FR3066611A1

FR3066611A1 - SYSTEM FOR INCREASING A SATELLITE POSITIONING SYSTEM AND AUTONOMOUS INTEGRATED AUTONOMOUS MONITORING RECEIVER

Info

Publication number: FR3066611A1
Application number: FR1700519A
Authority: FR
Inventors: Bernard Charlot; Mathias Van Den Bossche
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-11-23
Also published as: FR3066612B1; FR3066612A1

Abstract

Le système d'augmentation comporte des stations RIMS bifréquences (21a, 21b), des satellites GNSS (13), un réseau de télécommunications (23), des véhicules (10), les stations RIMS (21a, 21b) étant interconnectées avec chaque véhicule (10) par l'intermédiaire du réseau de télécommunications (23). Chaque véhicule (10) comporte un module de réception GNSS (30) et un module (40) de corrections, de positionnement et d'intégrité reliés entre eux et intégrés dans un récepteur NARAIM (en anglais Network Augmented Receiver Autonomous Integrity Monitoring), le module (40) de corrections, de positionnement et d'intégrité étant en outre, connecté aux stations RIMS (21a, 21b) par l'intermédiaire du réseau de télécommunications (23) et étant configuré pour déterminer de façon autonome, et uniquement pour le véhicule (10) considéré, des valeurs de positionnement, de corrections différentielles et des mesures d'intégrité personnalisées à partir des mesures de phase et de code et des informations de navigation collectées et transmises par les stations RIMS (21a, 21b).The augmentation system comprises two-frequency RIMS stations (21a, 21b), GNSS satellites (13), a telecommunications network (23), vehicles (10), the RIMS stations (21a, 21b) being interconnected with each vehicle (10) via the telecommunications network (23). Each vehicle (10) comprises a GNSS receiver module (30) and a module (40) of corrections, positioning and integrity interconnected and integrated into a receiver NARAIM (Network Augmented Receiver Autonomous Integrity Monitoring), the correction, positioning and integrity module (40) is further connected to the RIMS stations (21a, 21b) via the telecommunications network (23) and configured to autonomously determine, and only for the vehicle (10) considered, positioning values, differential corrections and custom integrity measurements from phase and code measurements and navigation information collected and transmitted by the RIMS stations (21a, 21b).

Description

Système d’augmentation d’un système de positionnement par satellites et récepteur à surveillance d’intégrité autonome augmentée par un réseauSystem for augmenting a satellite positioning system and receiver with network-enhanced autonomous integrity monitoring

La présente invention concerne un système d’augmentation d’un système de positionnement par satellites et un récepteur à surveillance d’intégrité autonome augmentée par un réseau. Elle s’applique aux systèmes de navigation par satellites GNSS (Global Navigation Satellite System) tels les systèmes GPS, GALILEO, GLONASS, ou BEIDOU, utilisés pour la navigation spatiale, aérienne, nautique ou terrestre.The present invention relates to a system for augmenting a satellite positioning system and a receiver with network-enhanced autonomous integrity monitoring. It applies to GNSS (Global Navigation Satellite System) satellite navigation systems such as GPS, GALILEO, GLONASS, or BEIDOU, used for space, air, nautical or terrestrial navigation.

Les systèmes d’augmentation classiques sont des systèmes de radionavigation par satellites destinés à compléter des systèmes assurant un service de base de navigation par satellites GNSS pour fournir conjointement des performances supérieures en termes de précision de localisation et d’intégrité des informations fournies de façon à améliorer la sûreté de la navigation. Les satellites GNSS transmettent des signaux et des messages numériques de navigation en bande L. L’acquisition de ces signaux et de ces messages numériques de navigation par un récepteur GNSS permet au récepteur GNSS, à partir d’au moins quatre mesures issues de quatre satellites GNSS différents, de calculer la distance entre ledit récepteur GNSS et les satellites et d’en déduire la position du récepteur GNSS. L’amélioration de la sûreté consiste essentiellement à fournir une fonction de surveillance des différents éléments contribuant au calcul de position, pour détecter les erreurs ou les disfonctionnements éventuels et déclencher les alarmes à temps pour éviter à l’utilisateur de baser ses opérations de navigation sur un positionnement n’offrant pas la qualité requise. Elle consiste aussi à garantir la disponibilité et la continuité de service des systèmes de navigation.Conventional augmentation systems are radionavigation satellite systems intended to supplement systems providing a basic GNSS satellite navigation service to jointly provide superior performance in terms of location accuracy and integrity of the information provided so as to improve navigation safety. GNSS satellites transmit digital L-band navigation signals and messages. The acquisition of these digital navigation signals and messages by a GNSS receiver allows the GNSS receiver, from at least four measurements from four satellites. GNSS receiver, calculate the distance between said GNSS receiver and the satellites and deduce the position of the GNSS receiver. Improving safety essentially consists in providing a monitoring function for the various elements contributing to the position calculation, to detect errors or possible malfunctions and trigger the alarms in time to avoid the user having to base his navigation operations on positioning that does not offer the required quality. It also consists in guaranteeing the availability and continuity of service of navigation systems.

Actuellement, il existe différents types de systèmes d’augmentation. Le système RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) est disponible dans le domaine de l’aviation générale et commerciale du monde entier. Dans ce système, les avions sont équipés d’un récepteur GNSS qui comporte une fonction additionnelle de surveillance d’intégrité des informations reçues par le récepteur GNSS. Ce récepteur calcule sa position de façon autonome à bord de l’avion sans recevoir de données provenant du sol. Cependant, comme chaque récepteur GNSS reçoit des données provenant uniquement des satellites, la surveillance d’intégrité est limitée à une vérification de la cohérence entre les informations reçues des satellites. Ce système n’est efficace que pour les opérations horizontales de faible précision. Ce système ne fournit pas de surveillance d’intégrité verticale, ce qui est pourtant important pour le guidage vertical des aéronefs lors des atterrissages et des approches de précision. Ce système ne permet pas non plus d’améliorer la précision de la localisation. En outre, certaines erreurs globales provenant des constellations de satellites GNSS ne peuvent pas être détectées.Currently, there are different types of augmentation systems. RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) is available in general and commercial aviation around the world. In this system, airplanes are equipped with a GNSS receiver which has an additional function for monitoring the integrity of the information received by the GNSS receiver. This receiver calculates its position independently on board the aircraft without receiving data from the ground. However, since each GNSS receiver receives data from only the satellites, integrity monitoring is limited to checking for consistency between the information received from the satellites. This system is only effective for low precision horizontal operations. This system does not provide vertical integrity monitoring, which is important for vertical guidance of aircraft during landings and precision approaches. This system also does not improve location accuracy. In addition, some global errors from constellations of GNSS satellites cannot be detected.

