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Le nouveau service Galileo est prêt à fournir une précision de 20 cm

30/01/2023 1327 views 16 likes
ESA / Space in Member States / France

Les capacités de Galileo se sont développées avec l’ajout d’un nouveau service de haute précision, disponible gratuitement dans le monde entier pour toute personne disposant d’un récepteur correctement équipé. Offrant une précision horizontale jusqu’à 20 cm et une précision verticale de 40 cm, le service de haute précision est activé grâce à un niveau supplémentaire de corrections de positionnement en temps réel, fournies via un nouveau flux de données dans le signal Galileo existant.

Le service de haute précision (HAS) de Galileo
Le service de haute précision (HAS) de Galileo

Après des mois de tests menés par les ingénieurs de l’ESA au centre technique ESTEC aux Pays-Bas, le service de haute précision (HAS) de Galileo a été officiellement déclaré disponible aux utilisateurs lors de la Conférence spatiale européenne qui s’est tenue le 24 janvier 2023 à Bruxelles, en Belgique.

« Galileo ne reste pas passif », souligne Javier Benedicto, directeur de la navigation à l’ESA. « Ce nouveau service de haute précision offre une dimension de précision inédite à tous ceux qui en ont besoin, tandis que l’Open Service Navigation Message Authentication – déjà disponible – permet aux utilisateurs d’authentifier les signaux Galileo lorsqu’ils l’utilisent, afin de minimiser tout risque d’usurpation. De plus, un message d’intégrité amélioré du signal déployé l’année dernière réduit le temps de premier correctif tout en améliorant la robustesse globale de Galileo. »

Les satellites Galileo
Les satellites Galileo

« Le rôle de l’ESA est de superviser ces mises à niveau fondamentales du système Galileo, en collaboration avec le prestataire de services de Galileo EUSPA, l’Agence de l’UE pour le programme spatial et son propriétaire, l’Union européenne. D’autres améliorations de service apparaîtront avec le lancement des satellites Galileo restants, suivis plus tard cette décennie par Galileo deuxième génération. »

Le nouveau message de correction HAS est intégré dans la bande « E6 » du signal Galileo – généralement non accessible via des smartphones et autres produits grand public, mais uniquement via des récepteurs haut de gamme. Cependant, ce message est également mis à disposition via Internet, ouvrant la perspective d’une adoption plus large par des appareils connectés et de son développement dans la norme de service ouvert au cours des années à venir.

Un satellite Galileo en orbite
Un satellite Galileo en orbite

Déjà le meilleur du monde

Le système européen Galileo, composé à ce jour d’une constellation de 28 satellites et d’un segment « sol » mondial, est déjà le service de navigation par satellite le plus précis au monde, son service ouvert offrant une précision métrique. L’Union européenne et l’ESA se sont associées pour développer Galileo, avec l’ESA comme autorité technique. Cette année, l’Agence célèbre le 30e anniversaire de ses premières recherches sur la navigation par satellite.

Avec ce nouveau service Galileo, l’EUSPA cible des applications actuelles de haute précision telles que l’agriculture de précision, la prospection des ressources, les levés terrestres et hydrographiques ainsi que des secteurs émergents tels que la robotique, la conduite autonome d’automobiles, de trains, de navires et de drones ainsi que les jeux et le marketing en réalité augmentée, voire le vol en formation de satellites.

Effectuer des relevés via la navigation par satellite
Effectuer des relevés via la navigation par satellite

« Grâce à ce nouveau service de haute précision, Galileo devient la première constellation capable de fournir un service de haute précision à l’échelle mondiale et directement via le signal dans l’espace et via Internet », commente Rodrigo da Costa, directeur exécutif de l’EUSPA. « Cette nouvelle fonctionnalité pour Galileo favorisera l’innovation dans de nombreux secteurs en aval. »

Maintenir Galileo sur la bonne voie

Le principe de base de Galileo est simple. Les satellites dans l’espace transmettent des signaux intégrant une mesure du temps très précise, exacte à quelques milliardièmes de seconde près. Un récepteur capte les signaux de quatre satellites Galileo (ou plus) et mesure le temps qu’il a fallu à chaque signal pour l’atteindre. Il convertit ensuite ces valeurs de temps en distance en multipliant les chiffres par la vitesse de la lumière. Le récepteur vérifie ensuite les distances de tous les satellites pour localiser son emplacement sur (ou au-dessus) de la surface de la Terre.

