FR2869110A1 - Procede et appareil de positionnement par satellites de type rtk a decorrelation et ajustement de parametres automatiques - Google Patents

Abstract

Procédé, et support lisible par ordinateur contenant des instructions, pour assurer une détermination sûre et très précise de la position. La Technologie ADAPT-RTK (technologie de cinématique en temps réel à décorrélation et ajustement de paramètres automatiques) est décrite à l'aide d'un algorithme de décorrélation inédit servant à supprimer la corrélation entre des mesures L1 et L2 par le biais d'un modèle fonctionnel et d'un modèle stochastique réduisant l'effet des biais dépendant de la distance sur les performances.

Description

Procédé et appareil de positionnement par satellites de type

RTK à décorrélation et ajustement de paramètres automatiques La présente invention concerne un procédé et un appareil capables d'assurer une meilleure décorrélation et un meilleur ajustement des paramètres pour la détermination de position par satellites selon la méthode de la cinématique en temps réel (RTK).

Le positionnement par satellites GPS de haute précision par la méthode de la cinématique en temps réel RTK est largement utilisé dans de nombreuses applications de topographie et de navigation sur terre, en mer et dans les airs. Il est de type différentiel et fait appel à un récepteur de référence et à des mesures de phases de porteuses. La distance entre le récepteur mobile et le récepteur de référence le plus proche peut varier de quelques kilomètres à des centaines de kilomètres. Plus la distance séparant les récepteurs augmente, plus la prise en compte des biais dépendant de la distance devient difficile, si bien que le levé sûr des ambiguïtés pose encore plus de problèmes.

Le mode standard de positionnement différentiel précis fait appel à un récepteur de référence situé au niveau d'une station dont les coordonnées sont connues, tout en déterminant les coordonnées d'un deuxième récepteur par rapport au récepteur de référence. De plus, le deuxième récepteur peut être statique ou mobile, et des mesures de phases de porteuses doivent être utilisées pour assurer un positionnement de haute précision. Ceci constitue le fondement des techniques des systèmes de positionnement mondial (GPS) différentiels (abrégés par DGPS) basées sur les pseudodistances. Or, pour les applications de haute précision, l'utilisation de données relatives aux phases de porteuses se fait au prix d'une complexité générale du système du fait de l'ambiguïté des mesures qui nécessite l'incorporation d'algorithmes de levé des ambiguïtés (AR) au sein du logiciel de traitement des données.

Ces techniques de haute précision sont issues d'innovations progressives en termes de recherche et développement (R&D), mises en oeuvre par la suite par les fabricants GPS dans les produits de "topographie GPS" haut de gamme. Au cours des dix dernières années, une série de développements importants a permis d'offrir un fonctionnement de haute précision également en "temps réel" autrement dit, sur le terrain, immédiatement après la mesure et après réception par le (deuxième) récepteur sur le terrain des données provenant du récepteur de référence en vue de leur traitement via une liaison de communication de données (par ex. radio très haute fréquence (VHF) ou ultra-haute fréquence (UHF), téléphone cellulaire, radio à modulation de fréquence (FM), liaison de communication à sous-porteuse ou par satellite). Le positionnement précis en temps réel est même possible io lorsque le récepteur GPS est en mouvement, et ce au moyen d'algorithmes AR "à la volée" (OTF). Ces systèmes portent couramment le nom de systèmes "cinématiques en temps réel" (RTK), et permettent d'utiliser le concept GPS-RTK dans de nombreuses applications à temps critique, notamment la commande de machines, les travaux de terrassement/excavations à guidage GPS, les opérations automatisées associées aux camions et d'autres applications de navigation robotisées autonomes.

Si les signaux GPS étaient suivis en continu (sans jamais perdre l'accrochage), les ambiguïtés entières levées au début d'un relevé topographique seraient valables sur tout l'intervalle de positionnement cinématique GPS. Or, les signaux provenant des satellites GPS sont parfois occultés (par ex. du fait de la présence de bâtiments dans des environnements de type "canyons urbains"), ou temporairement bloqués (par ex. lorsque le récepteur passe sous un pont ou traverse un tunnel), si bien que les valeurs des ambiguïtés entières sont alors perdues et doivent être redéterminées ou réinitialisées. Ce processus peut durer de quelques dizaines de secondes à plusieurs minutes avec les techniques OTF AR actuelles. Au cours de cette période de "réinitialisation", il est impossible d'obtenir des données relatives à la distance de la porteuse GPS et un temps "mort" s'établit jusqu'à ce que suffisamment de données aient été collectées pour résoudre les ambiguïtés. Si les signaux GPS sont interrompus à plusieurs reprises, la réinitialisation des ambiguïtés constitue, pour le moins, une source d'irritation et représente, au pire, un inconvénient considérable des systèmes de positionnement GPS-RTK commerciaux. Qui plus est, plus la période de poursuite nécessaire à un levé sûr des ambiguïtés à la volée est grande, plus le risque d'un saut de cycle au cours de la période cruciale de (ré)initialisation est important. La perte de l'accrochage d'une boucle asservie en phase du récepteur occasionnant un nombre entier de sauts de cycle brusques dans une phase de porteuse observable porte le nom de saut de cycle. Les problèmes liés à la poursuite d'un récepteur ou l'incapacité d'une antenne à recevoir en continu des signaux provenant d'un satellite se traduit par une perte de l'accrochage. Lorsque la distance séparant les récepteurs augmente, la prise en compte des biais dépendant de la distance devient encore plus difficile, si bien que la question d'un levé sûr des io ambiguïtés (ou de la réinitialisation) pose encore plus de problèmes, du fait: des biais ou des erreurs résiduels; de la détermination de l'intervalle d'observation; et du contrôle de la qualité des résultats du positionnement cinématique.

Les biais ou erreurs résiduels après double différenciation ne peuvent être négligés aux fins d'un levé des ambiguïtés que lorsque la distance entre deux récepteurs est inférieure à environ 10 km. Pour des distances supérieures à 10 km, les biais dépendant de la distance, comme le biais orbital, le retard ionosphérique et le retard troposphérique, deviennent problématiques.

La détermination de la durée d'un intervalle d'observation nécessaire pour un levé sûr des ambiguïtés constitue une gageure dans le contexte du positionnement cinématique GPS en temps réel. Plus l'intervalle d'observation requis est grand, plus le temps "mort" durant lequel aucune détermination précise de la position n'est possible est important. Ceci peut se produire au moment de l'étape d'initialisation des ambiguïtés si une topographie GPS vient de commencer, ou au moment de l'étape de réinitialisation des ambiguïtés si les signaux GPS sont bloqués, suite, par exemple, à des sauts de cycles ou des interruptions de données.

Le contrôle de la qualité des résultats du positionnement cinématique GPS est crucial et s'avère nécessaire pour l'ensemble des processus: collecte des données, traitement des données et transmission des données. Les procédures de contrôle de la qualité sont mises en oeuvre non seulement pour le positionnement cinématique GPS basé sur la phase de la porteuse, mais aussi pour le positionnement DGPS basé sur la pseudo-distance. Or, le contrôle de la qualité ou la détermination de critères de validation pour le levé des ambiguïtés, en vue d'un positionnement cinématique GPS précis, représente une réelle gageure.

Il existe un besoin, dans la technique, de disposer d'un procédé amélioré de traitement de signaux GPS permettant d'assurer une meilleure décorrélation et un meilleur ajustement des paramètres pour une détermination sûre et très précise de la position.

Un but de la présente invention consiste donc à proposer un procédé de io traitement de signaux GPS permettant d'assurer une meilleure décorrélation et un meilleur ajustement des paramètres pour une détermination sûre et très précise de la position.

