GPS différentiel RTK

Le Global Positionning System (GPS) est opérationnel depuis 1995. Le maillon principal du système est une constellation de 31 satellites positionnés sur six plans orbitaux tels que tout point de la surface terrestre est couvert à chaque instant par 6 satellites au moins.
Ces satellites émettent sur deux fréquences un signal horaire généré par les horloges atomiques situées à bord. Les satellites émettent également leurs éphémérides (position et vitesse au moment de l’émission ainsi que prévision des positions et des vitesses pour les heures suivantes). Le principe de mesure est voisin de la triangulation. Connaissant l’heure d’émission et l’heure de réception des signaux par un récepteur et en postulant un modèle de vitesse des ondes électromagnétiques entre les satellites et le récepteur, il est possible de calculer la position du récepteur sur la surface terrestre. Ce système permet des mesures de position d’une précision de quelques mètres pour des acquisitions d’une durée de la seconde.
En utilisant les deux fréquences émises par les satellites et pour des durées d’acquisition de 15 minutes environ, cette précision atteint quelques centimètres en traitant les signaux satellites dont les éphémérides ont été affinés après quelques jours par le centre de gestion du système GPS. Ce système utilisant un seul récepteur n’est donc pas adapté à la construction de Modèle Numérique de Terrain.

Un GPS mobile embarqué sur engin (navire bathymétrique, drone hélicoptère) permet de connaître la position instantanée de l’engin, donc sa navigation précise (mode GPS différentiel RTK).

figure2 GPSdifférentiel

Le DGPS (GPS Différentiel, Figure 3.3) est une amélioration des techniques du GPS. Le DGPS utilise deux stations de réception au sol situées à moins de 10 km l’une de l’autre. Une station de référence est fixe et acquiert en continu le signal des satellites. Une station est mobile. On la positionne sur les points à mesurer pendant quelques secondes. Le principe de la mesure postule que les erreurs de positionnement des deux stations sont identiques du fait de leur proximité. De ce fait, la précision du positionnement de la station mobile par rapport à la station fixe est bien meilleure que la précision absolue du GPS et peut atteindre le centimètre. Connaissant la position de la station de référence, il est aisé d’en déduire la position de la station fixe. La position de la station de référence peut être calculée par post-traitement avec une précision centimétrique si la durée d’acquisition dépasse les 15 minutes.
Il est également possible de positionner la station de référence sur un point géodésique.
Le système DGPS peut être servi par un opérateur unique. Il installe la station de référence en un point protégé et arpente la zone à étudier en effectuant un point de mesure à la résolution convenue, en augmentant la résolution sur les surface de fortes courbures et en diminuant la résolution sur les surfaces planes. Cette technique ne permet que difficilement une résolution meilleure que le m2.

Equipement GPS RTK : TOPCON Hiper II et HIPER V.

Caractéristiques :

Récepteurs bi-frequence  20 cannaux L1 et L2, signal L1/L2/C/A and Pcode & carrier phase.

Enregistrement  données brutes dans le recepteur base et mobile.

Transmission radio pour RTK type UHF.

Performances , spécification

Static, rapid static :        H : 3mm + 0.5 ppm     V : 5mm + 0.5 ppm

RTK :                               H : 10mm + 1 ppm      V : 15mm + 1 ppm

 

Contacts :

  • Jérôme Ammann