Leçon 6 : le GNSS

GNSS : Global Navigation Satellite System ou pour ceux qui préfèrent la langue de Molière à celle de Shakespear : le système de positionnement par satellite. 

Comme d’habitude, le but est de vulgariser et de savoir à quoi cela sert…et non de faire un cours au niveau ingénieur. Pour cela, il y a des livres de références par des auteurs bien plus compétents que moi 😉

Le principe est simple : autour de la terre, en orbite, plusieurs satellites communiquent leur positionnement. Avec 4 satellites, on peut lorsque l’on dispose d’un récepteur (appelé par abus de langage GPS) connaître sa position (Longitude, Latitude et Altitude). Il est préférable d’avoir 4 GPS au lieu de trois (DJI parfois ne permet le décollage en dessous de 8 satellites). Bien entendu, tout cela n’est pas aussi simple que sur le papier car les satellites sont constamment en mouvement à des vitesses très rapides. Certains satellites à 300 km de la terre ont une vitesse de 28 000 km/h.

Chaque grande puissance a voulu construire son propre système de positionnement.
Pourquoi ? imaginez un conflit entre les américains et les russes (au hasard…). Si les américains coupent leur système GPS civile, les russes ne pourront se servir de leur technologies basées sur la géolocalisation !!!
C’est ce qui est arrivé lors de la première guerre du Golfe, ce qui a poussé les européens à lancer Galileo. J’ai vécu en direct la chose car je pilotais un Piper PA32 entre Rodez et Paris et nous avons perdu les informations GPS en plein vol (ce qui n’était pas bien grave, car nous volions à vu, en VFR).

Les systèmes GNSS à ce jour :

Le système GPS : Global Positioning System américain.
Le système Galileo : Européen
Le système GLONASS : Russe
Le système COMPASS : Chinois
et enfin le système Indien (en cours de développement) : IRNSS

Il y aurait plus 3 milliards de récepteurs GNSS dans le monde, avec une majorité de téléphones portables. Nos drones sont des récepteurs GNSS.

Manuel du télépilote Drone

Actuellement nos drones utilisent le système géodésique (système de référence permettant d’exprimer les positions au voisinage de la Terre ) WGS 84. Ce système couplé aux informations des satellites permet de calculer la vitesse, les coordonnées, l’accélération dru drone embarquant ce récepteur. 

La précision est de l’ordre de 10 mètres (pour les meilleurs récepteurs : 5 mètres).

Certains drones sont équipés de la technologie RTK (Real Time Kinematic), soit le Cinématic Temps Réel, qui permet une précision accrue de quelques centimètres (minimum 2 cm). Comment ? Tout ‘simplement’ par l’ajout d’une station de référence que l’on peut mettre en place à quelques mètres de l’opérateur et du drone (Opérateur + Station de référence + drone RTK + GNSS). Il y aura le réseau GNSS et le réseau RTK (drone + station) qui émettra des corrections et donnera donc une précision phénoménale.
L’utilisation du sytème RTK fonctionne avec un abonnement.

Les perturbations

Bien entendu, tout cela serait trop beau, s’il n’y avait pas des perturbations 

  • Champ gravitationnel de la terre
  • Conditions atmosphériques qui influent sur la propagation des ondes
  • Le positionnement des satellites qui permet au récepteur (le drone) de faire sa triangulation de positionnement
  • La réflexions des ondes sur des obstacles terrestres
  • La non pénétration des ondes sur des obstacles (toits, murs…en intérieur). La disponibilité du système est liée à la réception des satellites. 
  • Les champs électromagnétiques formés par les antennes relais, les lignes à hautes tensions…

Mais tout cela pourquoi faire ?

  • Pour une meilleur stabilisation du drone et un vol stationnaire extrêmement précis, c’est à dire le maintenir dans une positionnement Latitude, Longitude et Hauteur ‘exacte*’
    * par rapport à son lieu de décollage)
  • Le correction de dérive lors de vents conséquents. Le drone en vol stationnaire corrige la dérive apporté par le vent.
  • Géolocaliser le drone (pour savoir ce qu’il survole et s’il tombe, où il tombe)
  • Préparer des missions de précisions (photographie, photogrammétrie, épandage…etc)
  • Respecter la législations en ayant toujours les paramètres de géolocalisation du drone (sa distance d’éloignement, sa hauteur…)
  • Le Retun To Home… ou le retour à la maison (au lieu de décollage) quand vous ne savez plus comment ramener votre drone à vous…super pratique !


© Yann MATHIAS / www.etsionparlaitphoto.com