ou https. Une combinaison des différents modes de distribution est possible, selon l'invention. 10 [0087] L'étape 410 est constituée par cette diffusion en mode multicast ou la requête adressée au serveur. [0088] Au cours d'une étape 420, le récepteur acquiert le ou les axes satellites à vue. [0089] Au cours d'une étape 430, optionnelle, la position du récepteur déterminée 15 par le serveur selon une variante de l'invention, à partir de données de l'opérateur de radiocommunications mobiles auquel l'utilisateur du récepteur est abonné. Cette étape permet, combinée avec les données d'erreur ionosphérique 1(Z) applicables au récepteur, de raccourcir le délai d'acquisition des axes satellites et le délai de convergence de l'étape suivante de calcul du PVT à partir des axes satellites. 20 [0090] Au cours d'une étape 440, les données de positionnement PVT non corrigées sont calculées par le récepteur. [0091] Au cours d'une étape 450, les données PVT sont corrigées par fusion avec les données 1(Z) transmises par le serveur. [0092] Selon l'invention, la précision de la mesure de position fournie par le système 25 GNSS est améliorée par la fusion avec les données relatives aux erreurs ionosphériques transmises par le serveur 230. De même, notamment dans la variante comprenant l'étape d'utilisation des données de position du serveur, le temps d'acquisition et de convergence des calculs sont également améliorés. 30 [0093] Les exemples décrits ci-dessus sont seulement illustratifs de certains des modes de réalisation de l'invention. Ils ne limitent en aucune manière la portée de l'invention qui est définie par les revendications qui suivent.

Claims (28)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination par un serveur informatique (230) d'erreurs de calcul d'une position calculée par des récepteurs utilisateurs (2113, 2223) de signaux de positionnement reçus d'au moins une constellation de satellites (114, 119, 121, 123) dans une zone géographique déterminée (210, 220), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins: - Une étape (3110) de détermination d'une liste de récepteurs contributeurs (Ri, 2111, 2112, 2221, 2222) de signaux de positionnement situés dans ladite zone géographique (Zj, 210, 220), la position desdits récepteurs n'étant pas connue a priori; - Une étape (3120) d'extraction, pour chacun des récepteurs contributeurs Ri, de données de code Ci et de phase t d'au moins un canal du récepteur ; - Une étape (3130) de calcul d'une erreur atmosphérique li applicable dans la zone aux récepteurs contributeurs Ri à partir desdites données de code Ci et de phase (Di ; - Une étape (3230, 3240) de calcul d'une erreur atmosphérique 1(Zj) applicable dans la zone Zj, à partir des erreurs li des récepteurs contributeurs Ri.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de calcul de l'erreur atmosphérique li ne calcule que l'erreur ionosphérique pour tous les récepteurs contributeurs Ri.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de calcul de l'erreur atmosphérique li calcule au moins l'erreur troposphérique pour au moins un récepteur contributeur Ri.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel l'erreur troposhérique pour le au moins un récepteur contributeur Ri est calculée comme somme d'un premier délai dit délai humide (SWD) et d'un deuxième délai dit délai hydrostatique 35 SHD.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape de calcul de l'erreur atmosphérique 1(Zj) reçoit en entrée les erreurs ionosphériques des 3025610 19 récepteurs contributeurs Ri et une erreur troposhérique applicable dans la zone géographique Zj en provenance d'une source externe de fourniture d'informations.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'étape de 5 détermination d'au moins une partie de la liste de récepteurs contributeurs Ri (2221, 2222) situés dans ladite zone géographique utilise des données de localisation desdits récepteurs relativement à au moins une station de base d'un réseau de radiocommunications cellulaires. 10
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant en outre une étape de classement des couples de données de code Ci et de phase t des canaux d'un récepteur Ri, ladite étape de classement utilisant une combinaison pondérée de critères choisis dans un groupe de critères représentatifs du rapport signal à bruit du canal et de l'élévation de l'axe satellite du canal. 15
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'étape de calcul d'une erreur ionosphérique li applicable dans la zone au récepteur Ri comprend une opération de soustraction desdites données de code Ci et de phase (Di . 20
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'ambiguïté entière de la phase (Di est négligée.
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant en outre une 25 étape (3140, 3150) de calcul d'un indice de qualité 10(1i) de l'erreur ionosphérique li applicable aux récepteurs Ri.
