Des applications GNSS sans interruption

Un nouveau logiciel développé par des chercheurs financés par l'UE promet de réduire l'impact des perturbations ionosphériques sur le fonctionnement des GNSS.

Les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) font partie intégrante de la société moderne, notamment pour les déplacements dans une région inconnue, mais ils sont pourtant loin d'être infaillibles. Notamment, le phénomène des perturbations ionosphériques, caractérisées par un accroissement soudain de l'absorption des ondes radio qui retarde la transmission radio des signaux et affecte les données de positionnement, est un des problèmes que les chercheurs tentent de résoudre depuis des années.

Le projet CALIBRA participe à cet effort de recherche mondial avec une attention particulière portée sur le Brésil, l'une des régions les plus exposées en raison de sa proximité avec l'équateur magnétique. En plus de cela, l'activité solaire est à son paroxysme depuis que le Soleil est entré dans son nouveau cycle de 11 ans en 2010.

Désormais, après 27 mois de recherche intensive, l'équipe CALIBRA a développé de nouvelles solutions pour contrer le problème des perturbations ionosphériques. Elle a récemment présenté une approche commercialement applicable pour atténuer l'impact du phénomène sur les techniques de précision de positionnement des réseaux satellitaires mondiaux, grâce à deux démonstrations réelles où leur algorithme développé a été testé dans de réelles opérations agricoles ou en haute mer.

Un potentiel énorme

Le projet s'articulait autour de trois étapes principales. D'abord, l'équipe a confirmé que le rayonnement ionosphérique et les variations du contenu électronique total (CET) avaient un impact direct sur le fonctionnement des technologies de positionnement cinématique en temps réel (technologie RTK) et de positionnement précis (PPP), qui propose une précision centimétrique grâce à l'utilisation de stations de référence, qui ont pu caractériser les perturbations selon des relevés adaptés.

Ensuite, les chercheurs ont produit un modèle empirique à court terme pour la prévision du contenu électronique total et du rayonnement. Ce dernier a été testé grâce au réseau et à la base de données CIGALA-CALIBRA, un réseau de récepteurs de surveillance du rayonnement ionosphérique doté d'une interface web, l'outil de recherche ISMR Query tool qui compile quotidiennement plus de 10 millions d'observations par GPS, Glonass, Galeleo Beidou et d'autres réseaux satellitaires mondiaux de navigation. Depuis son lancement en décembre 2014, ces données aident les utilisateurs de plus d'une vingtaine de pays grâce aux techniques de visualisation et d'exploration du logiciel.

Devant le constat de ce succès, les partenaires de CALIBRA ont déposé un brevet pour leur modèle de prévision et une nouvelle entreprise dérivée, SpacEarth Technology, a été établie. L'objectif principal de cette dernière est d'assurer la commercialisation du logiciel dans les applications et services pertinents, tout en l'améliorant et en l'adaptant aux besoins fluctuants du marché.

L'un des accomplissements de la nouvelle entreprise a été la mise à jour du micrologiciel des récepteurs GNSS de Septentrio, un partenaire du projet. Ce dernier s'appuie également sur les résultats du projet pour créer un dispositif de RTK de prochaine génération doté d'un nouveau modèle pour l'estimation du retard ionosphérique, qui s'est déjà avéré utile pour la RTK à très grandes lignes de base et pour atténuer les effets ionosphériques.

En plus de cet avantage concurrentiel, les résultats du projet promettent de réduire considérablement les pannes et les pertes économiques provoquées par la perturbation ionosphérique au Brésil et dans les autres régions du monde.