Le système SBAS (Space Based Augmentation Systems) dont l’architecture est représentée sur la figure 1, par exemple le système EGNOS en Europe, est basé sur une importante infrastructure au sol comportant un réseau régional de plusieurs stations de réception 11 réparties sur un large territoire, par exemple l’Europe, et un centre de calcul 12 traitant les informations fournies par les différentes stations de réception. La position de chaque station de réception RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Station) est connue de façon exacte. Ces stations de réception RIMS, font l’acquisition des signaux émis par des satellites GNSS 13, en extraient des informations telles que des mesures de code et de phase ainsi que les messages de navigation entre la station RIMS et les satellites GNSS 13 en visibilité de la station RIMS, et transmettent ces informations vers le centre de calcul CPF 12 par l’intermédiaire d’un réseau de communication longue distance. Les données transmises sont protégées par un code CRC (en anglais, Cyclic Redundancy Code) élaboré par un émetteur situé dans les stations RIMS correspondantes, ce code CRC étant vérifié par un récepteur situé dans le centre de calcul pour garantir l’intégrité des données reçues après transmission dans le réseau de communication. A partir des données reçues, le centre de calcul 12 élabore des corrections qui permettent d’améliorer la précision du positionnement, ainsi que des paramètres numériques d’intégrité, tels que des alarmes et des bornes d’erreur, permettant d’estimer et de maintenir l’erreur de positionnement résiduelle dans des limites prédéterminées et imposées et permettant ainsi de garantir l’intégrité de la localisation aux utilisateurs. Le centre de calcul formate et transmet périodiquement ces données sous forme d’une suite de messages SBAS courts, typiquement un message SBAS de 250 bits est transmis chaque seconde, à une station de transmission 14 (en anglais Gateway) qui retransmet ces messages SBAS vers un ou plusieurs satellites de télécommunication 15. Les satellites de télécommunication 15, qui sont généralement des satellites en orbite géostationnaire, comportent un transpondeur de navigation SBAS qui reçoit les messages SBAS provenant des stations de transmission 14 et qui rediffuse lesdits messages SBAS reçus vers des récepteurs 16 de navigation GNSS SBAS des différents utilisateurs du service. Les récepteurs 16 des utilisateurs reçoivent d’une part, les signaux SBAS provenant des satellites de télécommunication 15 et d’autre part, les signaux GNSS provenant des satellites 13 du système de navigation GNSS et calculent chacun leur position à l’aide de ces deux types de signaux. Les différentes opérations décrites ci-dessus correspondent à un cycle qui est effectué par le système SBAS de façon répétitive typiquement toutes les secondes. Le système SBAS permet d’améliorer la précision de la localisation réalisée par chaque utilisateur et d’assurer l’intégrité notamment pour des opérations aéronautiques à guidage vertical (type APV-I ou LPV200), contrairement au système RAIM dans lequel l’amélioration de la précision et la protection d’intégrité pour un guidage vertical ne sont pas possibles. Cependant le système SBAS présente un défaut majeur lié au fait que les calculs de corrections et d’intégrité sont réalisés par le centre de calcul 12 pour un groupe d’utilisateurs dont les localisations ne sont pas identiques et qui ne sont pas soumis aux mêmes niveaux d’erreur. La conséquence est que le centre de calcul 12 doit prendre des marges d’erreur importantes pour tenir compte de toutes les situations, en particulier de la situation des utilisateurs situés en bord de zone de couverture du système SBAS, et pour être certain que les paramètres d’intégrité diffusés couvrent bien toutes les situations d’utilisateurs. La plupart des calculs sont donc réalisés pour couvrir les utilisateurs situés dans la pire des situations et tous les autres utilisateurs reçoivent des informations moins adaptées à leur situation que si ces calculs avaient été élaborés individuellement pour eux seuls. La qualité, notamment la disponibilité, du service est alors dégradée car les marges d’erreur appliquées aux utilisateurs sont supérieures aux marges dont ils ont réellement besoin. En outre, le format standardisé (RTCA DO229) des messages transmis aux utilisateurs limite fortement la capacité du système SBAS à transmettre efficacement aux utilisateurs, le résultat de tous les calculs réalisés au sol par le centre de calcul 12 et oblige à faire des compromis. Par exemple, la ionosphère est représentée par un modèle en une seule couche mince et un échantillonnage sur une grille standardisée de points, qui ne permet de refléter que partiellement la dynamique des délais ionosphériques, notamment lorsque la ionosphère est dans un état perturbé. Les modèles internes de la ionosphère utilisés dans les calculateurs SBAS au sol, par exemple le modèle TRIN basé sur un échantillonnage par un maillage triangulaire dans un repère lié au soleil, ou les modèles multicouches, qui sont plus complexes, ne peuvent donc être que partiellement transmis aux utilisateurs du fait de cette standardisation restrictive, ce qui constitue une source d’erreur non négligeable sur l’estimation des délais ionosphériques.The SBAS (Space Based Augmentation Systems) system, the architecture of which is shown in FIG. 1, for example the EGNOS system in Europe, is based on a large ground infrastructure comprising a regional network of several reception stations 11 distributed over a wide territory, for example Europe, and a computer center 12 processing the information supplied by the various reception stations. The position of each Ranging and Integrity Monitoring Station (RIMS) is known exactly. These RIMS receiving stations acquire the signals transmitted by GNSS 13 satellites, extract information such as code and phase measurements as well as navigation messages between the RIMS station and the GNSS 13 satellites in line of sight. the RIMS station, and transmit this information to the CPF 12 data center via a long distance communication network. The transmitted data is protected by a CRC code (in English, Cyclic Redundancy Code) developed by a transmitter located in the corresponding RIMS stations, this CRC code being verified by a receiver located in the data center to guarantee the integrity of the data received. after transmission in the communication network. From the data received, the computer center 12 develops corrections which make it possible to improve the positioning accuracy, as well as digital integrity parameters, such as alarms and error limits, making it possible to estimate and keep the residual positioning error within predetermined and imposed limits and thereby guarantee the integrity of the location to users. The computer center periodically formats and transmits this data in the form of a series of short SBAS messages, typically a 250-bit SBAS message is transmitted every second, to a transmission station 14 (in English Gateway) which retransmits these SBAS messages to one or more telecommunication satellites 15. The telecommunication satellites 15, which are generally satellites in geostationary orbit, include an SBAS navigation transponder which receives the SBAS messages from the transmission stations 14 and which rebroadcasts the said received SBAS messages to receivers 16 GNSS SBAS navigation of the different users of the service. The receivers 16 of the users receive on the one hand, the SBAS signals coming from the telecommunications satellites 15 and on the other hand, the GNSS signals coming from the satellites 13 of the GNSS navigation system and each calculate their position using these two types of signals. The various operations described above correspond to a cycle which is carried out by the SBAS system typically repetitively every second. The SBAS system makes it possible to improve the accuracy of the localization carried out by each user and to ensure integrity in particular for aeronautical operations with vertical guidance (type APV-I or LPV200), unlike the RAIM system in which the improvement of accuracy and integrity protection for vertical guidance is not possible. However, the SBAS system has a major defect linked to the fact that the corrections and integrity calculations are carried out by the computer center 12 for a group of users whose locations are not identical and who are not subject to the same levels. error. The consequence is that the data center 12 must take large margins of error to take into account all the situations, in particular the situation of the users located at the edge of the coverage area of the SBAS system, and to be certain that the parameters of integrity broadcast well cover all user situations. Most calculations are therefore carried out to cover users in the worst-case scenario and all other users receive information less suited to their situation than if these calculations had been developed individually for them alone. The quality, in particular the availability, of the service is then degraded because the margins of error applied to users are greater than the margins they really need. In addition, the standardized format (RTCA DO229) of the messages transmitted to the users strongly limits the capacity of the SBAS system to transmit effectively to the users, the result of all the calculations carried out on the ground by the data center 12 and obliges to make compromises. For example, the ionosphere is represented by a model in a single thin layer and sampling on a standardized grid of points, which only partially reflects the dynamics of ionospheric delays, especially when the ionosphere is in a disturbed state. The internal models of the ionosphere used in the SBAS computers on the ground, for example the TRIN model based on sampling by a triangular mesh in a coordinate system linked to the sun, or the multilayer models, which are more complex, can therefore only be partially transmitted to users due to this restrictive standardization, which constitutes a significant source of error in the estimation of ionospheric delays.

Un troisième système, nommé ARAIM (Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring), a été aussi proposé en tant qu’évolution des systèmes RAIM et SBAS. Le système ARAIM a pour objectif de fournir, au niveau mondial, des niveaux de performance équivalents aux systèmes SBAS, avec une infrastructure au sol plus limitée et une part de traitement importante réalisée dans le récepteur utilisateur, comme dans le système RAIM classique. Le système ARAIM utilise aussi les différentes constellations GNSS disponibles et est principalement basé sur la détermination au sol de plusieurs paramètres et notamment les paramètres URA/URE (en anglais User Range Accuracy/ User Range Error) et les biais associés, les éphémérides précises des satellites GNSS, la probabilité Psat(k) de défaillance d’un satellite isolé au sein d’une constellation k et la probabilité Pconst(k) de défaillance d’une constellation k complète. Ces probabilités de défaillance sont ensuite transmises au récepteur utilisateur dans un message spécifique court, nommé ISM (en anglais Integrity Support Message), de 100 à 200 bits pour quatre constellations supportées. La transmission du message ISM aux récepteurs utilisateurs peut se faire par différents moyens et selon des fréquences de transmission très variables. Le récepteur utilisateur utilise ce message ISM et la réception des signaux GNSS pour élaborer une position intègre avec des algorithmes statistiques spécifiques. La performance des systèmes ARAIM dépend à la fois des valeurs des paramètres du message ISM, de la fréquence de transmission et de l’algorithme utilisateur choisi. Les systèmes ARAIM sont encore à l’état de prospective et les performances prévues ne devraient pas dépasser celles des SBAS actuels (LPV200), même avec plusieurs constellations présentant des paramètres URA, Psat(k), et Pconst(k) suffisamment bons, condition non acquise actuellement sur plusieurs constellations.A third system, called ARAIM (Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring), has also been proposed as an evolution of RAIM and SBAS systems. The objective of the ARAIM system is to provide performance levels equivalent to SBAS systems worldwide, with a more limited ground infrastructure and a significant amount of processing performed in the user receiver, as in the conventional RAIM system. The ARAIM system also uses the different GNSS constellations available and is mainly based on the determination on the ground of several parameters and in particular the parameters URA / URE (in English User Range Accuracy / User Range Error) and the associated biases, the precise ephemeris of the satellites GNSS, the probability Psat (k) of failure of an isolated satellite within a constellation k and the probability Pconst (k) of failure of a complete constellation k. These probabilities of failure are then transmitted to the user receiver in a specific short message, called ISM (in English Integrity Support Message), from 100 to 200 bits for four supported constellations. The transmission of the ISM message to user receivers can be done by various means and according to very variable transmission frequencies. The user receiver uses this ISM message and the reception of GNSS signals to develop an integral position with specific statistical algorithms. The performance of ARAIM systems depends on the values of the parameters of the ISM message, the transmission frequency and the chosen user algorithm. The ARAIM systems are still in the prospective state and the expected performances should not exceed those of the current SBAS (LPV200), even with several constellations with sufficiently good parameters URA, Psat (k), and Pconst (k), condition not currently acquired on several constellations.