Dans un mode de réalisation selon la présente demande, la Technologie ADAPT-RTK (technologie de cinématique en temps réel à décorrélation et ajustement de paramètres automatiques) est décrite à l'aide d'un algorithme de décorrélation inédit servant à supprimer la corrélation entre des mesures L1 et L2 par le biais d'un modèle fonctionnel et d'un modèle stochastique réduisant l'effet des biais dépendant de la distance sur les performances. La Technologie ADAPT-RTK permet donc d'améliorer les performances des systèmes GPS RTK, pour surpasser celles d'autres produits disponibles sur le marché, notamment dans les applications à grande distance.

Les présents inventeurs ont mis en oeuvre avec succès la présente méthode de décorrélation dans un moteur Z-Max RTK de THALES NAVIGATION.Suite à des essais poussés mettant en jeu des récepteurs Z- Xtreme et Z-Max, des résultats particulièrement impressionnants ont été obtenus.

La méthode de décorrélation offre des avantages considérables: (1) elle décrit plus fidèlement les caractéristiques naturelles des mesures, notamment dans les applications à grande distance; (2) il s'agit d'une méthode rigoureuse du point de vue d'une mise en oeuvre par filtrage de Kalman; (3) toutes les autres méthodes, par ex. la méthode dite wide-lane / sans ionosphère, la méthode wide-lane uniquement, deviennent des cas particuliers en théorie comme en pratique, et; (4) elle améliore sensiblement les performances de la cinématique en temps réel, notamment pour les applications à grande distance.

Le modèle fonctionnel comprend la détermination du satellite de référence, des résidus et de la matrice d'expérience. Le modèle stochastique comprend la détermination de la matrice de variance-covariance pour des mesures et la matrice de variance-covariance pour le bruit dynamique dans le filtrage de Kalman.

La technique RTK nécessite des mesures de la phase de la porteuse et de la pseudo-distance en double fréquence. La RTK à la volée peut ne pas nécessiter forcément des mesures de la pseudo-distance du fait qu'il est possible de déduire la solution flottante de l'écart des mesures de la phase de la porteuse entre des instants de mesure (ou mesures Doppler). Cela dit, la solution flottante utilisant des données issues d'un seul instant de mesure doit être déduite à l'aide de mesures de la pseudodistance. Le modèle de fonction intégré nécessite la modélisation de mesures de la phase de la porteuse et de mesures de la pseudo-distance, et leurs caractéristiques stochastiques sont incorporées. Le modèle stochastique pour les mesures de la phase de la porteuse et les mesures de la pseudo-distance, notamment le rapport entre les écarts-types de la phase de la porteuse et de la pseudodistance, affecte grandement la solution flottante et donc les performances de la cinématique en temps réel. La présente invention propose des modèles stochastiques convenant tant à la phase de la porteuse qu'à la pseudodistance en vue d'améliorer les performances de la cinématique en temps réel.

D'autres buts et avantages encore de la présente invention apparaîtront à l'homme de métier à la lecture de la description détaillée qui suit, dans laquelle les modes de réalisation préférés de l'invention sont illustrés et décrits, uniquement aux fins d'illustrer le meilleur mode envisagé de mise en oeuvre de l'invention. On comprendra que l'invention est susceptible d'autres modes de réalisation différents, et ses différents détails sont susceptibles de modifications à plusieurs égards évidents en soi, et ce sans sortir du cadre de l'invention.

La présente invention est illustrée à titre d'exemple, et sans aucun but limitatif, dans les figures des dessins joints, dans lesquels les éléments dotés des mêmes références numériques représentent des éléments semblables dans toutes les figures, et dans lesquels: la figure 1 est un graphique de coefficients pour une méthode de corrélation selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est un organigramme d'une méthode de décorrélation selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est un graphique de l'écart type pour la phase de la porteuse et la pseudo-distance selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est un organigramme de haut niveau d'un processus selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 est un organigramme d'une partie de l'organigramme de la figure 4 10 selon un mode de réalisation de la présente invention; et la figure 6 est un système d'ordinateur sur lequel un mode de réalisation de la présente invention peut être utilisé.

Le modèle fonctionnel de la présente invention comporte un modèle à double 15 différenciation. La grandeur observable différenciée deux fois, en unités de mètres, peut être exprimée comme suit: a,iAO. -X,kAAk -VApki +Xi 'AN. -Xk. ANk +AI/fi2 Al/fk +v.i (1-1) si l'on choisit quatre satellites de référence, GPS L1, GPS L2, GLONASS L1 et GLONASS L2. Dans ce cas, quatre biais inter-canaux et de terme d'horloge de récepteur peuvent être éliminés.

Les termes d'ambiguïtés entières peuvent également être réarrangés de la manière suivante: À.iL4i À. kA^:I)k =VApki+i ÉVANk,i+(a,; )ÉANk+AI/fj AI/fk +vook. (1-2) Pour les mesures de la phase de la porteuse GPS, le troisième terme dans le membre de gauche de l'équation (1-2) disparaît puisque et 2.k sont égaux. Pour les mesures de la phase de la porteuse de GLONASS, le troisième terme, ou l'ambiguïté entière différenciée une seule fois pour le satellite de référence, doit être déterminé avant d'estimer les ambiguïtés entières différenciées deux fois. Les erreurs restantes pour le troisième terme peuvent entraîner des erreurs systématiques de modèle et peuvent conduire à un levé incorrect des ambiguïtés différenciées deux fois, et donc à une dégradation de la précision du positionnement.

Une autre méthode consiste à former la grandeur observable différenciée deux fois après avoir exprimé en unités de cycles les grandeurs observables différenciées une seule fois, comme dans l'équation 1-3, de la façon suivante D A k j = ( APj - - Apk - ( f j ) . A d T k + VANk,j (AI/(e fi) DI/(e fk))+ \ k (1-3) où AdTk sont différents pour les signaux GPS L1, GPS L2, GLONASS L1 et GLONASS L2. Le biais d'horloge de récepteur différencié (ou les biais inter-canaux) ne peuvent pas être éliminés dans l'équation (1-3). Le quatrième terme (retard ionosphérique) et le cinquième terme (retard troposphérique) deviennent légèrement plus importants lorsque les deux fréquences sont identiques. La différence entre les deux biais d'horloge de récepteur est estimée en utilisant des mesures de la pseudo-distance GPS et GLONASS. L'estimation pourrait être utilisée pour corriger le deuxième terme à des fins de levé des ambiguïtés; toutefois, le biais d'horloge de récepteur dégrade sensiblement la précision du positionnement.

Dans un mode de réalisation selon la présente invention, la méthode suggérée estime AdTk en utilisant la pseudo-distance, et le second terme est corrigé avant le levé de l'ambiguïté en utilisant l'équation (1-3). Après le levé de l'ambiguïté, l'équation (1-2) est utilisée pour déterminer la position lorsque le troisième terme dans le membre de droite de l'équation (1-2) est estimé. Pour un système de positionnement exclusivement GPS, le troisième terme dans le membre de droite de l'équation (1-2) est toujours nul puisque les fréquences pour les satellites j et k sont identiques. Le retard ionosphérique est corrigé par un modèle de transmission GPS (Modèle de Klobuchar). Le retard troposphérique est corrigé par le modèle de Hopfield connu de l'homme de métier.

