www.AMARAD.org mise à jour août 2012

Association des Marins Radios
[mailto:amarad@free.fr]
[./amaradpag.html]
[http://waas.stanford.edu/documents/EstimatingGIOVEACodes.pdf]
Cliquez ici pour prendre connaissance des caractéristiques de fonctionnement du signal de GALILEO étudié par l’universite de STANDFORD USA Etude publiée le 25 Avril 2006
[http://www.galileoju.com]
EuroFix est une systeme intégré de radionavigation et de communication qui est développé par l’université de technologie de DELF. Les stations Loran-C ou Chayka sont réglées pour diffuser des données à faible vitesse qui sont fiables à une distance supérieure à 1000 kms. Les données sont réparties sur 8 canaux qui sont assignés au DGPS, DGLONASS, DLORANC/DChayka, messages de controle de navigation et petits messages de service. trois canaux sont réservés pour des applications futures. EUROFIX répond à une directive de l’OMI adoptée en 1997 qui demande que pour 10 prochaines années un SYSTEME GLOBAL DE NAVIGATION PAR SATELLITE (GNSS) soit mis en place et qu’il soit controlé par un organisme essentiellement civil et international. EUROFIX a été testé en France et dans d’autres pays.
TECHNIQUE III Radio-navigation
[./theorie_2pag.html]
[./theoriespag.html]
[http://www.giove.esa.int]
The GIOVE system consists of: The space segment The GIOVE-A Satellite built by Surrey Space Technology Limited (SSTL, UK) and launched in December 2005 The GIOVE-B Satellite built by Galileo Industries, a European consortium of Alcatel Alenia Space (I and F), Astrium GmbH (D), Astrium Ltd (UK) and Galileo Sistemas y Servicios (S), to be launched by end of 2006 The ground control segment The GIOVE A Control Centre operated by SSTL in Guilford (UK) The GIOVE A TTC stations located at Oxford (UK), Santiago (Chile) and Kuala Lumpur (Malaysia) The GIOVE B Control Centre operated by GAIN in Fucino (I) The GIOVE B TTC stations located at Fucino (I) and Kiruna (SE) The ground mission segment The GIOVE Processing Centre operated by GAIN in Noordwijk (NL) The global network of Galileo Experimental Sensor Stations The satellites are monitored and controlled by the Satellite Control Centres through a network of Telemetry Tracking and Control (TTC) stations at various locations in the world using S-Band communication. The GIOVE Processing centre computes precise orbits and clocks of the GIOVE satellites based on the measurements collected by a global network of Galileo Experimental Sensor Stations that collect Galileo and GPS observables at 1 Hz sampling rate. Navigation messages are generated by the GIOVE Procesing centre and uplinked to the satellites through the respective Satellite Control Centre. The GIOVE Processing Centre collaborates and uses as input information from different institutes: Satellite Laser Ranging data from ILRS Precise orbits of GPS satellites from IGS Precise earth rotation parameters from IERS UTC time scales information from BIPM The GIOVE Processing Centre generates several core products of interest to external registered users in the field of: Satellite clocks initialisation and characterisation Precise orbit modeling Navigation message demonstration Galileo Sensor Stations error budget characterisation Broadcast Group Delay modeling Other satellite models calibration and validation
GIOVE Mission Segment The GIOVE Mission Segment has the following main objectives: Navigation message generation On board clock characterisation Orbit (stability) modelling Payload operations planning and telemetry analysis The GIOVE Mission Segment consists of two main elements: The world wide located Galileo Experimental Sensor Stations (GESS) The GIOVE Processing Centre (GPC) located as ESTEC, Noordwijk (NL) and operated by GAIN The processing centre contains the following functionallity as can be seen from the diagram below: Collection of GESS data through the Sensor Station Data Servers (SSDS) operated by ESOC and GFZ on the central Data Storage Facility (DSF). Note that the GESS located in the GPC and IEN are connected directly to the GPC. The Experimental Orbit Synchronisation Processing Facility (E-OSPF) computing the near real-time orbit and clock information based on session files generated by the DSF operator. The GIOVE Processing Centre Interface (GPCI) constituting the interface between the GIOVE Satellite Control (GSC A/B) centre and the GPC, where operation, telemetry, flight dynamics and navigation data is exchanged.
