Validation et augmentation du réalisme d'un simulateur de constellation GPS LI et évolution vers un simulateur GNSS

• Main Author: Lavoie, David
• Format: Others
• Published: École de technologie supérieure 2013
• Online Access: http://espace.etsmtl.ca/1117/1/LAVOIE_David.pdf; http://espace.etsmtl.ca/1117/2/LAVOIE_David%2Dweb.pdf

Un récepteur Global Navigation Satellite System (GNSS) englobe plusieurs systèmes de navigation. Cette approche améliore la disponibilité des signaux et la précision de la position. Les systèmes Galiléo (européen) et Compass (chinois) ne couvrent pas toute la planète et la répétabilité d’un scénario de test est difficile. Ainsi, il devient essentiel de perfectionner l'efficacité de la vérification des récepteurs GNSS. Pour les signaux de navigation qui sont déjà émis, il est toujours possible de valider le bon fonctionnement des récepteurs dans un véhicule en mouvement. Cette méthode devient trop coûteuse pour l'entreprise et engendre des pertes de temps considérables. L’objectif principal de ce mémoire consiste à générer en temps réel les signaux de navigation GNSS. Comme il existe déjà un simulateur GPS L1 au sein du laboratoire, celui-ci sera employé. Il comporte plusieurs déficiences et une validation complète du dispositif devient nécessaire afin de corriger les problèmes majeurs rencontrés. Alors, une vérification logicielle sera effectuée par exemple sur les formules des pseudo-distances, des Dopplers et des positions des satellites ainsi que sur la génération du message binaire de navigation. Ensuite, une validation de la Fréquence Intermédiaire (IF) sera faite plus précisément sur les calculs des phases du signal de navigation. Dès les corrections terminées, huit simulations en statique de 24 heures ont été exécutées avec le simulateur GSS7700 de la compagnie Spirent et le simulateur du Laboratoire de Communication de la Micro-Électronique (LACIME) avec le même récepteur. L’erreur moyenne de la position simulée se situe au plus à 1 mètre pour toutes les simulations confondues des deux simulateurs. Ainsi, les performances obtenues du simulateur LACIME se rapprochent de celles d’un simulateur commercial. Des simulations en dynamique ont été réalisées avec les deux simulateurs. En effet, trois simulations d’une même trajectoire curviligne d’un véhicule se déplaçant à vitesse constante (5 m/s, 14 m/s et 28 m/s) ont été simulées avec le même récepteur. Les résultats ont démontré que la moyenne maximale de l’erreur de la position simulée est inférieure à 0,5 mètre pour le simulateur LACIME et Spirent. Le principal défi qu’impose l’accomplissement d’un simulateur GNSS est de maîtriser la génération des signaux de navigation ainsi que la façon de les produire à différentes fréquences. Le concept d’un simulateur GNSS étant nouveau, il y a peu de documentation pertinente sur ce sujet.