Systèmes Géostationnaires :

EGNOS - WAAS

De façon à améliorer la sécurité des applications de navigation aérienne et maritime, différents pays (USA, UE, Japon) placent des satellites géostationnaires dont le rôle est de transmettre aux utilisateurs sur la fréquence L1 des corrections précises (orbites GPS, horloges, ionosphère et troposphère) calculées par un réseau important de stations de contrôle au sol et des données d'intégrité informant des erreurs du système.

Un gain de précision en positionnement absolu, surtout sur la composante verticale (très sensible pour la navigation aérienne) doit permettre d'atteindre 3m horizontalement et verticalement.

Ces systèmes sont nommés SBAS: Satellite-based Augmentation Systems. Ils reposent donc sur la connaissance de corrections atmosphériques réelles grâce à la mise en place d'un important réseau de stations au sol, et le calcul de modèles fiables améliorant notament la précision de la composante verticale. Ces systèmes permettent d'envisager de nettes améliorations en positionnement différentiel DGPS (code) de précision décimétrique (applications SIG).

EGNOS: European Geostationary Navigation Overlay Service

EGNOS est la première aventure Européenne en matière de radionavigation par satellite, développée dans le but d'améliorer les performances des deux systèmes de positionnement GPS et GLONASS, et d'améliorer la sécurité des applications de navigation aérienne et maritime. Il constitue un laboratoire du futur système GALILEO en matière de garantie de service.

EGNOS est un projet commun de l'Agence Spatiale Européenne (ESA), de l'Union Européenne (UE) et d'Eurocontrol, organisation Européenne chargée de la sécurité de la navigation aérienne. Il sera pleinement opérationnel en 2004. Actuellement deux satellites Inmarsat sont lancés, l'un positionné à l'Est de l'Atlantique, l'autre au dessus de l'océan Indien; le troisième satellite Artémis sera lancé en 2003 et positionné au dessus de l'Afrique.

Principe de fonctionnement d'EGNOS

Contrairement aux satellites GPS et GLONASS, les trois satellites géostationnaires EGNOS ne génèrent aucun signal. Le segment de contrôle au sol, constitué de 30 stations au sol, quatre centres de contrôle principaux et six stations de liaison montante vers les satellites (une + une de secours par satellite) évalue la précision des signaux GPS et GLONASS et calculent les corrections. Ces données sont transmises par liaisons sécurisées aux stations de liaison montante réparties dans toute l'Europe. Ces stations envoient le signal aux trois satellites EGNOS qui le retransmettent aux utilisateurs des systèmes GPS et GLONASS recevant EGNOS.

EGNOS System Test Bed (ESTB)

Avant que le système EGNOS soit totalement opérationnel en 2004, une phase de test a démarré depuis Février 2000, ce qui permet à tous les utilisateurs potentiels en matière de navigation aérienne et maritime d'apprécier les performances du système.

Les tests actuels sont réalisés avec les deux seuls satellites Inmarset lancés: 95% des erreurs horizontales sont inférieures à 2,5m et 95% des erreurs verticales sont inférieures à 4,5m. Comme le montre la carte, les corrections EGNOS ne sauraient être utilisées au dela du territoire couvert par les trente stations de contrôle du système.

SECTEUR SPATIAL EGNOS EN 2004

WAAS correspond à une demande de la Federal Aviation Administration des USA: il a pour objectif d'atteindre une précision de 3m en positionnement absolu horizontal et vertical. Ce système comportant 3 satellites géostationnaires sera pleinement opérationnel en 2003 et assurera un service permanent gratuit quelque soient les conditions météorologiques: la phase de test (26/01 - 31/03/2003) permet de réaliser actuellement les derniers ajustements.

Il comporte 25 stations au sol (WRS: Wide area Reference Stations) collectant et transmettant leurs données à deux stations principales (WMS: Wide area Master Stations, situées sur les côtes Ouest et Est). Des corrections d'horloge, d'orbites des satellites GPS, ionosphériques et troposphériques sont calculées, puis transmises en même temps que des informations d'intégrité relatives à la santé des satellites GPS aux satellites géostationnaires par l'intermédiaire de stations de transmission (GUS: Group Uplink Stations). Un message est émis par les trois satellites sur la fréquence L1 (1575,42MHz) compatible avec la structure du signal GPS; il peut être lu par tous les récepteurs GPS sans équipement de réception complémentaire WAAS.

Ojectifs de WAAS pour la FAA:

• Favoriser les décollages, approches, atterrissages, manoeuvres par tous temps,
• Guidage des avions en particulier dans la composante verticale
• Réduire les distance entre avions, couloirs aériens...: densifier et améliorer la fluidité des trafics.

Lorsque les utilisateurs civils pourront utiliser deux codes sur deux fréquences, il sera finalement possible de choisir entre les corrections calculées par WAAS et celles calculées automatiquement par le récepteur code bifréquence. WAAS émettra dans l'avenir sur L1 et L5, fréquence choisie dans la bande aéronautique.

En savoir plus :