Principe de fonctionnement de la navigation par satellite
Principe de fonctionnement de la navigation par satellite

Mais en pratique, les orbites des satellites eux-mêmes et les horloges atomiques embarquées qui gardent l’heure des signaux sont susceptibles de dériver. Les signaux peuvent également subir divers niveaux de léger retard en raison des interférences de « l’ionosphère », un segment électriquement actif de l’atmosphère terrestre.

Ainsi, pour maintenir le système sur la bonne voie, un réseau mondial de stations de détection Galileo effectue une surveillance continue des satellites et de leurs signaux. Leurs données sont utilisées pour compiler un ensemble de corrections qui sont ensuite transmises aux satellites Galileo en vue d’être incorporées dans leurs signaux de navigation, environ toutes les 100 minutes. 

Considérez Galileo comme une horloge planétaire unique, conçue pour être suffisamment précise afin d’identifier et de mettre en évidence toutes les erreurs qui s’accumulent au fil du temps.

Fourniture du service de haute précision (HAS)
Fourniture du service de haute précision (HAS)

Des corrections plus rapides pour une meilleure précision

Le nouveau HAS améliore encore ces performances grâce à l’utilisation d’un générateur de données de haute précision, générant des corrections supplémentaires pour Galileo ainsi que pour des satellites GPS américains. Ces corrections sont ensuite relayées en temps réel vers des récepteurs compatibles via le signal satellite Galileo, compilées en un seul message de 448 bits par seconde, une capacité unique de la forme de signal de Galileo soigneusement élaborée

Centre de contrôle de Galileo
Centre de contrôle de Galileo

« Par rapport au service ouvert Galileo, les corrections sont rendues disponibles très rapidement et très fréquemment, avec une mise à jour des orbites des satellites toutes les 30 secondes et des horloges des satellites toutes les 10 secondes », explique Daniel Blonksi, ingénieur des performances du système Galileo à l’ESA. « Le message de correction HAS est conçu de manière à ce que des récepteurs appropriés puissent bénéficier de plusieurs satellites le diffusant, pour reconstruire très rapidement le message global. »

Le nouveau service de haute précision est envisagé comme ayant deux niveaux de service. Le niveau de service 1, déjà disponible, corrige les erreurs d’orbite et d’horloge des satellites ainsi que les « biais » de signal internes propres à chaque satellite de la constellation qui, une fois connus, peuvent permettre une précision encore plus élevée grâce à des comparaisons directes de leur phase de signal. 

La constellation Galileo
La constellation Galileo

Le niveau de service 2, destiné à être déployé dans toute l’Europe, les combinera avec des corrections ionosphériques supplémentaires, rendues possibles par l’utilisation de stations au sol supplémentaires pour lesquelles l’ESA prépare les mises à niveau d’infrastructure nécessaires.

Galileo

Galileo est actuellement le système de navigation par satellite le plus précis au monde. Il dessert plus de trois milliards d’usagers sur la planète.

La phase de pleine capacité opérationnelle du programme Galileo est gérée et financée par l’Union européenne. La Commission européenne, l’ESA et l’EUSPA (l’Agence de l’Union européenne pour le programme spatial) ont signé un accord selon lequel l’ESA agit en qualité d’autorité en matière de conception et de principal responsable du développement du système au nom de la Commission, et l’EUSPA en qualité de gestionnaire d’exploitation et de fonctionnement de Galileo/EGNOS. « Galileo » est une marque enregistrée dans la base de données de l’Office de l’Union européenne pour la propriété intellectuelle (nº 002742237).

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Retrouver son chemin grâce à Galileo
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