Vecteur d'état pour le filtrage de Kalman 1 Ad-P 1 Ad" P j k i +Evm, Pour un système RTK exclusivement GPS, les états suivants ont été utilisés dans un filtre de Kalman: Eléments dans le vecteur d'état Dimension Remarque s Composante de position X (ou 1 Obligatoire Easting) Composante de vitesse X (ou 1 Facultatif Easting) Composante d'accélération X (ou 1 Facultatif Easting) Composante de position Y (ou 1 Obligatoire Northing) Composante de vitesse Y (ou 1 Facultatif Northing) Composante d'accélération Y (ou 1 Facultatif Northing) Composante de position Z (ou 1 Obligatoire Hauteur) Composante de vitesse Z (ou 1 Facultatif Hauteur) Composante d'accélération Z (ou 1 Facultatif Hauteur) Facteur d'échelle du retard 1 Facultatif troposphérique zénithal Retard ionosphérique DD résiduel Nsat-1 Facultatif Ambiguïté DD L1 Nsat- 1 Facultatif Ambiguïté DD L2 Nsat-1 Facultatif Remarque: Nsat correspond au nombre de satellites visibles.

Le retard ionosphérique et le facteur d'échelle du retard troposphérique zénithal sont estimés après correction par modèle, bien qu'ils soient utilisés sans corrections par modèle.

o Matrice de transition et bruit dynamique Paramètres de position Lorsqu'un observateur est quasi stationnaire, comme une bouée à la dérive en mer, ou lors du suivi de la déformation de la croûte terrestre, la position est supposée suivre une marche aléatoire. Dans ce cas, trois paramètres de coordonnée suffisent pour utiliser le vecteur d'état de Kalman. La matrice de transition et le bruit dynamique sont déterminés en fonction d'un modèle de marche aléatoire conformément aux équations 1-4 et 1-5: 4)k,k-1 =eF(k-1k-') =1 (1-4) Qk = 2 au tk -tk-1 (1-5) lequel est appelé modèle de Position.

Lorsque l'observateur n'est pas stationnaire mais se déplace à une vitesse quasi constante, la vitesse n'est pas un bruit blanc mais suit une marche aléatoire. Dans ce cas, trois paramètres de coordonnée et trois paramètres de vitesse doivent être incorporés dans le vecteur d'état de Kalman. La matrice de transition et le bruit dynamique peuvent être déterminés en fonction d'un modèle de marche aléatoire intégré, conformément aux équations 1-6 et 1-7: 1 (tk tk-1) (1-6) L0 1 (tk tk-1/3 (tk -tk 2 4)k,k-1 Qk - 6u (tk - tk-1)2 (tk - tk-1) (1-7) lequel est appelé modèle de Position-Vitesse.

Le modèle de Position-Vitesse ne convient pas aux cas dans lesquels l'hypothèse d'une vitesse quasi-constante n'est pas vérifiée, autrement dit en présence d'accélérations importantes. Pour tenir compte de l'accélération dans le modèle du processus, il convient d'ajouter un autre degré de liberté pour chaque état de position pour obtenir un modèle de Position-Vitesse- Accélération, ou d'utiliser éventuellement un processus de Gauss-Markov qui est peut-être mieux adapté à l'accélération que la marche aléatoire non stationnaire.

La détermination de l'amplitude spectrale pour les processus de position aléatoires correspond à une meilleure estimation basée sur le comportement dynamique escompté du véhicule. Dans de nombreuses applications à véhicules, les perturbations aléatoires sont plus importantes dans le plan horizontal que dans le plan vertical. Ces perturbations sont prises en compte en choisissant une valeur d'amplitude spectrale plus petite pour le canal d'altitude, autrement dit le plan vertical, que pour les deux canaux 1 o horizontaux, autrement dit le plan horizontal.

Retard troposphérique Le retard troposphérique comporte une composante humide et une composante sèche. Si la composante sèche peut être modélisée avec un niveau de précision élevé, il n'en va pas de même avec la composante humide. Une solution consiste à normaliser la composante humide au moyen d'un facteur d'échelle, à savoir (1+ EL Une fois la modélisation du retard troposphérique corrigée, la partie estimée vaut cÉAdl n m. L'élément de la matrice d'expérience vaut donc Adl n, et représente la variation en pourcentage de la composante humide par rapport à la valeur modélisée. Le site du satellite n'a aucun effet dans la mesure où la composante humide pour l'ensemble des satellites est normalisée par le même facteur d'échelle pour un emplacement donné. Du point de vue empirique, le facteur d'échelle est modélisé comme un processus de Gauss-Markov. La matrice de transition et le modèle dynamique sont alors déduits conformément aux équations 1-8 et 1-9 qui suivent: =e-Puop(tk tk-1) (1-8) k,k-1 \ O Qk -6trop(1 F tmPtk tk 1) (1-9) où 1/ptrop est le temps de corrélation de la composante humide troposphérique et afrop représente le niveau de variation de la composante humide, tous deux étant fonction de la longueur de la ligne de base et de la différence de hauteur. Le temps de corrélation est fixé en fonction de données empiriques. La valeur par défaut est fixée à 600 secondes. La variance initiale pour le facteur d'échelle troposphérique zénithal est fixée par défaut à 0,1 (sans unité) et le bruit dynamique est fixé par défaut à 0,1 ppm. Paramètres du retard ionosphérique L'élément de la matrice d'expérience d'un paramètre du retard ionosphérique est une fonction de mise en correspondance du site du satellite et de la différence des retards ionosphériques zénithaux sur deux intersections entre les rayons récepteur-satellite à partir des deux extrémités d'une ligne de base et d'une couche ionosphérique équivalente. Toutefois, une partie du retard ionosphérique est également corrigée en fonction du modèle du retard 1 o ionosphérique.

Le retard ionosphérique zénithal, Od ôn, est fonction de l'heure locale, des activités ionosphériques, de la distance et de la direction de deux intersections de rayons récepteur-satellite avec une couche ionosphérique équivalente à partir des deux extrémités d'une ligne de base. Les paramètres du modèle empirique permettant d'estimer un retard ionosphérique ont été transmis en temps réel par les satellites GPS qui peuvent être utilisés pour corriger le retard ionosphérique. Ce modèle assure une réduction d'au moins 50 % de la valeur quadratique moyenne (RMS) de l'exploitation sur une seule fréquence, du fait des effets de la propagation dans l'ionosphère. Le modèle est largement utilisé dans un moteur RTK de haute précision basé sur la phase de la porteuse. La partie restante du retard ionosphérique est estimée dans le filtrage de Kalman sous la forme d'un élément du vecteur d'état et, empiriquement, à l'aide d'un modèle de Gauss-Markov. La matrice de transition et le modèle dynamique sont exprimés à l'aide des équations 1- 10 et 1-11 de la façon suivante: Ok,k-1 (1-10) Qk = 6ion (1 e-2P,on(tk-tk- ,)) (1-11) où i/R;on est le temps de corrélation de oa ôn après corrections par modèle de transmission ionosphérique, et 6,ôn représente le niveau de variation de AdZ ion L'écart type initial des paramètres ionosphériques résiduels est fixé par défaut à 0,5 ppm * distance. Le bruit dynamique des paramètres ionosphériques résiduels vaut 0,01 ppm * racine carrée(distance) et la fonction de pondération de l'angle de site des différents satellites vaut 1/racine carrée(racine carrée(cos(90-site)) ).

Méthode de décorrélation et mise en oeuvre Décorrélation Les erreurs de mesure et de modélisation se composent du bruit de mesure, des erreurs par trajets multiples, du retard ionosphérique, du retard troposphérique, du biais orbital, du biais inter-canaux et du décalage des antennes, ainsi que de sources d'erreurs supplémentaires indiquées par des messages d'alerte. Ces erreurs ou biais sont classés en deux catégories, par ex. les biais dépendant de la distance et les biais indépendants de la distance, et représentés par les équations 2-1 et 2-2 comme suit: Rnondist=Rbruit+Drajetsmultiples+R3lerte (2-1) Rdist = Rion z + Rztrop + Rzorb (2-2) Les erreurs provenant du biais inter-canaux, du décalage des antennes, etc. sont supposées s'annuler par double différence. Seules les erreurs restant dans les mesures différenciées deux fois sont prises en compte.