Enfin, il existe également des systèmes de type GBAS (en anglais Ground Based Augmentation System) qui sont similaires aux systèmes SBAS mais qui sont implantés localement dans un aéroport. Ces systèmes GBAS ne fournissent pas un service régional, ni mondial. Par ailleurs ils sont très peu utilisés, notamment en raison de leur coût prohibitif, car ils doivent être déployés dans chaque aéroport.Finally, there are also GBAS type systems (in English Ground Based Augmentation System) which are similar to SBAS systems but which are implemented locally in an airport. These GBAS systems do not provide regional or global service. In addition, they are used very little, in particular because of their prohibitive cost, because they must be deployed at each airport.

Le but de l’invention est de remédier aux inconvénients des systèmes d’augmentation connus et de réaliser une nouvelle architecture de système d’augmentation, régionale ou mondiale, d’un système de positionnement par satellites permettant de réduire l’infrastructure localisée au sol, d’améliorer la fiabilité des informations de positionnement de chaque utilisateur dudit système d’augmentation, de réduire les marges d’erreur appliquées aux différents utilisateurs et in fine d’accéder à des niveaux de performance améliorés permettant de nouvelles applications.The object of the invention is to remedy the drawbacks of known augmentation systems and to realize a new architecture of augmentation system, regional or global, of a satellite positioning system making it possible to reduce the infrastructure located on the ground. , to improve the reliability of the positioning information of each user of said augmentation system, to reduce the margins of error applied to different users and ultimately to access improved performance levels allowing new applications.

Pour cela, l’invention concerne un système d’augmentation d’un système de positionnement par satellites comportant un réseau de plusieurs stations de réception terrestres bi-fréquences, appelées stations RI MS, la position de chaque station RIMS étant connue, au moins une constellation de satellites GNSS (en anglais : Global Navigation Satellite System) en orbite autour de la Terre, chaque satellite GNSS émettant des signaux GNSS de positionnement et des messages de navigation à intervalles de temps réguliers, un réseau de télécommunications, des véhicules utilisateurs, chaque véhicule utilisateur comportant un module de réception GNSS dédié, apte à recevoir les signaux GNSS et à en extraire des mesures de position approximative et de vitesse du véhicule utilisateur, chaque station RIMS comportant des antennes de réception des signaux GNSS et un instrument de mesure de phase de porteuse, de code, et d’acquisition de données numériques correspondant aux messages de navigation, les mesures étant acquises en deux fréquences différentes, à partir des signaux GNSS reçus, le réseau de stations RI MS étant interconnecté avec chaque véhicule utilisateur par l’intermédiaire du réseau de télécommunications. Chaque véhicule utilisateur comporte en outre un module de corrections, de positionnement et d’intégrité dédié, relié directement au module de réception GNSS dédié, le module de corrections, de positionnement et d’intégrité et le module de réception GNSS étant intégrés dans un dispositif de réception embarqué, appelé récepteur NARAIM (en anglais Network Augmented Receiver Autonomous Integrity Monitoring), implanté au sein du véhicule utilisateur correspondant, le module de calcul de corrections, de positionnement et d’intégrité étant en outre, connecté aux stations RIMS par l’intermédiaire du réseau de télécommunications et étant configuré pour déterminer de façon autonome, et uniquement pour le véhicule utilisateur considéré, des valeurs de positionnement, de corrections différentielles et des mesures d’intégrité personnalisées à partir des mesures de phase et de code et des informations de navigation collectées et transmises par les stations RIMS.For this, the invention relates to a system for augmenting a satellite positioning system comprising a network of several dual-frequency terrestrial reception stations, called RI MS stations, the position of each RIMS station being known, at least one constellation of GNSS satellites (in English: Global Navigation Satellite System) orbiting the Earth, each GNSS satellite transmitting GNSS positioning signals and navigation messages at regular time intervals, a telecommunications network, user vehicles, each user vehicle comprising a dedicated GNSS reception module, capable of receiving GNSS signals and extracting approximate position and speed measurements from the user vehicle, each RIMS station comprising antennas for receiving GNSS signals and a phase measurement instrument carrier, code, and digital data acquisition corresponding to m navigation essages, the measurements being acquired at two different frequencies, from the GNSS signals received, the network of RI MS stations being interconnected with each user vehicle by means of the telecommunications network. Each user vehicle also includes a dedicated correction, positioning and integrity module, directly connected to the dedicated GNSS reception module, the correction, positioning and integrity module and the GNSS reception module being integrated into a device. on-board reception system, called NARAIM receiver (in English Network Augmented Receiver Autonomous Integrity Monitoring), installed within the corresponding user vehicle, the correction, positioning and integrity calculation module being also connected to RIMS stations by the intermediary of the telecommunications network and being configured to independently determine, and only for the user vehicle considered, positioning values, differential corrections and personalized integrity measurements from phase and code measurements and information from navigation collected and transmitted by RIMS stations.

Avantageusement, les stations RIMS peuvent être groupées par deux sur différents sites répartis sur un territoire régional, ou mondial, les deux stations RIMS localisées sur chaque site délivrant respectivement deux jeux de mesures redondants et indépendants entre eux, les deux jeux de mesures étant transmis aux véhicules utilisateurs par l’intermédiaire du réseau de télécommunications.Advantageously, the RIMS stations can be grouped by two on different sites spread over a regional or global territory, the two RIMS stations located on each site respectively delivering two redundant and independent sets of measurements, the two sets of measurements being transmitted to the user vehicles via the telecommunications network.

Avantageusement, le module de corrections, de positionnement et d’intégrité peut comporter deux voies, respectivement une première et une deuxième voie, redondantes, parallèles et indépendantes entre elles, respectivement dédiées à la réception et au traitement des deux jeux de mesures redondants transmis par les stations RIMS, chaque voie comportant au moins un estimateur respectif des erreurs de mesures liés à des biais instrumentaux et un estimateur respectif des décalages d’horloge entre les stations RIMS et les satellites GNSS, le module de corrections, de positionnement et d’intégrité comportant également un dispositif de calcul de corrections des décalages d’horloge correspondants et d’estimation des erreurs résiduelles, et au moins un premier dispositif de comparaison des décalages d’horloge délivrés par les estimateurs respectifs des deux voies destiné à contrôler si, à partir des deux jeux de mesures différents reçus sur les deux voies, les estimations délivrées par la première voie sont cohérentes avec les estimations délivrées par la deuxième voie, et au moins un premier dispositif d’invalidation et d’alerte relié au premier dispositif de comparaison et apte à invalider des mesures incohérentes détectées et à alerter le véhicule utilisateur de la présence de l’incohérence.Advantageously, the correction, positioning and integrity module can comprise two channels, respectively a first and a second channel, redundant, parallel and independent of each other, respectively dedicated to the reception and processing of the two sets of redundant measurements transmitted by RIMS stations, each channel comprising at least one respective estimator of measurement errors linked to instrumental biases and one respective estimator of the clock offsets between RIMS stations and GNSS satellites, the correction, positioning and integrity module also comprising a device for calculating corrections of the corresponding clock offsets and for estimating residual errors, and at least one first device for comparing the clock offsets delivered by the respective estimators of the two channels intended to check whether, from of the two different sets of measurements received on the two channels, the estimates delivered by the first route are consistent with the estimates delivered by the second route, and at least one first invalidation and alert device connected to the first comparison device and capable of invalidating detected inconsistent measurements and of alerting the vehicle user of the presence of inconsistency.

Avantageusement, lorsque le module de réception GNSS est monofréquence, le module de corrections, de positionnement et d’intégrité peut comporter en outre, deux estimateurs des retards de propagation des signaux GNSS dans l’ionosphère et la troposphère disposés respectivement sur chacune des deux voies, un dispositif de calcul de corrections des retards de propagation correspondants et d’estimation des erreurs résiduelles, l’estimation des retards de propagation étant réalisée à partir de la position approximative du véhicule utilisateur mesurée indépendamment par le module de réception GNSS, un deuxième dispositif de comparaison des retards de propagation délivrés par les estimateurs respectifs des deux voies destiné à contrôler si, à partir des deux jeux de mesures différents reçus sur les deux voies, les estimations délivrées par la première voie sont cohérentes avec les estimations délivrées par la deuxième voie, et un deuxième dispositif d’invalidation et d’alerte relié au deuxième dispositif de comparaison et apte à invalider des mesures incohérentes détectées et à alerter le véhicule utilisateur de la présence de l’incohérence.Advantageously, when the GNSS reception module is monofrequency, the correction, positioning and integrity module can also comprise two estimators of the propagation delays of GNSS signals in the ionosphere and the troposphere, arranged respectively on each of the two channels. , a device for calculating corrections of the corresponding propagation delays and for estimating residual errors, the estimation of the propagation delays being carried out from the approximate position of the user vehicle measured independently by the GNSS reception module, a second device of comparison of the propagation delays delivered by the respective estimators of the two channels intended to check if, from the two different sets of measurements received on the two channels, the estimates delivered by the first channel are consistent with the estimates delivered by the second channel , and a second device invalidation and alert connected to the second comparison means and adapted to invalidate the detected inconsistent measurements and to alert the user vehicle to the presence of the inconsistency.

