Pourquoi les appareils à fonction de géolocalisation requièrent une connexion internet

Posted By : Victoria Chercasova
Pourquoi les appareils à fonction de géolocalisation requièrent une connexion internet

D'ici quelques mois, le système de positionnement par satellites européen sera complètement achevé. La plupart des appareils à fonction de géolocalisation le prennent en charge automatiquement. Leurs fabricants devraient néanmoins s'activer pour implémenter des accès over-the-air. Il s'agit, en effet, du seul moyen de modifier le choix des satellites à tout moment au besoin – ce qui peut s'avérer crucial.

Galileo diffère du GPS américain et du GLONASS russe par le fait qu'il s'agit – à l'instar du système chinois Beidou – d'un système civil et non d'un système militaire. L'Union européenne a initié le projet afin de pouvoir recourir à un système de navigation qui ne dépend pas de ces États en cas de conflits d'intérêts.

Depuis 2016, Galileo est accessible à tous ; d'ici la fin de 2019, l'ensemble des 30 satellites devrait se trouver en orbite. Actuellement, plus de 700 millions d'appareils, dont une majorité de smartphones, utilisent déjà le GNSS (Géolocalisation et Navigation par un Système de Satellites) européen. Son principal avantage : un plus grand nombre de satellites disponibles pour les appareils faisant appel à plusieurs systèmes en parallèle. Si un appareil utilise le GPS, 24 satellites GPS – 12 par hémisphère – sont à sa disposition. En y ajoutant Galileo, les appareils de navigation peuvent d'ores et déjà utiliser 46 sources de signaux (24 satellites GPS et 22 satellites Galileo) et respectivement choisir parmi ces dernières la meilleure constellation pour la localisation. De cette façon, les récepteurs fournissent aussi plus rapidement un résultat exploitable, c.-à-d. que le « Time to First Fix » (TTFF) diminue.

À cet effet, les ingénieurs et scientifiques de tous les GNSS travaillent en étroite collaboration, comme les participants au séminaire Galileo de Rutronik ont pu le découvrir. Lors d'une visite guidée du Centre européen des opérations spatiales (ESOC), les spécialistes ont indiqué que cette collaboration était essentielle puisque chaque système utilise d'autres points de référence pour son système de coordonnées. Si ces derniers ne sont pas constamment comparés, Galileo déterminera une position et une heure différentes de celles des systèmes GPS, GLONASS et Beidou. Seule la comparaison permet de combiner tous les GNSS à souhait au besoin.

Galileo offre des résultats plus rapides et plus précis

Un autre avantage de Galileo est sa précision nettement plus élevée. L'erreur est d'environ un mètre. Avec le GPS, ce sont plutôt cinq mètres et souvent encore plus avec les autres systèmes. La précision réelle du positionnement dépend toutefois aussi du choix des satellites : plus l'angle qu'ils forment est important, plus la précision augmente. Cependant, d'autres facteurs entrent également en compte lors de la priorisation des satellites, par ex. l'intensité du signal et l'état physique de ces objets volants ou le risque de confusion avec un signal réfléchi (effet multipath).

Un GNSS différentiel pour une géolocalisation au centimètre près

Pour des missions à haute précision comme l'épandage de pesticides dans l'agriculture, la précision ainsi obtenue n'est toutefois pas suffisante. Pour de telles applications, le GNSS différentiel (DGNSS) est plus indiqué. À cet effet, une référence dont la position est connue, par ex. la ferme, est utilisée en plus de la position déterminante, par ex. le tracteur. Avec cette méthode, l'erreur de mesure du système peut être déterminée assez précisément. Celle-ci est transmise par radio au tracteur qui applique ensuite la même erreur de mesure à sa position et corrige les valeurs des satellites en conséquence. De cette façon, une précision de l'ordre du centimètre peut être obtenue.

Les GNSS ouverts présentent un risque de sécurité

Dans le cas des systèmes de navigation des voitures, la précision semble jouer un rôle moins important : lorsque le GPS signale que le conducteur doit tourner à gauche dans 50 mètres, il importe peu à ce dernier que l'intersection apparaisse 45 ou 55 mètres plus tard. Il n'en est pas de même pour la conduite autonome. Ici, une comparaison logique à l'aide de capteurs radar et d'une analyse vidéo est impérative et ce aussi pour une autre raison : GPS, GLONASS et Beidou sont des systèmes ouverts, c.-à-d. non cryptés. Ce qui facilite la réception signifie à l'inverse que les signaux peuvent être simulés sans grand effort. Ainsi, un récepteur peut recevoir, sans que l'on s'en aperçoive, des signaux de calcul de position de la part d'un émetteur malveillant qui simule de faux signaux satellites. Galileo fournit dorénavant l'unique GNSS qui permet une authentification pour ses signaux, prévenant ainsi les attaques.