En raison des erreurs dépendant de la distance telles que les erreurs ionosphériques, troposphériques et le biais orbital, les mesures L1 et L2 de la phase de la porteuse deviennent fortement corrélées lorsque la longueur de la ligne de base augmente et les erreurs ne font pas l'objet d'un traitement indépendant, comme dans le cas d'une courte distance. II convient donc de tenir compte de la matrice de covariance entre L1 et L2. La mise en oeuvre détaillée est conforme aux équations 2-3, 2-4 et 2-5 qui suivent: V, = H, X + L, (2-3) V2 = H2X + L2 (2-4) D(L,>Lz) = DI Dlz (2-5) Dzt D2 où L, représente les résidus avant ajustement du vecteur de la mesure L1 (la différence entre le vecteur calculé et le vecteur de la mesure), H, est une matrice d'expérience, D1 est une matrice de variance-covariance du vecteur de la mesure L1 et X représente le vecteur d'état du filtre de Kalman. V1 est un vecteur de résidus après ajustement. L2, H2, D2, V2 possèdent des significations similaires pour le vecteur de la mesure L2. D12 ou D21 est une matrice de co-variance entre les vecteurs des mesures L1 et L2.

Du fait de la corrélation des vecteurs des mesures L1 et L2, le bloc L1 et le bloc L2 ne font pas l'objet d'une mise à jour indépendante. La méthode de corrélation orthogonalise le vecteur de la mesure L2 et forme un nouveau vecteur de mesure L2 qui est indépendant du vecteur de la mesure L1. Le nouveau vecteur de mesure est donné par l'équation 2-6 qui suit: V2 = H2X + L2 (2-6) où : L2 = L2 - D21D1L1 (2-7) H2 =H2-D21D11H1 (2- 8) D2 = D2 D21DI 1D12, et (2-9) D(L1,L2) _ 0l (2-10) D2 Une fois que le nouveau vecteur de mesure L2, la matrice d'expérience H2 et la matrice de variance D2 ont été formées, le bloc L1 et le bloc L2 font l'objet d'une mise à jour indépendante. Cette procédure s'accompagne toutefois d'une charge de calcul supplémentaire, comme cela est décrit en détail ci- dessous.

Mise en oeuvre Les variances zénithales RLl, Rie des mesures L1 et L2 (entre récepteurs) différenciées une seule fois se composent d'erreurs ne dépendant pas de la distance et d'erreurs dépendant de la distance, par ex. le retard ionosphérique, le retard troposphérique et le biais orbital, conformément aux équations 2-11 et 2-12: 2 = 1 [R 2 ( 2 2 2 2 ' Ll 2 ' non dist,Ll + \R ion +'trop + R orb) B J

XI

(2-11) 2 1 2 RL2 = 2 Rnon dist,L2 + 2 f 4 ' R2ion +R2 op +R2 orb \ 2 / (212) où B est la longueur de la ligne de base. Les erreurs de corrélation RL1,L2 entre le zénith de L1 et L2 sont données par l'équation 2-13 qui suit: f4 \ f 4 ' R? on +R2 op +R2 orb \12 i B2 = 1 ( 2 2 2 \ RL],L2 \Rion +Rtrop +Rorb 1.

(2-13) La variance aux autres angles de site est donnée par une fonction de mise en correspondance, par ex. conformément à l'équation 2-14: 1.0+2.5 e E/15 1.0+7.5 e E/15 W= pour la pseudo- distance pour la phase de la porteuse (2-14) La matrice de variance et de co-variance des vecteurs de mesure à différence unique est représentée par l'équation 2- 15 qui suit: SD11 SD12 SD = SD21 SD22 (2-15) où W, 0 0 O 0 W2... 0 0 SD = 2RL, 0 0 Wn 1 0 0 0 0 Wn (2-16) W1 0 0 0 0 W2 O 0 SD22 = 2R2L2 0 0 Wn 1 0 0 0 0 Wn (2-17) 2869110 15 0 0 0 0 SD12 = SD2, = 2RL,, L2 0 0 Wn1 0 0 0 0 Min_ (2-18) La matrice de variance et de co-variance pour les mesures à double différence (entre les récepteurs et les satellites) est représentée par 5 l'équation 2-19 qui suit: DD DD11 DD12 = DD21 DD22 (2- 19) où W2 W, 0 Wl + Wref Wref Wref W2Wref Wref DD11 =2K, Wref Wref. . . Wn 2 + Wref Wref Wref Wref. . . Wref Wn 1 + Wref (2-20) W1 + Wref Wref W2. Wref

Wref Wref DD22 = 2RL22 Wref Wref Wref Wref Wl + Wref Wref Wn 2 + Wref Wref Wref. . W2... Wref

Wn 1 + Wref _ (2-21) Wref Wref Wref Wref DD12 = DD12 = 2RL1,L2 Wref Wref Wn 2 + Wref Wref Wn 1 + Wref Wref (2-22) L'équation 2-23 pour le calcul de DD12DDIl s'établit comme suit: 1 0 0 0- 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1_ (2-23) Le calcul est donc réduit à celui d'un coefficient associé à un paramètre et une longueur de ligne de base prédéfinis, conformément à l'équation 2-24 5 qui suit: (R2 (f4 4 \Ion +R t op + R arb / fl4 R 2.n + R op +Rorb B2 2 2 2 2 2 Rnon-dist,L1 + Rion +Rtrop +Rorb B Il existe trois cas particulierspour le coefficient, chacun d'eux étant examiné en détail ci-dessous.

Cas 1: Combinaison sans ionosphère Dans l'hypothèse où il n'y a pas d'erreur ne dépendant pas de la distance, R2 R2 pas de retard troposphérique et pas de biais orbital ( non-dist,L1 -0, trop =Q Rorb =0), le coefficient de l'équation 2-24 peut s'écrire comme suit: 15 z fi4 z Rion' f-24 Rion 'B2 Coef= Rz =1 283 z ion'B2 X2 2.

Autrement dit, la mesure orthogonalisée (L2(cycle)- *L1 (cycle)) correspond à la combinaison sans ionosphère.

Cas 2: Mesures indépendantes L1 et L2 Dans l'hypothèse où les biais dépendant de la distance peuvent être ignorés, (Rion =0, Rorb =0 and Rt p =0), le coefficient de l'équation 2-24 peut s'écrire comme suit: Coef = 0 Autrement dit, la mesure orthogonalisée correspondant à la mesure L2.

DD12DD- = 2RLl,L2 2Rz L, Coef = 2RLl,L2 2Rz Li (2-24) Cas 3: Combinaison sans géométrie Dans l'hypothèse où l'erreur ne dépendant pas de la distance et le retard 2 2. 2 ionosphérique sont nuls, (Rnon dist,Ll =0 Rnon dist,L2 =0 et R; oP =0), les erreurs indépendantes de la fréquence issues des erreurs dépendant de la distance telles que les erreurs orbitales et le retard troposphérique forment le dénominateur. Le coefficient de l'équation 2-24 peut s'écrire comme suit: Coef= z=0,7792 Autrement dit, la mesure orthogonalisée sera égale à L2(cycle)- 22 *L1(cycle), ce qui correspond à la combinaison sans géométrie.