Avantageusement, le module de réception GNSS peut comporter en outre un dispositif de calcul de correction de position et d’estimation d’une erreur résiduelle de position, la correction étant déterminée à partir des corrections et des erreurs résiduelles, dus aux décalages d’horloges et au retards de propagation, transmises par le module de corrections, de positionnement et d’intégrité.Advantageously, the GNSS reception module can also comprise a device for calculating position correction and for estimating a residual position error, the correction being determined from corrections and residual errors, due to clock shifts. and propagation delays, transmitted by the corrections, positioning and integrity module.

Optionnellement, le système d’augmentation peut comporter en outre un (ou plusieurs) récepteur de navigation NARAIM additionnel, localisé au sol, relié aux satellites GNSS, aux stations RIMS (21a, 21b) et aux récepteurs NARAIM utilisateurs, le récepteur de navigation NARAIM additionnel, localisé au sol, étant apte à élaborer et à transmettre des données d’initialisation vers les récepteurs NARAIM utilisateurs.Optionally, the augmentation system can also include one (or more) additional NARAIM navigation receiver, located on the ground, connected to GNSS satellites, to RIMS stations (21a, 21b) and to NARAIM user receivers, the NARAIM navigation receiver additional, located on the ground, being able to develop and transmit initialization data to the NARAIM user receivers.

D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront clairement dans la suite de la description donnée à titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés qui représentent :Other features and advantages of the invention will appear clearly in the following description given by way of purely illustrative and nonlimiting example, with reference to the appended schematic drawings which represent:

figure 1 : un schéma synoptique d’un exemple de système d’augmentation de type SBAS, selon l’art antérieur ;FIG. 1: a block diagram of an example of an SBAS type augmentation system, according to the prior art;

figure 2a : un schéma synoptique d’un premier exemple de système d’augmentation amélioré, selon l’invention;FIG. 2a: a block diagram of a first example of an improved augmentation system according to the invention;

figure 2b : un schéma synoptique d’un deuxième exemple de système d’augmentation amélioré, avec concentrateur des données, selon une variante de l’invention;FIG. 2b: a block diagram of a second example of an improved augmentation system, with data concentrator, according to a variant of the invention;

figure 2c : un schéma synoptique d’une variante de réalisation d’un système d’augmentation amélioré, selon l’invention;Figure 2c: a block diagram of an alternative embodiment of an improved augmentation system according to the invention;

figure 3 : un schéma synoptique d’un récepteur NARAIM du système d’augmentation amélioré, selon l’invention ;Figure 3: a block diagram of a NARAIM receiver of the improved augmentation system according to the invention;

figure 4 : un schéma synoptique illustrant les principales étapes de traitement réalisés au sein d’un récepteur NARAIM comportant un module de réception GNSS mono-fréquence, selon un premier mode de réalisation de l’invention ;Figure 4: a block diagram illustrating the main processing steps performed within a NARAIM receiver comprising a GNSS single-frequency reception module, according to a first embodiment of the invention;

figure 5 : un schéma synoptique illustrant les principales étapes de traitement réalisés au sein d’un récepteur NARAIM comportant un module de réception GNSS bi-fréquences, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.FIG. 5: a block diagram illustrating the main processing steps carried out within a NARAIM receiver comprising a dual-frequency GNSS reception module, according to a second embodiment of the invention.

Conformément à l’invention, le système d’augmentation d’un système de positionnement par satellites représenté sur les figures 2a, 2b, et 2c comporte au moins un véhicule utilisateur 10, une ou plusieurs constellations de satellites GNSS 13, au moins un réseau de plusieurs stations de réception terrestres 21a, 21b, appelées aussi stations RIMS, au moins un récepteur de navigation 20, appelé récepteur NARAIM (en anglais : NetworkAccording to the invention, the augmentation system of a satellite positioning system represented in FIGS. 2a, 2b, and 2c comprises at least one user vehicle 10, one or more constellations of GNSS satellites 13, at least one network of several terrestrial reception stations 21a, 21b, also called RIMS stations, at least one navigation receiver 20, called NARAIM receiver (in English: Network

Augmented Receiver Autonomous Integrity Monitoring) implanté dans un véhicule utilisateur 10 dont la position et/ou la vitesse sont à déterminer avec précision, et un réseau de télécommunications 23 auquel sont reliées les stations RIMS 21a, 21b, et le récepteur NARAIM 20. Le véhicule utilisateur 10 peut être un véhicule spatial, un véhicule aérien, avion ou drone par exemple, ou un véhicule maritime, ou un véhicule terrestre. Les stations RIMS 21a, 21b sont localisées en une pluralité de sites 6 différents répartis sur un large territoire, par exemple régional comme l’Europe, ou même mondial. La position de chaque station RIMS est parfaitement déterminée et connue de ladite station RIMS. Chaque station RIMS 21a, 21b comporte des antennes de réception des signaux GNSS et un instrument de mesure de phase de porteuse et de code ainsi que des capteurs d’acquisition des données numériques correspondant à des messages de navigation inclus dans les signaux GNSS, les mesures étant acquises en deux fréquences différentes, à partir des signaux GNSS reçus. Pour améliorer la fiabilité des mesures effectuées par les différentes stations RIMS, les stations RIMS peuvent être groupées par deux sur chaque site, chacune des deux stations RIMS 21a, 21b co-localisées sur un même site, réalisant ses propres mesures. Cela permet d’obtenir deux jeux 1, 2 de mesures de référence redondants et indépendants qui peuvent être utilisés au sein du véhicule utilisateur 10 pour contrôler la cohérence des mesures collectées par les différentes stations RIMS 21a, 21b et détecter des dysfonctionnements éventuels provenant d’une station RIMS 21a, 21b.Augmented Autonomous Integrity Monitoring Receiver) installed in a user vehicle 10 whose position and / or speed are to be determined with precision, and a telecommunications network 23 to which the RIMS stations 21a, 21b and the NARAIM receiver 20 are connected. The vehicle user 10 can be a space vehicle, an air vehicle, airplane or drone for example, or a maritime vehicle, or a land vehicle. The RIMS stations 21a, 21b are located in a plurality of different sites 6 distributed over a large territory, for example regional like Europe, or even worldwide. The position of each RIMS station is perfectly determined and known to said RIMS station. Each RIMS station 21a, 21b includes antennas for receiving GNSS signals and an instrument for measuring carrier phase and code as well as sensors for acquiring digital data corresponding to navigation messages included in the GNSS signals, the measurements being acquired at two different frequencies, from the GNSS signals received. To improve the reliability of the measurements carried out by the various RIMS stations, the RIMS stations can be grouped in pairs on each site, each of the two RIMS stations 21a, 21b co-located on the same site, performing its own measurements. This makes it possible to obtain two sets 1, 2 of redundant and independent reference measurements which can be used within the user vehicle 10 to check the consistency of the measurements collected by the different RIMS stations 21a, 21b and detect any malfunctions originating from a RIMS station 21a, 21b.

Le réseau de télécommunications 23 assure les transmissions d’informations entre les stations RIMS 21a, 21b et le récepteur NARAIM 20. Pour cela, comme représenté en détails sur la figure 2b, le réseau de télécommunications 23 comporte des liaisons de télécommunications terrestres 28 et des liaisons de télécommunications spatiales montantes 24 et descendantes 25 avec un, voire plusieurs, transpondeur de télécommunications 26, le transpondeur de télécommunications 26 pouvant être localisé à bord d’une station spatiale, d’un satellite de télécommunications, d’un ballon ou d’un drone. Chaque station RIMS 21a, 21b reçoit les signaux GNSS diffusés par les satellites GNSS 13, en déduit des mesures de phase de porteuse et de code en deux fréquences différentes et collecte des données numériques correspondant à des messages de navigation inclus dans les signaux GNSS. L’acquisition des mesures et des données numériques par chaque station RIMS 21a, 21b est réalisée à intervalles de temps réguliers, typiquement toutes les secondes. Chaque station RIMS 21a, 21b ajoute un code CRC aux données collectées et aux données mesurées pour garantir leur intégrité. Si nécessaire, le cas échéant, chaque station RIMS 21a, 21b peut également ajouter un code d’authentification (hashcode) aux données collectées et aux données mesurées pour garantir leur provenance. Si nécessaire, le cas échéant, une compression des données codées par les stations RIMS peut éventuellement être réalisée par les stations RIMS elles-mêmes ou par un concentrateur des données optionnel 27, comme représenté par exemple sur la figure 2b, pour réduire la taille du flux de données à transmettre et faciliter la transmission de ce flux vers les récepteurs NARAIM 20 implantés dans les différents véhicules utilisateurs. L’utilisation d’un concentrateur de données permet une compression plus importante en supprimant les informations redondantes entre les stations RIMS localisées sur des sites différents comme par exemple, les messages de navigation GNSS identiques. Par exemple, en appliquant un taux de compression de l’ordre de 2,5, la taille d’un flux de données de 50Koctets/s peut être réduit à une taille de l’ordre de 20Koctets/s soit 160Kbits/s. Le réseau de télécommunications 23 peut également comporter optionnellement, des stations relais terrestres 29 pour acheminer les données entre les différents réseaux de stations RIMS 21a, 21b et les transpondeurs 26.The telecommunications network 23 ensures the transmission of information between the RIMS stations 21a, 21b and the NARAIM receiver 20. For this, as shown in detail in FIG. 2b, the telecommunications network 23 comprises terrestrial telecommunications links 28 and uplink 24 and downlink space telecommunications links 25 with one or even several telecommunications transponders 26, the telecommunications transponder 26 being able to be located on board a space station, a telecommunications satellite, a balloon or a drone. Each RIMS station 21a, 21b receives the GNSS signals broadcast by the GNSS satellites 13, deduces therefrom carrier phase and code measurements at two different frequencies and collects digital data corresponding to navigation messages included in the GNSS signals. The acquisition of measurements and digital data by each RIMS station 21a, 21b is carried out at regular time intervals, typically every second. Each RIMS station 21a, 21b adds a CRC code to the collected data and to the measured data to guarantee their integrity. If necessary, if necessary, each RIMS station 21a, 21b can also add an authentication code (hashcode) to the data collected and to the measured data to guarantee their origin. If necessary, if necessary, compression of the data coded by the RIMS stations can possibly be carried out by the RIMS stations themselves or by an optional data concentrator 27, as shown for example in FIG. 2b, in order to reduce the size of the data flow to be transmitted and facilitate the transmission of this flow to the NARAIM 20 receivers installed in the various user vehicles. The use of a data concentrator allows greater compression by removing redundant information between RIMS stations located on different sites such as, for example, identical GNSS navigation messages. For example, by applying a compression rate of around 2.5, the size of a data stream of 50Kbytes / s can be reduced to a size of around 20Kbytes / s, or 160Kbits / s. The telecommunications network 23 can also optionally include terrestrial relay stations 29 for routing the data between the different networks of RIMS stations 21a, 21b and the transponders 26.