  11. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'indice de qualité 10(1i) est calculé par combinaison pondérée de critères choisis dans un groupe de critères 30 représentatifs au moins d'un rapport signal à bruit d'un canal du récepteur Ri, d'au moins une élévation d'un axe satellite acquis par le récepteur Ri, du nombre des axes satellites acquis.
  12. 12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'indice de qualité 10(1i) dépend en outre de paramètres caractérisant la configuration matérielle et/ou logicielle du récepteur Ri. 3025610 20
  13. 13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel les erreurs li des récepteurs Ri dont l'indice de qualité 10(1i) est inférieur à une valeur de seuil Seuil1 ont une pondération nulle dans l'étape de calcul d'une erreur ionosphérique 1(Zj) applicable dans la zone Zj. 5
  14. 14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, dans lequel l'erreur ionosphérique 1(Zj) applicable dans la zone Zj est une combinaison linéaire des erreurs li pondérées par les indices de qualité 10(1i). 10
  15. 15. Procédé selon l'une des revendications 10 à 14, comprenant en outre une étape de filtrage des valeurs 1(Zj) par un modèle d'erreurs ionosphériques.
  16. 16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, comprenant en outre une étape de détermination d'un indicateur de confiance de l'erreur ionosphérique 15 1(4).
  17. 17. Procédé selon les revendications 13 et 16, dans lequel l'indicateur de confiance de l'erreur ionosphérique 1(Zj) est fonction du nombre Nj de récepteurs contributeurs Ri dont l'indice de qualité 10(1i) est supérieur à Seui11. 20
  18. 18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, dans lequel l'erreur ionosphérique 1(Zj) est remplacée, lorsque son indicateur de confiance est inférieur à une valeur prédéterminée de seuil Seuil2 par une valeur 1(Z) calculée par interpolation spatiale ou temporelle au sein d'un ensemble de valeurs d'erreurs 25 ionosphériques calculées pour des zones géographiques ou des périodes voisines.
  19. 19. Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, comprenant en outre une étape (330) de mise de valeurs d'erreurs ionosphériques 1(Zj) à la disposition des récepteurs utilisateurs. 30
  20. 20. Procédé selon la revendication 19, comprenant en outre une étape (430) d'acquisition par les récepteurs utilisateurs d'une position déterminée par le serveur (230). 35
  21. 21. Procédé selon l'une des revendications 19 à 20, comprenant en outre une étape (450) de calcul d'une position corrigée par fusion des données PVT du récepteur utilisateur et des valeurs d'erreurs ionosphériques 1(Zj). 3025610 21
  22. 22. Procédé de correction d'un calcul de position effectué par un récepteur utilisateur (2113, 2223) de signaux de positionnement reçus d'au moins une constellation de satellites (114, 119, 121, 123) dans une zone géographique déterminée (210, 220), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au 5 moins: - Une étape (410) d'acquisition à partir d'un serveur (230) d'une erreur ionosphérique 1(Z) calculée par une procédure de fusion par ledit serveur d'erreurs atmosphériques déterminées à partir d'une pluralité de récepteurs contributeurs (2111, 2112, 2221, 2222) situés dans la 10 zone géographique ; - Une étape (450) de fusion de l'erreur atmosphérique acquise avec le point PVT calculé par le récepteur utilisateur.
  23. 23. Système collaboratif d'aide au positionnement de récepteurs utilisateurs 15 (2113, 2223) de signaux de positionnement reçus d'au moins une constellation de satellites (114, 119, 121, 123) dans au moins une zone géographique (210, 220), ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments de matériel et de code informatique configurés pour: - Déterminer une liste de récepteurs contributeurs (Ri, 2111, 2112, 2221, 20 2222) de signaux de positionnement situés dans ladite zone géographique (Zj, 210, 220), la position desdits récepteurs contributeurs n'étant pas connue a priori; - Extraire, pour chacun des récepteurs contributeurs Ri, des données de code Ci et de phase t d'au moins un canal du récepteur ; 25 - Calculer une erreur atmosphérique li applicable dans la zone aux récepteurs contributeurs Ri à partir desdites données de code Ci et de phase (13 ; - Calculer une erreur atmosphérique 1(Zj) applicable dans la zone Zj, à partir des erreurs li des récepteurs contributeurs Ri ; 30 - Mettre à disposition des récepteurs utilisateurs au moins un résultat du calcul d'erreur atmosphérique dans ladite au moins une zone géographique. 35
  24. 24. Système selon la revendication 23, dans lequel un processeur d'au moins un récepteur contributeur Ri est configuré pour effectuer le calcul d'erreur atmosphérique li applicable dans la zone audit récepteur contributeur Ri à partir 3025610 22 desdites données de code Ci et de phase (Di , le résultat dudit calcul étant transmis à un serveur (230) par une liaison de communication.
