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galileo



Le Système Galileo

Galileo est le nom du futur système de positionnement par satellites européen, placé sous la responsabilité de l’Union Européenne et de l’ESA (European Spatial Agency), en test depuis 2004, qui commencera à être utilisable en 2010 et le sera pleinement en 2012.

Comme les systèmes américain GPS (Global Positioning System) et russe Glonass (GLObal NAvigation Satellite System), Galileo permettra aux utilisateurs équipés d’un récepteur adéquat de connaître leur position en temps réel, avec une précision variant de 10 à 1 m.

Présentation du système Galileo

 

Ce système de positionnement par satellite est destiné à supprimer la dépendance de l'Europe vis-à-vis du système américain, le GPS. Cette indépendance est importante, car le GPS souffre de nombreuses restrictions sur la précision du positionnement (de l'ordre de 20 mètres pour le signal gratuit), sur la fiabilité ou sa continuité (le positionnement peut être impossible dans certaines zones du globe et/ou à certains moments, pour des raisons techniques et/ou politiques).
Le système sera sous contrôle strictement civil, contrairement aux autres systèmes existants qui sont eux, sous contrôle militaire.

Galileo diffusera dix signaux :

  1. Six pour les services gratuits

  2. Deux pour le service commercial

  3. Deux pour le service public réglementé

Les services proposés par Galileo

Cinq services sont prévus :

  1. le service ouvert (OS, Open Service) : il s’agit du service correspondant à l'utilisation civile du GPS actuel. Le service ouvert fonctionne sur deux bandes de fréquences : 1164–1214 MHz et 1563–1591 MHz. Un récepteur utilisant les 2 bandes de fréquences peut obtenir une précision horizontale inférieure à 4m et une précision verticale inférieure à 8m. Si le récepteur n'utilise qu'une des deux fréquences, il aura une précision horizontale d’environ 5m et une précision verticale de 35m. Ce qui est comparable aux performances du GPS. Pour ce service, aucune information d'intégrité n'est assurée. C'est ce service qui sera principalement utilisé par les particuliers.
  1. le service commercial (CS, Commercial Service) : en échange d’une redevance versée à l’opérateur Galileo, il offrira de nombreux services à valeur ajoutée (garantie du service, intégrité et continuité du signal, meilleur précision de la datation et des données de positionnement ou encore la diffusion d'informations cryptées à l'aide de 2 signaux supplémentaires). Ce service utilise les 2 bandes de fréquences du service ouvert, ainsi qu'une bande fréquence supplémentaire de 1260 à 1300 MHz, permettant une précision inférieure à 1m. Les signaux du service commercial peuvent également être complétés par des signaux provenant de stations terrestres pour atteindre une précision inférieure à 10cm. C'est principalement les abonnements à ce service qui assureront le financement de Galileo.
  1. le service de sûreté de la vie (SOL, Safety Of Life service) : il délivrera un service sécurisé, intègre et certifiable, en vue des applications critiques sur le plan de la sécurité de la vie tels que le transport aérien, maritime et terrestre.
  1. le service public réglementé (PRS, Public Regulated Service) : il s’adressera en priorité aux utilisateurs remplissant une mission de service public, très dépendants de la précision, de la qualité du signal et de la fiabilité de sa transmission (services d’urgence, transport de matières dangereuses, etc.). Comme ce service doit être disponible en tout temps, il utilise deux signaux à part et dispose de plusieurs systèmes prévenant un brouillage ou un leurrage du signal. Il sera également chiffré et disponible seulement sur des récepteurs spécifiques.
  1. le service de recherche et secours (SAR, Search And Rescue service) : il permettra de localiser l’ensemble du parc des balises Cospas-Sarsat à 406 MHz et de renvoyer un message d'acquittement vers les balises en détresse. La réglementation et la définition des fonctions est sous la charge de l'Organisation maritime internationale (OMI) et de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI).

 


L’architecture du programme Galileo

 

Le programme Galileo est composé de 3 parties.

1 _ La composante spatiale

Elle est constituée d'un déploiement de trente satellites placés sur trois orbites circulaires, à une altitude de 23 616 kilomètres. Chaque orbite comporte un satellite de secours.