Les stations RIMS 21a, 21b sont donc de simples stations de réception des signaux GNSS et d’acquisition de mesures de phase de porteuse et de code collectées à partir des signaux GNSS reçus. Les stations RIMS ayant des positions connues, les mesures réalisées par lesdites stations RIMS peuvent être utilisées comme mesures de référence. Aucun autre traitement particulier des données mesurées et collectées puis codées par les stations RIMS 21a, 21b et éventuellement compressées par un concentrateur des données optionnel 27, n’est réalisé dans l’infrastructure disponible au sol, et en particulier, aucun calcul de correction de position, ni de surveillance d’intégrité n’est réalisé au sol. Chaque station RIMS 21a, 21b transmet à tous les récepteurs NARAIM 20 dédiés aux différents véhicules utilisateurs, les données brutes extraites des signaux GNSS après les avoir uniquement codées, et éventuellement compressées dans le concentrateur des données 27. A titre d’exemple non limitatif, actuellement, une station RIMS 21a, 21b peut émettre un message de taille de base, non compressé, de l’ordre de 1000 Octets. Par conséquent, un réseau régional comportant 50 stations RIMS doit transporter un flux de données d’environ 50 KiloOctets par seconde sans compression. La transmission des données de chaque station RIMS 21a, 21b vers les différents récepteurs NARAIM 20 des utilisateurs du système d’augmentation est réalisé par l’intermédiaire du réseau de télécommunications 23. Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 2b, le réseau de télécommunications peut comporter des liaisons terrestres longue distance 28 reliant chaque station RIMS 21a, 21b à une station relais 29 (Gateway en anglais) optionnelle, destinée à la retransmission des données collectées par toutes les stations RIMS 21a, 21b vers les récepteurs NARAIM 20 des utilisateurs du service via un transpondeur de télécommunications 26. La retransmission des données par l’éventuelle station relais 29 peut être réalisée par l’intermédiaire de liaisons de télécommunications terrestres 28 et/ou par l’intermédiaire d’une ou de plusieurs liaisons de télécommunications spatiales montantes 24 et descendantes 25. Les transpondeurs 26 sont destinés à retransmettre les données reçues vers les récepteurs NARAIM 20 des utilisateurs via les liaisons de télécommunications descendantes 25. Les éventuelles liaisons de télécommunications descendantes 25 sont de type broadcast en temps réel, ce qui correspond à un mode de transmission proche du mode de transmission utilisé dans le domaine audiovisuel, tel que la télévision par satellite, et bien maîtrisé dans les réseaux de télécommunications actuels. Ce mode de transmission permet l’établissement d’un niveau de redondance de transfert des informations et une bonne disponibilité du service. Les liaisons de télécommunications descendantes 25 étant de type broadcast, les mêmes données sont transmises simultanément à partir d’un émetteur, à tous les récepteurs NARAIM 20 des utilisateurs du système d’augmentation. Optionnellement les transmissions peuvent être filtrées ou restreintes à un groupe d’utilisateurs caractérisés soit par leur zone géographique soit par le fait qu’ils disposent d’un droit d’accès. Les moyens usuels d’établissement de cette restriction peuvent être utilisés, comme par exemple, le filtrage, notamment en fonction de l’utilisateur, des informations issues des stationsThe RIMS stations 21a, 21b are therefore simple stations for receiving GNSS signals and for acquiring carrier phase and code measurements collected from the GNSS signals received. Since RIMS stations have known positions, the measurements made by said RIMS stations can be used as reference measurements. No other particular processing of the data measured and collected then coded by the RIMS stations 21a, 21b and possibly compressed by an optional data concentrator 27, is carried out in the infrastructure available on the ground, and in particular, no calculation of correction of position, or integrity monitoring is performed on the ground. Each RIMS station 21a, 21b transmits to all the NARAIM receivers 20 dedicated to the different user vehicles, the raw data extracted from the GNSS signals after having only coded them, and possibly compressed in the data concentrator 27. By way of nonlimiting example, currently, a RIMS station 21a, 21b can transmit a message of basic size, uncompressed, of the order of 1000 bytes. Therefore, a regional network with 50 RIMS stations must carry a data flow of around 50 kilobytes per second without compression. The data transmission from each RIMS station 21a, 21b to the various NARAIM receivers 20 of the users of the augmentation system is carried out via the telecommunications network 23. According to an embodiment shown in FIG. 2b, the communication network telecommunications may include long distance land links 28 connecting each RIMS station 21a, 21b to an optional relay station 29 (Gateway) intended for the retransmission of data collected by all RIMS stations 21a, 21b to the NARAIM 20 receivers of users of the service via a telecommunications transponder 26. The retransmission of the data by the possible relay station 29 can be carried out via terrestrial telecommunications links 28 and / or via one or more space telecommunications links upward 24 and downward 25. The transponders 26 are intended ines to retransmit the data received to the NARAIM receivers 20 of the users via the downlink telecommunications links 25. The possible downlink telecommunications links 25 are of broadcast type in real time, which corresponds to a transmission mode close to the transmission mode used in the audiovisual field, such as satellite television, and well mastered in today's telecommunications networks. This mode of transmission allows the establishment of a level of redundancy for information transfer and good availability of the service. Since the downlink telecommunications links 25 are of the broadcast type, the same data is transmitted simultaneously from a transmitter to all the NARAIM receivers 20 of the users of the augmentation system. Optionally, transmissions can be filtered or restricted to a group of users characterized either by their geographic area or by the fact that they have a right of access. The usual means of establishing this restriction can be used, such as for example, filtering, in particular according to the user, of information coming from the stations.

RIMS (un utilisateur Européen peut par exemple ne pas être en diffusion de messages de stations RIMS Américaines), la diminution de la puissance émise par les satellites GNSS vers les utilisateurs situés en dehors de la zone prévue ou le cryptage des données transmises pour les rendre décodables par les seuls utilisateurs autorisés. Comme indiqué ci-dessus, optionnellement, un concentrateur de données 27 peut être intercalé dans le réseau de télécommunications 23, entre les stations RIMS 21a, 21b et la station relais 29 optionnelle.RIMS (a European user may for example not be broadcasting messages from American RIMS stations), the reduction of the power transmitted by GNSS satellites to users located outside the area provided or the encryption of the data transmitted to make them decodable by authorized users only. As indicated above, optionally, a data concentrator 27 can be interposed in the telecommunications network 23, between the RIMS stations 21a, 21b and the optional relay station 29.