  25. 25. Système selon la revendication 23, dans lequel des données de code 5 Ci et de phase t d'au moins un canal d'au moins un récepteur contributeur Ri sont transmises à un serveur (230) par une liaison de communication, un processeur dudit serveur étant configuré pour effectuer le calcul d'erreur atmosphérique li applicable dans la zone audit récepteur contributeur Ri à partir desdites données de code Ci et de phase t . 10
  26. 26. Serveur (230) de données de positionnement, ledit serveur comprenant : Un moyen de détermination d'une liste de récepteurs contributeurs (Ri, 2111, 2112, 2221, 2222) situés dans une zone géographique 15 (210, 220) ; Un moyen d'acquisition avec une fréquence déterminée de séquences temporelles de données émises par les récepteurs contributeurs Ri de ladite liste, lesdites séquences temporelles comprenant : 20 o le code et la phase d'au moins un canal de chacun des récepteurs contributeurs Ri, ou/et o une donnée calculée à partir dudit code et de ladite phase Un moyen de calcul d'une séquence temporelle d'erreurs atmosphériques applicables dans ladite zone géographique ; 25 Un moyen de mise à disposition de récepteurs utilisateurs (2113, 2223) de ladite séquence temporelle d'erreurs atmosphériques.
  27. 27. Récepteur (2111, 2112, 2221, 2222) de signaux de positionnement, caractérisé en ce qu'il comprend: 30 Une mémoire pour stocker des séquences temporelles de données comprenant : o le code et la phase d'au moins un canal du récepteur, ou/et o une donnée calculée à partir du code et de la phase o et au moins un indice de qualité de la dite donnée, ledit 35 indice étant choisi dans un groupe comprenant un rapport signal à bruit du canal, une élévation d'un axe satellite correspondant audit canal, un nombre des axes satellites acquis ; 302 5 6 10 23 - Un moyen configuré pour télétransmettre lesdites séquences temporelles stockées dans la mémoire à un serveur distant pré-identifié avec une fréquence prédéterminée. 5
  28. 28. Récepteur (2113, 2223) de signaux de positionnement, caractérisé en ce qu'il comprend : Un moyen configuré pour télé-recevoir avec une fréquence prédéterminée des séquences temporelles de données d'un serveur de données de positionnement selon la revendication 26 ; 10 Un moyen de calcul de d'une position corrigée à partir du point PVT calculé par le récepteur et desdites séquences temporelles de données. 15
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US15/508,296 US10641902B2 (en) 2014-09-05 2015-09-02 Method of collaborative determination of positioning errors of a satellite-based navigation system
CN201580047618.6A CN107076856A (zh) 2014-09-05 2015-09-02 基于卫星的导航系统的定位错误的协同确定的方法
KR1020177006063A KR20170039718A (ko) 2014-09-05 2015-09-02 위성 기반 네비게이션 시스템의 포지셔닝 오차의 협력적 결정 방법

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10012738B2 (en) * 2016-03-24 2018-07-03 Hitachi Zosen Corporation Positioning method and positioning apparatus using satellite positioning system
EP3226034B1 (fr) 2016-04-01 2025-03-26 Centre National d'Etudes Spatiales Récepteur gnss amélioré utilisant une intégration de vitesse
EP3316001B1 (fr) 2016-10-25 2024-06-12 Centre National d'Etudes Spatiales Amélioration collaborative du positionnement d'un véhicule
US10304342B2 (en) * 2016-11-08 2019-05-28 Ge Aviation Systems Llc Ground-based data acquisition system
DE102017206275A1 (de) * 2017-04-12 2018-10-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Korrekturdienstsystems und Korrekturdienstsystem
FR3085082B1 (fr) * 2018-08-17 2020-07-17 Continental Automotive France Estimation de la position geographique d'un vehicule routier pour la production participative de base de donnees routieres
IL269263B (en) * 2019-09-10 2021-09-30 Veeride Geo Ltd A navigation method based on a cell phone
CN111045042B (zh) * 2019-12-20 2022-03-04 西安空间无线电技术研究所 一种基于“云-端”架构的ppp-rtk增强方法与系统