Chaque satellite pèse près de 700 kg et contient notamment :

  1. plusieurs horloges atomiques,

  2. des panneaux solaires fournissant une puissance maximale de 1500 watts,

  3. un émetteur et un récepteur radio.


2 _ La composante sol

 Le segment sol de contrôle est chargé du contrôle des satellites. Il est constitué de :

  1. deux (ou trois, voir les accords de concession de novembre 2005) centres de contrôle localisés en Europe

  2. cinq stations de TTC en charge de maintenir les liaisons de télécommandes et télémesures avec les satellites

Le segment sol de mission est chargé de créer le message de navigation diffusé par le satellite (garant des performances des services), de détecter les éventuelles anomalies et d'en prévenir les utilisateurs (dans le message diffusé par les satellites), ainsi que de mesurer les performances du système.
Il est constitué de :

  1. deux (ou trois) centres de mission colocalisés avec les centres du segment sol de contrôle où sont réalisées les fonctions de calcul d'orbitographie, d'intégrité (permettant de développer les applications Safety of Life), de création du message de navigation et du temps Galileo, de la surveillance du système et de mesure de performances des services

  2. dix à douze stations terrestres de transmission du message de navigation vers les satellites

  3. quarante stations de réception des signaux satellitaires reparties sur toute la Terre et en liaison permanente avec les centres de mission pour leur fournir les informations nécessaires pour leurs fonctions.

3 _ La composante utilisateur

Ce segment est destiné à valider en environnement réel les performances des récepteurs du commerce (ou plus exactement leurs prototypes).

Pendant deux ans, il servira à valider un certain nombre de technologies, dont certaines nouvelles, comme l'horloge atomique la plus exacte jamais envoyée dans l'espace. Il va en outre permettre de réserver les fréquences attribuées par l'Union internationale des télécommunications (car en cas d'inutilisation de ces fréquences, elles se seraient retrouvées à nouveau libres).

 

Applications

Les secteurs d'applications sont nombreux. Ils touchent aussi bien le secteur civil (marine marchande, aviation, véhicule de particulier) que le secteur militaire (positionnement des troupes et des unités mécanisées, des missiles ou des avions), le transport (localisation de véhicules, recherche d'itinéraire, contrôle de la vitesse, systèmes de guidage), les services sociaux (aide aux handicapés ou aux personnes âgées), la justice et les douanes (contrôles frontaliers), les travaux publics (systèmes d'information géographique), le sauvetage de personnes en détresse ou les loisirs (orientation en mer et en montagne, etc.).
Ce dernier secteur est toutefois sujet à discussions. À plusieurs reprises, il a été dit que Galileo est un programme civil sous contrôle civil. Cependant à partir du moment où le signal PRS est utilisé par les pompiers ou la police, rien n'empêcherait l'armée d'en faire de même.
En plus du positionnement, comme les satellites disposent chacun d'une horloge atomique ultra-précise, Galileo peut servir de base temporelle. Le service commercial permettra également d'envoyer des messages d'informations à grande échelle.

A venir …

Le lancement du second satellite expérimental appelé Giove-B, initialement prévu pour septembre 2006, a été reporté et devrait finalement être lancé fin 2007 ou début 2008.
Un autre satellite appelé Giove-A2 est programmé pour être lancé au second semestre 2008 pour le cas ou GIOVE-B ne serait pas lancé (problèmes techniques). Ce satellite aidera à maintenir la réservation des fréquences attribuées par l'Union internationale des télécommunications pour 27 mois supplémentaires.
Après 2010 au plus tôt, quatre satellites servant à valider le performances en vol (phase IOV pour In Orbit Validation) devraient être opérationnels. Le lancement et le déploiement des 26 satellites restants (phase FOC pour Full Operational Capability) est prévu pour s'étaler de 2008 à 2010 ou plus tard.


Rubrique rédigée en août 2007 par Yoann Lelievre (INSA Rennes) pour le Groupe Régional de Recherche en Micro-ondes (G2RM).

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