De même, comme indiqué ci-dessus, la présence d’une station relais 29 est optionnelle, et alternativement, il est possible de s’affranchir de la station relais 29 et d’interfacer directement chaque station RIMS 21a, 21b avec le réseau de télécommunications 23. Dans ce cas, chaque station RIMS 21a, 21b peut être reliée aux transpondeurs de télécommunications 26 par les liaisons de télécommunication montantes 24, puis aux différents récepteurs NARAIM 20 par les liaisons de télécommunications descendantes 25. La transmission de chaque station RIMS 21a, 21b vers tous les récepteurs NARAIM 20 recevant les messages de ladite station RIMS est alors de type multicast. L’abonnement des utilisateurs à la réception de ces flux multicast est une fonction du réseau de télécommunications qui peut permettre le filtrage ou une restriction de l’accès à certains utilisateurs disposant d’un droit d’accès. Le cryptage des informations n’est alors pas requis pour assurer cette restriction mais peut néanmoins être utilisé pour une meilleure sécurité. Cependant, dans ce mode de réalisation, il n’est possible d’utiliser un concentrateur de données que si le réseau de télécommunications est apte à héberger un tel concentrateur.Similarly, as indicated above, the presence of a relay station 29 is optional, and alternatively, it is possible to bypass the relay station 29 and directly interface each RIMS station 21a, 21b with the network of telecommunications 23. In this case, each RIMS station 21a, 21b can be connected to the telecommunications transponders 26 by the uplink telecommunications links 24, then to the various NARAIM receivers 20 by the downlink telecommunications links 25. The transmission of each RIMS station 21a , 21b to all NARAIM receivers 20 receiving messages from said RIMS station is then of the multicast type. Subscribing users to the reception of these multicast streams is a function of the telecommunications network which can allow filtering or restricting access to certain users with access rights. Information encryption is therefore not required to ensure this restriction but can nevertheless be used for better security. However, in this embodiment, it is only possible to use a data concentrator if the telecommunications network is capable of hosting such a concentrator.

Optionnellement, comme illustré sur la figure 2c, le système d’augmentation d’un système de positionnement par satellites selon l’invention, peut comporter en outre, un ou plusieurs récepteurs de navigation NARAIM additionnels 70, localisés au sol, par exemple dans des aéroports lorsque les véhicules utilisateurs sont des aéronefs, le récepteur NARAIM additionnel 70 étant relié aux satellites GNSS 13 et aux stations RIMS 21a, 21b par l’intermédiaire du réseau de télécommunications 23. Le récepteur NARAIM sol 70 est aussi relié de façon non obligatoirement permanente aux récepteurs NARAIM utilisateurs 20, par une liaison de transmission de données qui peut être un réseau local au sol, un échange de media informatique ou tout autre moyen. L’éventuel récepteur NARAIM additionnel 70 permet, à partir des signaux GNSS reçus des satellites GNSS 13 et des mesures transmises par les stations RIMS 21a, 21b, d’élaborer des données d’initialisation destinées à accélérer la convergence des algorithmes de détermination de la position des véhicules utilisateurs 10 et ainsi d’améliorer le temps de démarrage des récepteurs NARAIM utilisateurs 20.Optionally, as illustrated in FIG. 2c, the augmentation system of a satellite positioning system according to the invention, can also comprise one or more additional NARAIM navigation receivers 70, located on the ground, for example in airports when the user vehicles are aircraft, the additional NARAIM receiver 70 being connected to the GNSS satellites 13 and to the RIMS stations 21a, 21b via the telecommunications network 23. The NARAIM ground receiver 70 is also not necessarily permanently connected to the NARAIM user receivers 20, by a data transmission link which may be a local area network on the ground, an exchange of computer media or any other means. The possible additional NARAIM receiver 70 makes it possible, from GNSS signals received from GNSS satellites 13 and measurements transmitted by RIMS stations 21a, 21b, to develop initialization data intended to accelerate the convergence of algorithms for determining the position of the user vehicles 10 and thus improve the start-up time of the NARAIM user receivers 20.

Chaque récepteur NARAIM 20 dédié à un véhicule utilisateur 10 dont la position et/ou la vitesse sont à déterminer avec précision, est implanté dans ledit véhicule utilisateur 10. Comme représenté sur la figure 3, chaque récepteur NARAIM 20 comporte d’une part, un module de réception GNSS 30 lui permettant au sein du véhicule considéré, d’estimer approximativement sa propre position et d’autre part, un module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité lui permettant, au sein du véhicule considéré, à partir des données de références collectées et transmises par les différentes stations RIMS, de corriger les erreurs entachant la mesure de position estimée, d’en déduire une valeur de position plus précise et de détecter différentes défaillances éventuelles.Each NARAIM receiver 20 dedicated to a user vehicle 10 whose position and / or speed are to be determined with precision, is installed in said user vehicle 10. As shown in FIG. 3, each NARAIM receiver 20 comprises on the one hand, a GNSS reception module 30 allowing him, within the vehicle considered, to estimate approximately his own position and on the other hand, a module 40 for corrections, positioning and integrity allowing him, within the vehicle considered, from the reference data collected and transmitted by the various RIMS stations, to correct errors in the estimated position measurement, to deduce a more precise position value and to detect various possible failures.

Le module de réception GNSS 30 comporte une antenne de réception GNSS 31 apte à recevoir des signaux GNSS et des messages de navigation émis par les satellites GNSS 13 de différentes constellations, ce qui permet au véhicule utilisateur 10 de faire, à intervalles de temps réguliers, typiquement toutes les secondes, des estimations approximatives de sa propre position. Le module de réception GNSS 30 peut être mono-fréquence ou bi-fréquences.The GNSS reception module 30 comprises a GNSS reception antenna 31 capable of receiving GNSS signals and navigation messages transmitted by the GNSS satellites 13 of different constellations, which allows the user vehicle 10 to do, at regular time intervals, typically every second, rough estimates of its own position. The GNSS 30 reception module can be single-frequency or dual-frequency.

Le module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité est un module complètement nouveau au sein d’un récepteur de navigation d’un véhicule utilisateur 10. Le module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité dédié à un véhicule utilisateur 10 est relié directement au module de réception GNSS 30 du véhicule utilisateur considéré et est également relié au réseau de télécommunications 23. Ce module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité est configuré pour déterminer de façon autonome, et uniquement pour le véhicule utilisateur considéré, des valeurs de positionnement, de corrections différentielles et des bornes et statuts d’intégrité personnalisés, à partir d’une part, des données GNSS provenant du module de réception GNSS 30 du véhicule utilisateur considéré et d’autre part, des données brutes de référence mesurées et transmises par chaque station RIMS 21a, 21b.The correction, positioning and integrity module 40 is a completely new module within a navigation receiver of a user vehicle 10. The correction, positioning and integrity module 40 dedicated to a user vehicle 10 is directly connected to the GNSS reception module 30 of the user vehicle considered and is also connected to the telecommunications network 23. This module 40 of corrections, positioning and integrity is configured to determine autonomously, and only for the user vehicle considered , positioning values, differential corrections and personalized integrity limits and statuses, on the one hand, from GNSS data coming from the GNSS reception module 30 of the user vehicle considered and, on the other hand, raw data from reference measured and transmitted by each RIMS station 21a, 21b.

La surveillance de l’intégrité des différentes valeurs de position du véhicule considéré, mesurées au cours du temps par le module de réception GNSS 30 du véhicule considéré est effectuée à partir des deux jeux 1, 2 de mesures de référence transmises par les stations RIMS 21a, 21b qui sont complètement indépendantes des mesures provenant du module de réception GNSS du véhicule utilisateur 10 considéré. En particulier, la surveillance d’intégrité consiste à estimer, de façon indépendante, une erreur résiduelle de la position du véhicule utilisateur 10 considéré, cette erreur résiduelle étant contenue dans les mesures estimées de position, de vitesse et de temps, appelée solution PVT, cette estimation indépendante pouvant éventuellement s’accompagner d’un intervalle de confiance concernant cette estimation, puis à comparer cette erreur résiduelle indépendante aux intervalles de confiance qui accompagnent la solution PVT, et à invalider cette solution PVT si l’erreur résiduelle indépendante et son éventuel intervalle de confiance ne sont pas compatibles avec la solution PVT estimée.The integrity of the various position values of the vehicle under consideration, measured over time by the GNSS reception module 30 of the vehicle under consideration, is monitored from the two sets 1, 2 of reference measurements transmitted by the RIMS stations 21a , 21b which are completely independent of the measurements coming from the GNSS reception module of the user vehicle 10 considered. In particular, integrity monitoring consists in estimating, independently, a residual error of the position of the user vehicle 10 considered, this residual error being contained in the estimated measurements of position, speed and time, called PVT solution, this independent estimate possibly being accompanied by a confidence interval concerning this estimate, then comparing this independent residual error with the confidence intervals which accompany the PVT solution, and invalidating this PVT solution if the independent residual error and its possible confidence intervals are not compatible with the estimated PVT solution.

En sortie du récepteur NARAIM 20, les valeurs de position, de temps et de vitesse corrigées et validées par le récepteur NARAIM 20 peuvent alors être transmises à un dispositif d’affichage de la position et/ou de la vitesse du véhicule utilisateur 10 considéré et/ou à tout autre système du véhicule utilisateur, tel que, par exemple, le système de pilotage du véhicule utilisateur considéré, tel que FMS (Flight Management System) lorsqu’il s’agit d’un véhicule aérien de type avion.At the output of the NARAIM receiver 20, the position, time and speed values corrected and validated by the NARAIM receiver 20 can then be transmitted to a device for displaying the position and / or the speed of the user vehicle 10 considered and / or any other system of the user vehicle, such as, for example, the piloting system of the user vehicle considered, such as FMS (Flight Management System) when it is an air vehicle of aircraft type.