La méthode de décorrélation a été mise en oeuvre dans un récepteur de type Z-Xtreme et de type Z-Max, et les inventeurs ont remarqué que la méthode de décorrélation sélectionne la meilleure combinaison de L1 et L2 en fonction de paramètres prédéfinis. Sur la base de la méthode de décorrélation, toute combinaison de L1 et L2 peut être aisément mise en oeuvre, conformément à l'équation 2-25 qui suit: La nouvelle combinaison est formée comme suit: V2 = 1-2X + L2 (2-25) où L2 = L2 %L1, (2-26) H2 = H2, (2-27) Wl +W ref Wref Wref Wref Wref Wn 2 + Wref Wref Wref Wref Wn 1 + Wref D2 =(RL2 +OG2RL21 -206RL1,L2) Wref Wref Wref Wref Wref W2 (2-28) Toutefois, la corrélation entre L1 et L2 n'a pas été prise en compte, même si toutes les possibilités de combinaisons sont mises en oeuvre sur la base de la sous-routine utilisée pour la méthode de corrélation.

1 combinaison dite wide-lane X, /X2 combinaison sans géométrie a = combinaison sans ionosphère (2-29) 0 mesure indépendante L2 L,,L2 /RL1 méthode de corrélation Les coefficients de la méthode de décorrélation ont été représentés graphiquement à la figure 1. La mise à jour du filtrage Kalman pour la méthode de décorrélation est illustrée à la figure 2, dans laquelle la détermination de a se fait conformément à l'équation (2-29).

Modèle stochastique io Les erreurs de mesure et de modélisation se composent du bruit de mesure, des erreurs par trajets multiples, du retard ionosphérique, du retard troposphérique et du biais orbital, comme l'illustrent les équations 2-11 et 2-12 ci-dessus.

Les erreurs restantes basées sur le retard ionosphérique, le retard troposphérique et le biais orbital sont représentées par des fonctions dépendant de la distance pour ce qui est de leurs écarts-types, par ex. 0, 5 ppm, 10-4 * DiffHauteur + 2 ppm, et 0,1 ppm, respectivement. Si les paramètres de l'ionosphère sont estimés dans le vecteur d'état du filtrage Kalman, l'écart-type du retard ionosphérique est normalisé par un certain facteur, par ex. 1 dt/dTlono, où dt est la dérive temporelle à partir du début du filtrage, dTlono est le temps jusqu'à la désactivation du retard ionosphérique. Si le paramètre d'échelle du retard troposphérique est estimé, ou si un modèle troposphérique standard par défaut est appliqué, les erreurs troposphériques ne sont pas prises en compte.

Par défaut, l'ionosphère (une pour chaque satellite) et la troposphère (un paramètre d'échelle) sont modélisées dans le filtrage de Kalman.

Conformément au paragraphe précédent, le terme troposphérique n'est pas appliqué au modèle stochastique. Le terme ionosphérique est appliqué au modèle stochastique même lorsque l'ionosphère est modélisée. La formule 1-dt/dTiono n'a aucun fondement théorique; cette solution est heuristique et les inventeurs ont découvert que cette formule donnait de bons résultats. Ici, dt correspond au temps écoulé depuis le commencement de l'estimation de l'ionosphère donnée, dTiono est fixé entre 200 secondes et 1000 secondes. La valeur par défaut est fixée à 600 secondes.

L'écart-type des erreurs constantes dues aux trajets multiples et au bruit dépend d'un indice de profil des trajets multiples. L'indice est défini comme une valeur comprise entre 1 et 3 représentant l'état des trajets multiples (1 = faibles, 2 = moyens et 3 = forts).

L'écart type par défaut des trajets multiples moyens possède une valeur par défaut de 2,25 mètres pour la pseudo-distance et de 0,05 cycle pour la 1 o phase de la porteuse. La fonction de mise en correspondance est déterminée par la fonction exponentielle empirique de l'équation 2-14. L'écart type des erreurs ne dépendant pas de la distance est illustré à la figure 3 lorsque les écarts-types zénithaux par défaut sont fixés à 0, 05 cycle pour la phase et à 2,25 mètres pour le code.

Validation du levé des ambiguïtés L'algorithme de lissage de rapport et la fonction de stabilité des ambiguïtés sont uniquement utilisés pour la combinaison wide-lane / sans ionosphère à grande distance. Les deux fonctions améliorent la fiabilité du positionnement et augmentent le temps avant le premier point.

Levé instantané des ambiguïtés Les procédés revendiqués dans les demandes de brevet américain en attente d'homologation intitulées "Accurate and Fast RTK" et "Enhanced Real Time Kinematics Determination Method and Apparatus", de numéros de série de demande 10/610 544 et 1 0/61 0 541, respectivement, ont été utilisés pour le levé instantané des ambiguïtés, et ce pour des lignes de base inférieures à 10 km.

Algorithme de lissage de rapport pour les applications à grande distance Rapport = Rapport+ Rapport* (N 1) /N où N est la largeur de la fenêtre glissante (1 seconde par km, si la longueur de la ligne de base excède 10 km). Rapport and Rapport, décrits plus en détail dans les demandes de brevet américain également en attente d'homologation de numéros de série 10/610 544 et 10/610 541, doivent tous deux passer avec succès des tests de validation pour le levé des ambiguïtés.

Un algorithme de lissage de rapport améliore la fiabilité pour les grandes distances, mais réduit sensiblement le levé instantané des ambiguïtés. Fonction de reproductibilité des ambiguïtés pour les grandes distances Le contrôle de reproductibilité des ambiguïtés permet de déterminer si toutes les ambiguïtés différenciées deux fois restent identiques pendant N périodes de mesure successives, par ex. 30, et si toutes ont passé avec succès le test de rapport susmentionné. Si le test de reproductibilité des ambiguïtés est passé avec succès, l'ambiguïté est levée. Cette fonction pose un problème en cas de saut de cycle. Le compteur de stabilité des ambiguïtés est défini comme un compteur permettant de comptabiliser le nombre de périodes de mesure successives comprenant le même groupe d'ambiguïtés ou un autre groupe d'ambiguïtés avec une différence supérieure à 50 cycles. Autrement dit, le compteur de stabilité des ambiguïtés n'est pas remis à zéro si la différence d'ambiguïté est supérieure à 50 cycles. De cette manière, l'influence des sauts de cycles est minimisée. Cela est justifié dans la mesure où, avec des valeurs de différence aussi grandes, il n'est pas possible de lever l'ambiguïté différenciée deux fois (DD) et celle-ci prend une valeur entière erronée. Toutefois, le compteur de stabilité des ambiguïtés DD est réinitialisé à une valeur de 1 si la différence d'ambiguïté n'est pas nulle et inférieure à 50 cycles pour une paire de satellites quelconque donnée.

Le contrôle de reproductibilité des ambiguïtés améliore la fiabilité pour les applications à grandes distances; toutefois, cette fonction ne permet pas un levé instantané.

Mécanisme de levé partiel Le mécanisme de levé partiel a été mis en oeuvre suite à l'amélioration du modèle fonctionnel par suppression de mesures et à l'adaptation de la recherche des ambiguïtés par suppression d'ambiguïtés, comme on le décrit dans les demandes de brevet américain également en attente d'homologation de numéros de série 1 0/61 0 544 et 1 0/61 0 541.