Une utilisation pérenne et optimale du GNSS

Afin d'obtenir un niveau maximal de rapidité, de précision et sécurité, les récepteurs GNSS doivent être en mesure de recevoir en parallèle les signaux de plusieurs systèmes, ex. : le module GNSS SE868-V3 de Telit. Si ce dernier est utilisé avec ses réglages par défaut, il reçoit en permanence tous les signaux GNSS et utilise ceux qui sont les plus exploitables pour le fix actuel.

Il existe cependant des cas où certains systèmes GNS ne devraient pas être utilisés pour le calcul de la position : par exemple en cas de conflit, lorsqu'un système est attaqué ou que des simulations contrefaites sont découvertes, lorsqu'un GNSS présente un dysfonctionnement technique ou ne fonctionne pas de manière fiable pour une quelconque autre raison. Dans ces cas, les fabricants des appareils devraient pouvoir influer sur ces derniers à tout moment afin d'exclure les systèmes concernés. Par le biais d'une mise à jour du firmware over-the-air (FOTA), les récepteurs peuvent toujours être reprogrammés, même plusieurs années après leur vente, de sorte à n'utiliser plus que Galileo ou n'importe quelle combinaison des systèmes disponibles.

Pour les appareils GPS, cela est également important afin de pouvoir maîtriser l'effet Week Number Rollover, la remise à zéro du compteur de semaines. La remise à zéro du compteur de semaines a lieu toutes les 1 024 semaines. Ensuite, le GPS recommence à zéro pour compter les semaines. En conséquence, certains appareils ne sont plus en mesure de déterminer la date correctement. Selon l'application, cela peut pratiquement mettre hors d'usage le terminal en question. 

Le FOTA nécessite une connexion internet

Pour un FOTA, les appareils doivent être connectés à internet. Selon l'application, cela peut se faire par connexion Wi-Fi au routeur Wi-Fi ou par connexion Bluetooth au smartphone. Dans la plupart des applications à fonction de géolocalisation intégrée, une connexion de téléphonie mobile dédiée est cependant nécessaire.

En Allemagne, le nouveau NB-IoT est déjà assez rapide pour cette tâche. La couverture de réseau sera complète sous peu. Lorsqu'il s'agit d'objets qui se déplacent rapidement, cette technologie n'est cependant pas le meilleur choix étant donné qu'un changement d'antenne-relais de téléphonie mobile présente des difficultés techniques. Dans ce cas, le système LTE-M est préférable, d'autant plus qu'il s'impose de toute manière dans d'autres pays, compte tenu du déploiement du réseau des fournisseurs. En outre, la consommation d'énergie et la vitesse de transmission de données sont supérieures ici. La technologie LTE classique, par exemple de catégorie quatre ou six, permet de jouer la carte de la sécurité partout. Grâce à cette dernière, la vitesse de transmission de données et le changement d'antenne-relais ne sont pas un problème vu que le LTE est conçu pour être utilisé sur les smartphones et pour le streaming multimédias pendant un trajet en voiture. Le déploiement du réseau en Europe est total ; l'Allemagne a intégré le comblement de ses brèches comme condition contractuelle dans la vente aux enchères des fréquences 5G. Vous pouvez également continuer d'accorder votre confiance à la deuxième génération de téléphonie mobile, GPRS et EDGE, au cours des années à venir. Seuls les standards 3G UMTS et HSPA devront céder leurs capacités aux nouveaux réseaux là où ce n'est pas encore le cas.

Au niveau de la connexion internet aussi, les satellites auront bientôt un rôle à jouer : à l'aide de microsatellites proches de la terre, il devient possible de développer de nouveaux réseaux comme alternative aux réseaux de téléphonie mobile terrestres. Ils permettent de combler plus rapidement les brèches dans la couverture et garantissent l'accès au réseau, même là où cela est trop coûteux avec le LTE et la 5G sur le plan technique ou économique, par ex. sur l'océan, dans une chaîne de montages ou dans le désert. Pour les données télématiques et télémétriques, de nombreuses start-up travaillent déjà sur le développement de leurs propres réseaux satellitaires.


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