Pour réaliser ces différentes fonctions, des algorithmes connus tels que par exemple les algorithmes mis en œuvre dans les systèmes SBAS actuels pourraient être utilisés. Cela permettrait d’obtenir un niveau de performance au moins équivalent aux niveaux obtenus dans lesdits systèmes SBAS, avec cependant une amélioration en raison de la réduction des marges à prendre en compte pour chaque véhicule puisque le calcul de correction et d’intégrité est entièrement réalisé dans le module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité localisé à bord de chaque véhicule utilisateur 10 contrairement aux systèmes SBAS actuels dans lesquels ces fonctions sont réalisées de façon centralisée au sol. Il est néanmoins largement préférable d’utiliser un jeu de nouveaux algorithmes permettant d’optimiser les calculs de corrections et d’erreurs, individuellement pour chaque véhicule utilisateur 10 considéré, pour pouvoir accéder à des niveaux de performance plus élevés.To achieve these various functions, known algorithms such as for example the algorithms implemented in current SBAS systems could be used. This would make it possible to obtain a performance level at least equivalent to the levels obtained in said SBAS systems, with however an improvement due to the reduction of the margins to be taken into account for each vehicle since the calculation of correction and integrity is entirely carried out. in the module 40 for corrections, positioning and integrity located on board each user vehicle 10 unlike current SBAS systems in which these functions are performed centrally on the ground. It is nevertheless largely preferable to use a set of new algorithms making it possible to optimize the calculations of corrections and errors, individually for each user vehicle 10 considered, in order to be able to access higher levels of performance.

Les figures 4 et 5 représentent deux exemples d’organigrammes optimisés pouvant être mis en oeuvre dans le récepteur NARAIM 20 dédié à un véhicule utilisateur 10, selon l’invention. La figure 4 illustre le cas où le module de réception GNSS 30 du récepteur NARAIM est mono-fréquence. La figure 5 illustre le cas où le module de réception GNSS 30 du récepteur NARAIM est bi-fréquences.Figures 4 and 5 show two examples of optimized flowcharts which can be implemented in the NARAIM receiver 20 dedicated to a user vehicle 10, according to the invention. FIG. 4 illustrates the case where the GNSS reception module 30 of the NARAIM receiver is mono-frequency. FIG. 5 illustrates the case where the GNSS reception module 30 of the NARAIM receiver is dual-frequency.

Les deux jeux 1, 2 de mesures de référence collectés et transmis par les stations RIMS 21a, 21b comportent des messages de navigation et des mesures de phase de porteuse et de code extraites des signaux GNSS provenant des satellites GNSS 13, les mesures, réalisées par chaque station RIMS au moins chaque seconde, étant transmises sur deux fréquences de transmission différentes. En outre, d’autres informations peuvent être également transmises par les stations RIMS, telles que par exemple, les positions géodésiques des antennes des stations RIMS, des valeurs précises concernant des paramètres d’orientation de la Terre dans un référentiel fixe par rapport aux étoiles, des valeurs caractérisant l’activité géomagnétique en cours, des valeurs de calibration des biais instrumentaux affectant les différentes mesures, des informations concernant une référence globale de temps. Ces différentes valeurs peuvent être typiquement issues d’un processus d’initialisation ou de calibration des stations RIMS ou provenir d’informations disponibles sur des serveurs Internet et récupérées au niveau d’une ou de plusieurs stations RIMS.The two sets 1, 2 of reference measurements collected and transmitted by the RIMS stations 21a, 21b comprise navigation messages and carrier phase and code measurements extracted from the GNSS signals originating from the GNSS satellites 13, the measurements carried out by each RIMS station at least every second, being transmitted on two different transmission frequencies. In addition, other information can also be transmitted by the RIMS stations, such as for example, the geodetic positions of the antennas of the RIMS stations, precise values concerning parameters of orientation of the Earth in a fixed reference frame compared to the stars. , values characterizing the current geomagnetic activity, calibration values for instrumental biases affecting the different measurements, information concerning a global time reference. These different values can typically come from an initialization or calibration process of RIMS stations or come from information available on Internet servers and retrieved from one or more RIMS stations.

Dans chaque véhicule utilisateur 10, le module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité localisé à bord du véhicule considéré comporte deux voies redondantes, parallèles et indépendantes entre elles, respectivement dédiées à la réception et au prétraitement 41, 51 des deux jeux 1, 2 de mesures de référence transmis par les stations RIMS 21a, 21b de chaque site 6, ainsi qu’à l’estimation 42, 52 des biais, instrumentaux ou autres biais, affectant les mesures réalisées par les stations RIMS, à l’estimation éventuelle 43, 53 des retards de propagation des signaux GNSS dans l’ionosphère et la troposphère qui affectent chaque mesure de code et de phase de porteuse, et à l’estimation 45, 55 des décalages d’horloge entre les stations RIMS et les satellites GNSS 13. La deuxième voie comporte en outre des dispositifs de comparaison 56, 58 destinés à comparer respectivement, les estimations de retard de propagation 43 et de décalages d’horloge 45 réalisées par la première voie avec les estimations correspondantes de retard de propagation 53 et de décalages d’horloge 55 réalisées par la deuxième voie afin de contrôler si, à partir des deux jeux 1,2 de mesures différents reçus respectivement en entrée des deux voies, les estimations délivrées par la première voie sont cohérentes avec les estimations délivrées par la deuxième voie. Les dispositifs de comparaison 56, 58 sont respectivement reliés à des dispositifs d’alerte 57, 59 destinés à alerter le module de réception GNSS 30 du véhicule utilisateur 10 lorsque les estimations réalisées sur les deux voies ne sont pas cohérentes entre elles.In each user vehicle 10, the module 40 for corrections, positioning and integrity located on board the vehicle in question comprises two redundant paths, parallel and independent of each other, respectively dedicated to reception and to preprocessing 41, 51 of the two sets 1 , 2 of reference measurements transmitted by the RIMS stations 21a, 21b of each site 6, as well as to the estimate 42, 52 of the bias, instrumental or other bias, affecting the measurements made by the RIMS stations, to the estimate possible 43, 53 of the propagation delays of the GNSS signals in the ionosphere and the troposphere which affect each measurement of code and of carrier phase, and in the estimation 45, 55 of the clock shifts between the RIMS stations and the satellites GNSS 13. The second channel also includes comparison devices 56, 58 intended to compare respectively, the propagation delay 43 and time offset estimates. oge 45 made by the first channel with the corresponding estimates of propagation delay 53 and clock offsets 55 made by the second channel in order to check whether, from the two sets 1,2 of different measurements received respectively at the input of the two channels, the estimates issued by the first channel are consistent with the estimates issued by the second channel. The comparison devices 56, 58 are respectively connected to alert devices 57, 59 intended to alert the GNSS reception module 30 of the user vehicle 10 when the estimates made on the two tracks are not consistent with each other.

Le prétraitement 41, 51 des deux jeux 1, 2 de mesures de référence transmis par les stations RIMS 21a, 21b permet d’éliminer les mesures aberrantes et de détecter des dysfonctionnements majeurs. Les estimations 42, 52 des biais affectant les mesures réalisées par les stations RIMS 21a, 21b concernent des éventuelles erreurs ou des éventuelles anomalies de fonctionnement pouvant affecter la qualité des mesures et des informations transmises par les stations RIMS 21a, 21b et reçues en entrée des deux voies. Les biais affectant les mesures peuvent notamment être des biais instrumentaux, en particulier des biais inter-fréquences et des erreurs de mesure locales dues aux interférences électromagnétiques et aux perturbations de propagation de type multi-trajets qui affectent chaque mesure de code et de phase de porteuse.The preprocessing 41, 51 of the two sets 1, 2 of reference measurements transmitted by the RIMS stations 21a, 21b makes it possible to eliminate the aberrant measurements and to detect major malfunctions. The estimates 42, 52 of the biases affecting the measurements carried out by the RIMS stations 21a, 21b relate to possible errors or possible operating anomalies which may affect the quality of the measurements and of the information transmitted by the RIMS stations 21a, 21b and received at the input of the two ways. The biases affecting the measurements can in particular be instrumental biases, in particular inter-frequency biases and local measurement errors due to electromagnetic interference and propagation disturbances of the multipath type which affect each code and carrier phase measurement. .

Les décalages d’horloge de chaque station RIMS et de chaque satellite GNSS 13 sont estimés 45, 55 par rapport à une horloge de référence, qui peut, par exemple, être liée aux satellites GNSS ou liée aux stations RIMS, ou être une horloge interne au véhicule utilisateur 10. L’estimation 45, 55 des décalages d’horloge peut être complétée par une estimation éventuelle des positions des satellites GNSS 13, éventuellement via leurs paramètres d’orbite. Une estimation 46 de correction de temps liée aux décalages des horloges et éventuellement de correction de position liée aux décalages des positions des satellites GNSS 13 est ensuite réalisée et une première valeur d’erreur résiduelle est ensuite estimée par un estimateur et délivré au module GNSS 30. Les estimations des décalages d’horloge des stations RIMS et des satellites GNSS 13 et les estimations des positions des satellites GNSS 13 peuvent être réalisées en utilisant différents types d’estimateurs tels que par exemple, des estimateurs de type moindre carrés, des filtres ou des estimateurs robustes.The clock offsets of each RIMS station and of each GNSS satellite 13 are estimated 45, 55 with respect to a reference clock, which can, for example, be linked to GNSS satellites or linked to RIMS stations, or be an internal clock to the user vehicle 10. The estimation 45, 55 of the clock offsets can be supplemented by a possible estimation of the positions of the GNSS satellites 13, possibly via their orbit parameters. An estimate 46 of time correction linked to the clock shifts and possibly of position correction linked to the position shifts of the GNSS satellites 13 is then carried out and a first residual error value is then estimated by an estimator and delivered to the GNSS module 30 Estimates of the clock offsets of the RIMS stations and of the GNSS satellites 13 and the estimations of the positions of the GNSS satellites 13 can be carried out using different types of estimators such as for example, least square type estimators, filters or robust estimators.