Déroulement La figure 4 représente le déroulement d'un procédé RTK selon un mode de réalisation de la présente invention. Des mesures effectuées à faible fréquence, initialement à 1 Hz, au niveau de la station de base à partir d'un décodeur de données de base 400 sont fournies à une fonction d'ajustement polynomial exécutée dans une unité de prédiction de phase 402, par ex. un polynôme du second degré ou d'un degré supérieur, et un filtre de Kalman 408. Le décodeur de données de base 400 décode des mesures GPS brutes reçues d'un récepteur GPS de base (non illustré). La fréquence d'échantillonnage (ou fréquence de mise à jour) du décodeur de données de base 400 est initialement de 1 Hz. Des fréquences d'échantillonnage plus élevées peuvent être utilisées avec une augmentation proportionnelle du coût et du débit en bauds de la liaison de transmission de données. Dans un mode de réalisation de la présente invention, la fréquence de mise à jour n'excède pas 1 Hz. Si une fréquence d'échantillonnage plus élevée s'avère nécessaire, un mode de réalisation selon la description présentée dans la demande de brevet américain également en attente d'homologation, intitulée "Enhanced Rapid Real-Time Kinematic Determination Method and Apparatus", par les présents inventeurs et cédés au présent cessionnaire pourrait être utilisé.

Dans le but de réduire le retard de mise à jour de la position, l'unité de prédiction de phase 402 prédit les corrections à apporter au calcul de la position en utilisant les corrections disponibles transmises depuis le récepteur GPS de base et décodées et fournies par le décodeur de données de base 400 conjointement au filtrage polynomial. La précision du positionnement se dégrade en fonction de la longueur de la période prédite. Le filtre de Kalman 408, décrit en détail ci-dessous, en référence à la figure 5, calcule des solutions optimales, c'est-à-dire la position et/ou la vitesse, en fonction des mesures actuellement disponibles issues du décodeur de données de base 400 et du décodeur de données d'astromobile 404. Une unité de levé d'ambiguïtés 410 fait partie du filtre de Kalman 408 et est décrite en détail ci-dessous, en référence à la figure 5.

Un décodeur de données 404 décode les mesures GPS brutes et l'éphéméride reçu du récepteur GPS mobile (non illustré) et fournit des mesures de la phase de la porteuse horodatées à une unité de phase de porteuse 406. La fréquence d'échantillonnage (ou la fréquence de mise à jour) du décodeur de données d'astromobile 404 peut atteindre 10 Hz, voire davantage.

Les paramètres polynomiaux estimés fournis à la sortie de l'unité de prédiction de phase 402 sont utilisés par l'unité de phase de porteuse 406 pour prédire la mesure au niveau de la station de base à une fréquence correspondant à la fréquence de mise à jour de la cinématique en temps réel (RTK), typiquement 10 Hz, voire plus. Le temps de latence de la solution RTK est principalement déterminé par le temps de collecte des données de mesure du récepteur mobile et par le temps de calcul de la position RTK. Le temps de prédiction de la station de base est un retard négligeable. Le temps de latence de la solution RTK est typiquement inférieur à 20 millisecondes, selon la vitesse du microprocesseur.

Pour les modes de réalisation nécessitant une fréquence de mise à jour en mode horodaté de 1 Hz ou moins, l'unité de phase de porteuse 406 utilise la sortie du filtre de Kalman 408 pour calculer et produire la position et/ou la vitesse du récepteur GPS mobile. Pour les modes de réalisation nécessitant une fréquence de mise à jour en mode RTK de 1 Hz ou moins, l'unité de phase de porteuse 406 utilise les mesures les plus récentes provenant du décodeur de données 404 du récepteur mobile et la correction prédite produite par l'unité de prédiction de phase 402 pour calculer et produire la position et/ou la vitesse la plus récente du récepteur GPS mobile.

Dans le but de réduire le temps de calcul de la position RTK, seule une mesure L1 de la phase de la porteuse fournie par un décodeur de données 404 du récepteur mobile est utilisée. La mesure L1 de la phase de la porteuse au récepteur mobile et la mesure L1 prédite de la phase de la porteuse à la station de base fournie par l'unité de prédiction de phase 402 sont alors utilisées pour déduire les mesures L1 différenciées deux fois dans 406. Les ambiguïtés entières L1 estimées, le retard ionosphérique résiduel, le retard troposphérique résiduel ainsi que d'autres paramètres de biais sont utilisés pour corriger la mesure différenciée deux fois dans 406. La mesure différenciée deux fois ainsi corrigée est injectée dans un estimateur par les moindres carrés (LSQ) pour calculer une position du récepteur mobile dans 406. La vitesse est calculée de façon similaire en utilisant des mesures Doppler L1 de du récepteur mobile et la fréquence de la phase de la porteuse L1 de base prédite. Du fait de la nécessité d'une prédiction des mesures au niveau de la station de base, la précision de la solution RTK est moins bonne que celle d'une solution RTK horodatée correspondante. Avec la disponibilité sélective (S/A), la vitesse de dégradation augmente du fait de l'impossibilité de prédire S/A. La disponibilité sélective est connue de l'homme de métier et se rapporte à la dégradation intentionnelle des performances absolues de positionnement du GPS dans les applications civiles, laquelle est accomplie par "dithering" artificiel de l'erreur de l'horloge du satellite.

En référence à la figure 5, le filtre de Kalman 408 et l'unité de levé des ambiguïtés 410 de la figure 4 vont maintenant être décrits en détail. Des données issues d'un récepteur GPS de station de de base (non illustré) et d'un récepteur GPS mobile (non illustré) sont reçues, décodées et fournies par le décodeur de données du récepteur de station de base 400 et le décodeur de données du récepteur mobile 404, respectivement. Les horodatages des données du récepteur de station de base 500 et des données du récepteur mobile 502 sont mis en correspondance à l'étape de mise en correspondance des horodatages 504, pour mettre ainsi en correspondance le moment auquel les mesures respectives ont été effectuées.

Après mise en correspondance des horodatages, les données mises en correspondance issues de l'étape de mise en correspondance des horodatages 504 sont appliquées à un filtre Kalman. A l'étape 506, si les données mises en correspondance ainsi fournies se situent dans la première période de mesure, ou si une réinitialisation du filtre de Kalman s'avère nécessaire, le filtre de Kalman est initialisé à l'étape 506. A l'étape 508, un satellite de référence est sélectionné afin de déterminer la mesure différenciée deux fois. Les sauts de cycles font également l'objet d'un contrôle à l'aide de drapeaux de sauts de cycles et un modèle stochastique est calculé.

Le processus passe à l'étape 510 en vue de la préparation de la matrice d'expérience, de la matrice de variance-covariance (modèle stochastique) et du calcul des résidus avant ajustement pour l'ensemble des mesures, par ex. les mesures de pseudo-distance C/A, de pseudo-distance P1, de pseudodistance P2, Doppler L1, Doppler L2, de la phase de la porteuse L1 et de la phase de la porteuse L2. Le résultat du calcul des résidus avant ajustement est appliqué à l'algorithme de Contrôle de l'intégrité autonome du récepteur (RAIM) dans le but de détecter les points aberrants. L'algorithme RAIM est une forme d'auto-contrôle du récepteur qui utilise des observations redondantes de pseudo-distance pour détecter si l'une quelconque des mesures pose un problème.

La sortie de l'étape 510 est appliquée à une étape de mise à jour des mesures du filtre de Kalman, 512, en vue d'assurer le filtrage successif de toutes les mesures et de fournir des mesures de sortie filtrées à l'étape de levé des ambiguïtés 514. La figure 2 illustre la procédure détaillée mettant en oeuvre la méthode de décorrélation à l'étape 512. L'étape de mise à jour fournit les résultats d'estimation optimaux en utilisant toutes les mesures 1 o disponibles.