[file:///C:/Documents%20and%20Settings/MMM/Mes%20documents/Mes%20images/GALILEO-GIOVE_HARDWARE_ARCH.jpg]
GIOVE Mission Segment Hardware Architecture The hardware of GIOVE Processing Centre (GPC) is based on a standard computing centre: Data Storage Facility (DSF) which consists of Storage Control System (SCS) runing on a SUN Fire Server (900 MHz, 2 GB RAM) Archive running on SUN StoreEdge RAID disks up to 400 GB of data Monitoring and control running on a SUN Blade (650 MHz, 2 GB RAM) Web & FTP Server running on a SUN Fire Server (650 MHz, 2 GB RAM) 2 Experimental - Orbit & Synchronisation Processing Facility (E-OSPF) SUN Blade 2000 work stations (1GHz, 5 GB RAM) GPC Interface (GPCI) running on 2 Dell PowerEdge workstations (3.2GHz, 1 GB RAM) Nokia Firewall to protect from public internet Cisco routers and switches to connect all servers on the LAN The GESS hardware consists of: GESS Septentrio GPS/Galileo Receiver with 6 generic GPS/Galileo and 9 GPS dual frequency channels capable of receiving all GIOVE/GPS signals GESS Reference Antenna built by Space Engineering SPA with excellent phase center and group delay stability Rubidium atomic clock Temex LPFRS with 3e-12 over 100s stability Industrial control computer (650MHz and 40GB HD) Universal Power Supply (Merlin Gerin) operating for 90 minutes without external power supply
[http://igscb.jpl.nasa.gov/faqs.html#id2845337]
The International GNSS Service (IGS) formerly the International GPS Service, is a voluntary federation of more than 200 worldwide agencies that pool resources and permanent GPS & GLONASS station data to generate precise GPS & GLONASS products. The IGS is committed to providing the highest quality data and products as the standard for Global Navigation Satellite Systems (GNSS) in support of Earth science research, multidisciplinary applications, and education. Currently the IGS includes two GNSS, GPS and the Russian GLONASS, and intends to incorporate future GNSS. You can think of the IGS as the highest-precision international civilian GPS community. GNSS stands for Global Navigation Satellite System. Currently operating GNSS's are GPS (U.S.A.'s Global Positioning System) and GLONASS (Russia's Global Navigation Satellite System). Another GNSS planned for the future is Europe's Galileo. Cliquez ici pour plus de détails sur GNSS et l’IGS
[http://igscb.jpl.nasa.gov/network/netindex.html]
[http://www.eurofix.tudelft.nl/indexnojs.htm]
La société IXSEA présente la Centrale inertielle PHINS, haut de gamme, couplage par filtre de Kalman aux capteurs tels que : GPS (DGPS ou RTK), loch, positionnement acoustique, odomètre... Phins est le cœur incontournable à tout système de navigation de très haute précision pour mobiles terrestres et marins. Précision en cap = 0.01°. Précision en roulis/tangage = 0.01°. Filtre de pilonnement auto adaptatif. Meilleur Positionnement que le GPS (mode DGPS ou RTK). Compatible avec la centrale GPS intelligente Trinity. Qu'est qu’une CENTRALE INERTIELLE ? L'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle)....) d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur une droite à vitesse constante) n'est soumis à aucune force, et réciproquement. Principe d'inertie Tout corps, en mouvement rectiligne uniforme ou au repos, soumis à des forces qui se compensent persistera dans son état. Conséquence : Du point (Graphie) de vue des forces, le repos et le mouvement rectiligne et uniforme sont identiques. La description de l'inertie présentée par la loi de Newton est encore considérée la norme pour la physique classique. Cependant, elle a dû être réinterprétée et augmentée, afin de refléter les développements de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie "contempler, observer, examiner ". Dans le langage...) de la relativité et de la mécanique quantique (Fille de l'ancienne théorie des quanta, la mécanique quantique constitue le pilier d'un ensemble de théories physiques...), qui ont mené à des interprétations quelque peu différentes dans certains de ces champs. Moment d'inertie Le moment d'inertie est une caractéristique géométrique de section ou de figures planes. Montage théorique de principe : Ce sont les 2 gyros ( gyro 1 et gyro 2 ) qui assurent le pointage des directions stellaires. Les moteurs couples MC1et MC2 commandent l'orientation de l'axe Za du gyro 1 Les moteurs couples MC3et MC4 commandent l'orientation de l'axe Xa du gyro 2 NB 1: On aura remarqué que ces gyros sont montés avec chacun 2 armatures dans le solide noir appelée plate forme. NB 2 : Sans entrer dans trop de détails signalons que les axes gyros sont éventuellement reliés à des axes de visée stellaire. Nous avons donc "mémorisé" un repère de directions absolues. En cas de dérives des gyros, des recalages sont prévus associés à des visées. Ces recalages interviennent notamment chaque fois que des manœuvres importantes sont envisagées. Principe de fonctionnement Le principe de base de fonctionnement est l'estime. Le système fournis la position du navire par référence a sa position initiale du départ de la navigation. Des accéléromètres précis mesurent l'accélération horizontale de la trajectoire. Un calculateur effectue un premier calcul intégral pour déterminer la vitesse du navire. Une deuxième intégration donne la position du navire en connaissant la position de départ. Réalisation Le principe étant simple, la réalisation est compliquée car la centrale se déplacera a la surface d'une sphère et non d'un plan de plus cette sphère tourne sur elle même engendrant des accélérations parasites (Coriolis). Inertial Navigation System - INS Ces centrales sont équipées d'une plateforme restant parfaitement horizontale pendant toute la durée de la navigation (utilisation de gyroscopes). Ces centrales sont equippées d'accéléromètres tres sensibles et asservis. La Centrale Inertielle. La Plate forme inertielle est suspendue a la cardan et stabilisée à l'horizontale par des boucles d'asservissement. Deux accéléromètres A1 et A2 perpendiculaires entre eux. Trois gyroscopes dont 2 a axes verticaux (G1 & G2)et le 3eme a axe horizontal (G3). Cette plateforme est orientée par rapport a des références. Le calculateur calcule toutes les valeurs nécessaires a la navigation orthodromique et génère des signaux pour le pilote automatique (AP). Boîtier de commande et d'affichage interface homme / machine. Modes de fonctionnement Alignement - ALIGN phase initiale d'utilisation. La précision de l'alignement initiale a des conséquences directes sur la navigation future. Alignement Horizontal de la plate forme gyroscopique ou calculée. Initialisation de la position, aLignement en cap. Alignement Mécanique Plate forme parallèle au plan du navire et T° 70°C. Alignement Sommaire Analogique: Accéléromètres couplés aux gyroscopes pour annuler la composante de la pesanteur. Digitale: Le calculateur détermine la latitude et son orientation par rapport au Nord vrai. Si la latitude calculée est proche de celle introduite, la phase suivante s'enchaîne. Alignement final Le calculatur supprime l'erreur d'horizontalité et compense le gyroscope d'azimut de la rotation terrestre et de sa dérive propre. Le navire doit être à quai pour rester immobile. Dès que la fonction NAVIGATION est sélectionnée la plate forme est asservie a l'horizontale et gardera en permanence la connaissance du Nord Vrai. La plate-forme fournit; Vecteur Vsol (première intégration) La position (deuxième intégration) Cap vrai Route vraie travers par rapport a la route erreur de route distance restante par rapport à la route prédéfinie. Vent, dérive, Erreurs et Performances : Erreurs Oscillatoires Si la plate forme n'est pas parfaitement horizontale, elle se mettra a osciller autour de la position erronée avec une amplitude constante. La période est de 84.4 minutes a la surface de la terre. Les erreurs sont produites par; erreurs des accéléromètres erreur du premier intégrateur, erreur de verticale. Erreurs proportionnelles au temps provoquées par; Erreurs de gyroscopes de verticale. Erreur du deuxième intégrateur. Une désorientation initiale Erreurs proportionnelles au carré du temps Provoquées par; Une dérive du gyroscope d'azimut Les techniques suivantes sont utilisées pour réduire ou empecher les erreurs; Attention particulière à la dérive du gyro. d'azimut qui produit l'erreur la plus importante. Enceinte thermostatiques Suspension à quatre axes Emplois d'accéléromètres pendulaires asservis. Emplois de gyroscopes flottants Paliers de gyroscopes à suspension hydropneumatique Rotation de la plate-forme d’un tour par minute. Calibration automatique du gyroscope d'azimut. Compensation automatique de cette dérive Elaboration d'une position intersystème. Position Intersystème La position intersystème est la position réputée la plus probable. Elle est calculée a partir de trois centrales différentes, ce qui permet en outre d'identifier une centrale qui dérive par rapport aux deux autres. Calcul de la position intersystème En combinant la latitude médiane et la longitude médiane des trois centrales ce qui représente une bonne approximation du résultat du calcul basé sur la méthode des moindres carrés. En cas de dérive, la position intersystème se trouve a l'intérieur du carré. Performances Dans 95% des cas, la dérive inertielle globale sera inférieure à 3NM par heure de fonctionnement en mode NAV. Grâce a la position intersystème, la dérive couramment constatée est de l'ordre de 1 à 2 NM/h. La position de départ découlant de la connaissane précise du lieu de départ est fondamentale et demande une grande discipline. Une erreur sur l'insertion de la latitude de départ rend le système inutilisable. Une erreur sur l'insertion de longitude est récupérable. La longitude présentée sera entachée de l'erreur. Il est indispensable de surveiller la position inertielle et de comparer les données de la centrale inertielle avec d'autres moyens de navigations avant de l'utiliser comme moyen primaire de navigation.
[http://meteosat.pessac.free.fr/IMA/ressources/pwt/Centrale_inertielle_G_Laser001.ppt]
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