CN120195699B (zh) * 2025-04-02 2026-02-03 武汉大学 一种基于ppp-rtk的桥梁多模态频率识别方法与系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120127032A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Mcclure John A Portable base station network for local differential gnss corrections
DE102011051100A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 Universität Kassel Verfahren und Referenzgerät zur Bereitstellung von Korrektursignalen für ein Satelliten gestütztes Positionsbestimmungssystem

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867411A (en) * 1996-12-19 1999-02-02 The Aerospace Corporation Kalman filter ionospheric delay estimator
US6397147B1 (en) * 2000-06-06 2002-05-28 Csi Wireless Inc. Relative GPS positioning using a single GPS receiver with internally generated differential correction terms
TWI269052B (en) * 2002-02-13 2006-12-21 Matsushita Electric Works Ltd Ionospheric error prediction and correction in satellite positioning systems
US6701253B2 (en) * 2002-02-19 2004-03-02 Eride, Inc. Total correction strategy
EP1613978B1 (fr) * 2003-04-17 2010-12-29 The Secretary Of State For Defence Correction d'erreurs induites par la troposphere dans des systemes mondial de localisation
WO2006073490A2 (fr) * 2004-07-23 2006-07-13 California Institute Of Technology Production de mesures ionospheriques de reference de haute precision
US7656352B2 (en) * 2005-09-20 2010-02-02 Novariant, Inc. Troposphere corrections for ground based positioning systems
FR2929015B1 (fr) * 2008-03-21 2010-04-23 Thales Sa Reseau et procede de calcul de corrections ionospheriques
US20120119944A1 (en) * 2010-05-30 2012-05-17 Trimble Navigation Limited Gnss atmospheric estimation with ambiguity fixing
CN102426374A (zh) * 2011-09-02 2012-04-25 东南大学 Gps移动基站快速定位与解算方法
US20130127658A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-23 Radio Systems Corporation Method and Apparatus to Determine Actionable Position and Speed in GNSS Applications
CN103018758A (zh) * 2012-12-03 2013-04-03 东南大学 基于gps/ins/agps的移动差分基站方法
US9244174B2 (en) * 2013-08-07 2016-01-26 Topcon Positioning Systems, Inc. Mitigation of scintillations in signals of global navigation satellite systems caused by ionospheric irregularities
CN103592653B (zh) * 2013-10-17 2016-08-17 中国科学院光电研究院 用于局部地区单频卫星导航用户的电离层延迟修正方法
CN103645482A (zh) * 2013-12-25 2014-03-19 上海华测导航技术有限公司 基于任意点设置的基准站实现gps实时动态测量的方法
EP3106897A1 (fr) * 2015-06-19 2016-12-21 Centre National d'Etudes Spatiales Récepteur gnss avec une capacité embarquée afin de mettre en oeuvre un mode de correction d'erreur optimale
EP3226034B1 (fr) * 2016-04-01 2025-03-26 Centre National d'Etudes Spatiales Récepteur gnss amélioré utilisant une intégration de vitesse
WO2018034580A1 (fr) * 2016-08-15 2018-02-22 Limited Liability Company "Topcon Positioning Systems" Procédé de positionnement gnss adaptatif capable d'ajuster un retard ionosphérique
US10690775B2 (en) * 2017-06-29 2020-06-23 Novatel Inc. Crowdsourcing atmospheric correction data
DK201870263A1 (en) * 2018-05-02 2019-12-03 Intelligent Marking Aps Method for marking a ground surface using a robot unit and a local base station, the system therefore and use thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120127032A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Mcclure John A Portable base station network for local differential gnss corrections
DE102011051100A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 Universität Kassel Verfahren und Referenzgerät zur Bereitstellung von Korrektursignalen für ein Satelliten gestütztes Positionsbestimmungssystem

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHOLSON N A ET AL: "Validation of a Tropospheric Voxel Tomography Model in a Regional GPS Network", GNSS 2004 - PROCEEDINGS OF THE 17TH INTERNATIONAL TECHNICAL MEETING OF THE SATELLITE DIVISION OF THE INSTITUTE OF NAVIGATION (ION GNSS 2004), THE INSTITUTE OF NAVIGATION, 8551 RIXLEW LANE SUITE 360 MANASSAS, VA 20109, USA, 24 September 2004 (2004-09-24), pages 2386 - 2395, XP056009377 *

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