Les critères de validation sont calculés en utilisant le procédé décrit ci-dessus à l'étape 514 et il est déterminé à l'étape 516 si les ambiguïtés entières peuvent être levées ou non. Si la détermination à l'étape 516 est positive (les ambiguïtés entières peuvent être levées), la solution flottante est mise à jour et devient la solution de levée à l'étape 518. Si la détermination à l'étape 516 est négative (les ambiguïtés entières ne peuvent pas être levées), la procédure de levé adaptative décrite ci-dessus est mise en oeuvre à l'étape 520 pour tenter de lever les ambiguïtés et il est déterminé pour la deuxième fois, à l'étape 522, si les ambiguïtés entières peuvent être levées ou non. Si la détermination à l'étape 522 est positive (les ambiguïtés entières peuvent être levées), la solution flottante est mise à jour et devient la solution levée à l'étape 518, et le processus passe à l'étape 524 dans laquelle les résidus avant ajustement sont mis à jour et les points aberrants éventuels sont détectés. Si la détermination à l'étape 522 est négative (les ambiguïtés entières ne peuvent pas être levées), le processus passe à l'étape 524 décrite ci-dessus.

La sortie de l'étape 524 est appliquée à l'étape de mise à jour temporelle du filtrage Kalman 526, autrement dit une étape de prédiction du filtrage Kalman. A l'étape 528, toutes les informations nécessaires sont fournies et, à l'étape 530, les mesures sont enregistrées et les informations de traitement sont mises à jour conformément au procédé décrit ci-dessus. Le processus passe ensuite au traitement des données de la période de mesure suivante en retournant à l'étape 504.

Conjointement avec la technique décrite ci-dessus, un mode de réalisation 35 de la présente invention fournit un procédé et un appareil améliorés capables d'assurer une meilleure décorrélation et un meilleur ajustement des paramètres pour la détermination de la cinématique en temps réel.

La figure 6 est un schéma synoptique d'un exemple d'ordinateur 600 sur lequel un mode de réalisation de l'invention peut être mis en oeuvre. La présente invention peut être utilisée avec des dispositifs portatifs et intégrés actuellement disponibles, par ex. des récepteurs GPS, et trouve également une application dans les ordinateurs personnels, les minimacroordinateurs, les serveurs et appareils analogues.

L'ordinateur 600 comporte un bus 602 ou un autre mécanisme de 1 o communication permettant de communiquer des informations, et un processeur 604 couplé au bus 606 pour le traitement d'informations. L'ordinateur 600 comporte également une mémoire principale 606, comme un mémoire vive (RAM) ou un autre dispositif de mémorisation dynamique, couplé au bus 602 pour mémoriser des signaux de données GPS selon un mode de réalisation de la présente invention, ainsi que des instructions à exécuter par le processeur 604. La mémoire principale 606 peut également être utilisée pour mémoriser des variables temporaires ou d'autres informations intermédiaires durant l'exécution d'instructions à exécuter par le processeur 604. L'ordinateur 600 comporte en outre une mémoire morte (ROM) 608 ou un autre dispositif de mémorisation statique, couplé au bus 602 pour mémoriser des informations et des instructions statiques pour le processeur 604. Un dispositif de mémorisation 610 (ligne en pointillés), comme une mémoire flash compacte, un support intelligent ou un autre dispositif de mémorisation, est éventuellement prévu et couplé au bus 602 pour mémoriser des instructions.

Le système d'ordinateur 600 peut être couplé via le bus 602 à un affichage 612, comme un tube cathodique (CRT) ou un panneau d'affichage plat, pour afficher une interface à l'intention de l'utilisateur. Un dispositif d'entrée 614, comportant des touches alphanumériques et des touches de fonctions, est couplé au bus 602 en vue de communiquer des informations et des sélections de commandes au processeur 604. Un autre type de dispositif d'entrée par l'utilisateur est une commande par curseur 616, comme une souris, une boule de pointage, ou des touches de direction de curseur en vue de communiquer des informations de direction et des sélections de commandes au processeur 604 et de commander le mouvement du curseur sur l'affichage 612. Ce dispositif d'entrée possède typiquement deux degrés de liberté selon deux axes, un premier axe (par ex. x) et un deuxième axe (par ex. y) permettant au dispositif d'indiquer des positions dans un plan. L'invention a trait à l'utilisation de l'ordinateur 600, comme l'ordinateur illustré à la figure 6, en vue d'assurer une détermination précise de position par la méthode cinématique en temps réel. Selon un mode de réalisation de l'invention, des signaux de données sont reçus via une interface de navigation 619, par ex. un récepteur GPS, et traités par l'ordinateur 600, et le processeur 604 exécute des séquences d'instructions contenues dans la mémoire principale 606 en réponse à une entrée reçue du dispositif d'entrée 614, de la commande de curseur 616 ou de l'interface de communication 618. Ces instructions peuvent être rangées dans la mémoire principale 606 à partir d'un autre support lisible par ordinateur, comme le dispositif de mémorisation 610. Un utilisateur réalise des échanges avec le système par le biais d'une application fournissant une interface- utilisateur affichée sur l'affichage 612.

Le support lisible par ordinateur n'est toutefois pas limité à des dispositifs tels que le dispositif de mémorisation 610. A titre d'exemple, le support lisible par ordinateur peut comporter une disquette, un disque souple, un disque dur, une bande magnétique ou tout autre support magnétique, un disque compact à mémoire morte (CD-ROM), tout autre support optique, des cartes perforées, une bande de papier, tout autre support physique comportant des motifs à trous, une mémoire vive (RAM), une mémoire morte programmable (PROM), une PROM effaçable (EPROM), une EPROM flash, toute autre puce ou cartouche mémoire, une onde porteuse mise en oeuvre dans un signal électrique, électromagnétique, infrarouge ou optique, ou tout autre support susceptible d'être lu par un ordinateur. L'exécution des séquences d'instructions contenues dans la mémoire principale 606 amène le processeur 604 à exécuter les étapes du processus décrites ci-dessus. Dans des variantes de réalisation, des circuits câblés peuvent être utilisés au lieu ou en association avec des instructions de logiciel informatique pour mettre en oeuvre l'invention. Les modes de réalisation de l'invention ne sont donc pas limités à une association particulière de circuits matériels et de logiciels.

L'ordinateur 600 comporte également une interface de communication 618 couplée au bus 602 et assurant des communications bilatérales de données, comme cela est connu dans la technique. A titre d'exemple, l'interface de communication 618 peut être une carte de réseau numérique à intégration de services (RNIS), une carte de ligne numérique d'abonné (DSL) ou un modem pour fournir une connexion de communication de données à un type correspondant de ligne téléphonique. En guise d'autre exemple, l'interface de communication 618 peut être une carte de réseau local (LAN) pour fournir une connexion de communication de données à un LAN compatible. Des liaisons sans fil peuvent également être mises en oeuvre. Dans l'une quelconque des ces mises en oeuvre, l'interface de communication 618 envoie et reçoit des signaux électriques, électromagnétiques ou optiques qui acheminent des flux de données numériques représentant divers types d'informations. Les communications par le biais de l'interface 618 peuvent notamment permettre la transmission ou la réception d'instructions et de données à traiter selon le procédé ci-dessus. A titre d'exemple, deux ordinateurs 600, voire plus, peuvent être raccordés en réseau d'une manière traditionnelle, chacun d'eux utilisant l'interface de communication 618. La liaison de réseau 620 communique typiquement des données à d'autres dispositifs de données par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs réseaux. A titre d'exemple, la liaison de réseau 620 peut fournir, par le réseau local 622, une connexion à un ordinateur hôte 624 ou à un équipement de données exploité par un fournisseur de services Internet (ISP) 626. L'ISP 626 fournit à son tour des services de communication de données par le réseau mondial de communication de données par paquets, aujourd'hui appelé couramment l' Internet" 628. Le réseau local 622 et le réseau Internet 628 utilisent tous deux des signaux électriques, électromagnétiques ou optiques qui acheminent des flux de données numériques. Les signaux parcourant les différents réseaux et les signaux présents sur la liaison de réseau 620 et passant par l'interface de communication 618, lesquels acheminent les données numériques à destination et en provenance de l'ordinateur 600, sont des exemples de formes d'ondes porteuses transportant les informations.

L'ordinateur 600 peut envoyer des messages et recevoir des données, notamment un code de programme, par le biais du (des) réseau(x), de la liaison de réseau 620 et de l'interface de communication 618. Dans l'exemple d'Internet, un serveur 630 pourrait transmettre un code demandé pour un programme d'application par Internet 628, l'ISP 626, le réseau local 622 et l'interface de communication 618.

Le code reçu peut être exécuté par le processeur 604 au moment de sa réception, et/ou mémorisé dans un dispositif de mémorisation 610 ou un autre moyen de mémorisation non volatil en vue d'une exécution ultérieure. De cette manière, l'ordinateur 600 peut obtenir le code d'application sous la forme d'une onde porteuse.

L'homme de métier verra bien que la présente invention atteint tous les buts susmentionnés. Après avoir lu le présent mémoire descriptif, l'homme de 1 o métier sera capable d'effectuer diverses modifications, substitutions d'équivalents et divers autres aspects de l'invention telle que divulguée ici au sens large. II est donc entendu que la protection accordée à l'invention ne sera limitée que par la définition contenue dans les revendications annexées et leurs équivalents.

Claims (27)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination de position selon la méthode de la 5 cinématique en temps réel RTK, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : déterminer une première estimation de position à l'aide d'un signal reçu et d'un autre signal reçu; améliorer le levé des ambiguïtés pour la première estimation de 10 position en décorrélant des première et deuxième mesures en fonction, respectivement, du signal reçu et de l'autre signal reçu; et déduire une deuxième estimation de position en fonction du levé amélioré des ambiguïtés.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux reçus sont des signaux GPS.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux reçus sont des signaux reçus par un récepteur GPS.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et deuxième mesures sont décorrélées en utilisant la fonction: _ V2 = H2X + L2

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et deuxième mesures sont décorrélées en utilisant la fonction: V2 = H2X + L2 avec L2 = L2 aL, H2 = H2 crH, ,et W1 + Wref Wref Wref Wref Wref W2. . Wref Wref 2 2 D2 =(RL22+a Ru -2aRL1,L2) Wref Wref.. Wn 2 + Wref Wref _ Wref Wref Wref Wn 1 + Wref

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et deuxième mesures sont décorrélées à l'aide d'un coefficient déterminé par la fonction: 1 Â, /22 22/4 z RL 1,LZ RL,

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une fonction parmi une fonction de lissage de rapport et une fonction de stabilité des ambiguïtés est utilisée si une ligne de base représente au 10 moins 10 kilomètres.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fonction de lissage de rapport est: Rapport = Rapport + Rapport * (N -1) / N où N est la largeur de la fenêtre glissante.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fonction de stabilité des ambiguïtés comprend les étapes consistant à : incrémenter un compteur pour période de mesure durant laquelle des ambiguïtés différenciées deux fois restent identiques; et si les ambiguïtés différenciées deux fois ne sont pas nulles, et si moins de 50 périodes de mesure sont comptabilisées, remettre le compteur à zéro.

10. Support lisible par ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une suite d'instructions exécutables par machine sous forme machine, l'exécution des instructions par un processeur amenant le processeur à : déterminer une première estimation de position en 30 utilisant un signal reçu et un autre signal reçu; a= améliorer le levé des ambiguïtés pour la première estimation de position en décorrélant des première et deuxième mesures en fonction, respectivement, du signal reçu et de l'autre signal reçu; et déduire une deuxième estimation de position en fonction du levé amélioré des ambiguïtés.

11. Support selon la revendication 10, caractérisé en ce que les signaux reçus sont des signaux GPS.

12. Support selon la revendication 10, caractérisé en ce que les signaux reçus sont reçus par un récepteur GPS.

13. Support selon la revendication 10, caractérisé en ce que les première et deuxième mesures sont décorrélées à l'aide de la fonction: 15 V2 =H2X + L2

14. Support selon la revendication 13, caractérisé en ce que les première et deuxième mesures sont décorrélées à l'aide de la fonction: V2 =H2X+L2 avec L2 = L2 - aLI H2 = H2 - (ZH, ,et Wl + Wref Wref Wref Wref Wref W2 Wref Wref 52 = (RL22 + a2RL21 - 2 RL.,,L2) Wref Wref. . Wn 2 + Wref Wref Wref Wref Wref Wn 1 + Wref

15. Support selon la revendication 9, caractérisé en ce que les première et deuxième mesures sont décorrélées à l'aide d'un coefficient déterminé par la fonction: cr=

16. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins une fonction parmi une fonction de lissage de rapport et une fonction de stabilité des ambiguïtés est utilisée si une ligne de base représente au moins 10 kilomètres.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la fonction de lissage de rapport est: 1 o Rapport = Rapport + Rapport * (N -1) /N où N est la largeur de la fenêtre glissante.

18. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la fonction de stabilité des ambiguïtés comporte des instructions supplémentaires qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, amènent le processeur à : incrémenter un compteur pour chaque époque durant laquelle des ambiguïtés différenciées deux fois restent identiques; et si les ambiguïtés différenciées deux fois ne sont pas nulles, et 20 moins de 50 époques sont comptabilisées, remettre le compteur à zéro.

19. Appareil permettant d'améliorer la détermination de position par la méthode de la cinématique en temps réel, l'appareil comprenant: un moyen de détermination pour déterminer une première estimation de position à l'aide d'un signal reçu et d'un autre signal reçu; un moyen d'amélioration pour améliorer le levé des ambiguïtés pour la première estimation de position en décorrélant des première et deuxième mesures en fonction, respectivement, du signal reçu et de l'autre signal reçu et un moyen de déduction pour déduire une deuxième estimation de position en fonction du levé amélioré des ambiguïtés.

20. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que les signaux reçus sont des signaux GPS.

21. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que les signaux reçus sont reçus par un récepteur GPS.

22. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que les première et deuxième mesures sont décorrélées en utilisant la fonction: V2 = H2 X + L2

23. Appareil selon la revendication 22, caractérisé en ce que les première et deuxième mesures sont décorrélées en utilisant la fonction: V2 = H2X + L2 avec L2 = L2 aLl H2 = H2 aH, ,et 2 2 2 D2 = (RL2 +a Ru 2aRL1,L2)

24. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que les 20 première et deuxième mesures sont décorrélées en utilisant un coefficient déterminé par la fonction: 1 Â1 /22. a= 22/1 RL1,LZ RLz1

25. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que au moins une fonction parmi une fonction de lissage de rapport et une fonction de stabilité des ambiguïtés est utilisée si une ligne de base représente au moins 10 kilomètres. 15

Wref Wref Wref Wref Wref Wn 2 + Wref Wref Wref Wref Wn 1 + Wref Wl + Wref Wref. Wref W2 Wref Wref

26. Appareil selon la revendication 25, caractérisé en ce que la fonction de lissage de rapport est: Rapport = Rapport + Rapport * (N -1) / N où N est la largeur de la fenêtre glissante.

27. Appareil selon la revendication 25, caractérisé en ce que la fonction de stabilité des ambiguïtés comporte en outre: un moyen d'incrémentation pour incrémenter un compteur pour 10 chaque période de mesure durant laquelle des ambiguïtés différenciées deux fois restent identiques; et un moyen de remise à zéro pour remettre le compteur à zéro si les ambiguïtés différenciées deux fois ne sont pas nulles et si moins de 50 périodes de mesure sont comptabilisées.