Le retard de propagation dans l’ionosphère et la troposphère est fonction de la fréquence de fonctionnement et de la position du véhicule utilisateur. Lorsque le module de réception GNSS 30 du véhicule utilisateur 10 est mono-fréquence, ce retard de propagation peut être modélisé en fonction de la position spatiale du véhicule utilisateur grâce aux mesures bifréquences reçues des stations RIMS 21a, 21b. Pour, à partir de ce modèle spatial, estimer des biais affectant les lignes de visée entre le véhicule utilisateur 10 et les satellites GNSS 13, il est nécessaire de connaître, au moins de façon approximative, la position du véhicule utilisateur 10 à l’instant de la mesure. Lorsque le module de réception GNSS 30 du véhicule utilisateur 10 est bi-fréquences, ce retard de propagation est directement estimé et éliminé dans le traitement réalisé par le module de réception GNSS 30 du véhicule utilisateur 10, sans constitution de modèle spatial et l’estimation préalable de la position spatiale du véhicule utilisateur n’est donc plus nécessaire. Le retard de propagation dans l’ionosphère et la troposphère peut donc être estimé dans le module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité, ou, lorsque le module de réception GNSS est bi-fréquences, dans le module de réception GNSS 30.The delay in propagation in the ionosphere and the troposphere is a function of the operating frequency and the position of the user vehicle. When the GNSS reception module 30 of the user vehicle 10 is single-frequency, this propagation delay can be modeled as a function of the spatial position of the user vehicle by means of the dual-frequency measurements received from the RIMS stations 21a, 21b. In order to estimate biases affecting the lines of sight between the user vehicle 10 and the GNSS satellites 13 from this spatial model, it is necessary to know, at least approximately, the position of the user vehicle 10 at the instant of measure. When the GNSS reception module 30 of the user vehicle 10 is dual-frequency, this propagation delay is directly estimated and eliminated in the processing carried out by the GNSS reception module 30 of the user vehicle 10, without constituting a spatial model and the estimation prior to the spatial position of the user vehicle is therefore no longer necessary. The propagation delay in the ionosphere and the troposphere can therefore be estimated in the module 40 for corrections, positioning and integrity, or, when the GNSS reception module is dual-frequency, in the GNSS reception module 30.

Dans le cas, représenté sur la figure 4, où le module de réception GNSS 30 est mono-fréquence, l’information concernant la position approximative 5 du véhicule utilisateur est donc estimée par le module de réception GNSS 30 puis transmise aux deux voies du module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité. L’estimation 43, 53 du délai de propagation dans l’ionosphère et la troposphère est alors réalisée à la position approximative 5 du véhicule utilisateur 10 estimée et délivrée par le module de réception GNSS 30. Une correction de l’erreur due au délai de propagation dans l’ionosphère et la troposphère est ensuite calculée par un dispositif de calcul 44, cette correction étant complétée par l’estimation d’une deuxième valeur d’erreur résiduelle destinée à satisfaire à l’exigence d’intégrité requise sur les erreurs résiduelles d’estimation de la position du véhicule utilisateur 10 correspondant.In the case, represented in FIG. 4, where the GNSS reception module 30 is single-frequency, the information concerning the approximate position 5 of the user vehicle is therefore estimated by the GNSS reception module 30 and then transmitted to the two channels of the module. 40 of corrections, positioning and integrity. The estimate 43, 53 of the propagation delay in the ionosphere and the troposphere is then carried out at the approximate position 5 of the user vehicle 10 estimated and delivered by the GNSS reception module 30. A correction of the error due to the delay of propagation in the ionosphere and the troposphere is then calculated by a calculation device 44, this correction being supplemented by the estimation of a second residual error value intended to satisfy the integrity requirement required on the residual errors estimating the position of the corresponding user vehicle 10.

Alternativement, dans le cas, représenté sur la figure 5, où le module de réception GNSS 30 est bi-fréquences, l’estimation du retard de propagation dans l'ionosphère et la troposphère et l’estimation de la correction de l’erreur correspondante peuvent être directement estimés 61 par le module de réception GNSS bi-fréquences. Dans ce cas, les deux voies du module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité peuvent être simplifiées car les étapes d’estimation 43, 44, 53, et les étapes correspondantes de comparaison 56 et d’alerte 57 peuvent être omises et, en outre, la transmission de l’information approximative de position 5 n’a plus besoin d’être faite.Alternatively, in the case shown in FIG. 5, where the GNSS reception module 30 is dual-frequency, the estimation of the propagation delay in the ionosphere and the troposphere and the estimation of the correction of the corresponding error can be directly estimated 61 by the dual-frequency GNSS reception module. In this case, the two channels of the correction, positioning and integrity module 40 can be simplified because the estimation steps 43, 44, 53, and the corresponding comparison 56 and alert 57 steps can be omitted and , in addition, the transmission of the approximate position information 5 no longer needs to be made.

Dans chaque véhicule utilisateur 10, le module de réception GNSS 30, similaire aux récepteurs GNSS avioniques actuels, reçoit les signaux GNSS transmis par les satellites GNSS 13 d’une ou de plusieurs constellations et fait d’une part, à partir des signaux GNSS reçus, l’acquisition 32 d’un jeu de mesures de phase de porteuse et de code, en une ou deux fréquences différentes, et l’acquisition 33 des informations de navigation, telles que les éphémérides, transmises dans les signaux GNSS et d’autre part, des acquisitions des informations de corrections et d’intégrité des mesures reçues du module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité localisé à bord du véhicule utilisateur 10 considéré. Puis, le module de réception GNSS 30 réalise un prétraitement 34 des mesures de phase de porteuse et de code acquises pour éliminer les mesures aberrantes et détecter les éventuels dysfonctionnements majeurs et en déduire des mesures de pseudo-distances. Les différentes acquisitions 32, 33 des mesures et des informations de navigation sont réalisées régulièrement, typiquement chaque seconde et sont accompagnées d’un ou de plusieurs indicateurs de qualité comme par exemple le rapport signal à bruit des signaux utilisés. II est à noter, que les mesures et les informations de navigation acquises au cours du temps, puis prétraitées par le module de réception GNSS 30 sont complètement indépendantes des mesures de référence réalisées en parallèle par les stations RIMS 21a, 21b puis transmises au module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité. Après prétraitement, les mesures de pseudo-distances acquises par le module de réception GNSS 30 sont ensuite combinées, dans un dispositif de combinaison 60, avec les corrections 44 des erreurs dues au délai de propagation dans l’ionosphère et la troposphère, estimées par le module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité, pour obtenir des mesures de pseudo-distances plus précises. Simultanément, après prétraitement, les informations de navigation acquises par le module de réception GNSS 30 sont combinées avec les estimations de corrections 46 liées aux décalages des différentes horloges et aux décalages d’orbites des satellites GNSS, pour construire 36 une référence de position et de temps correspondant à une position approximative 5 du véhicule utilisateur 10 considéré à l’instant d’acquisition des mesures correspondantes. Le module de réception GNSS 30 peut ensuite, dans une étape additionnelle facultative 37, détecter des éventuelles incohérences dans les mesures provenant de satellites GNSS différents afin de détecter d’éventuelles dysfonctionnements provenant d’un satellite GNSS et d’éliminer les mesures erronées correspondantes. Puis, dans une étape 38, à partir des première et secondes valeurs d’erreur résiduelle 44, 47 concernant les différentes corrections calculées par le module 40 de corrections, de positionnement et d’intégrité, le module de réception GNSS 30 estime un intervalle de confiance concernant l’erreur commise sur la position approximative 5 déterminée par le module de réception GNSS 30. Dans une étape 39, l’intervalle de confiance estimé à l’étape 38 est comparé aux tolérances définies par l’utilisateur ou aux procédures et standards qui s’appliquent audit utilisateur. La solution de position, de vitesse, et de temps P,V,T est déclarée intègre et est validée par le récepteur NARAIM 20 du véhicule utilisateur lorsque l’intervalle de confiance concernant l’erreur commise sur la position approximative 5 est conforme aux tolérances définies par l’utilisateur. Les différentes informations concernant la position du véhicule au cours du temps sont délivrées en sortie du récepteur NARAIM et transmise à l’utilisateur, par exemple sur un dispositif d’affichage relié en sortie du récepteur NARAIM 20. Notamment, le récepteur NARAIM délivre en sortie :In each user vehicle 10, the GNSS reception module 30, similar to the current avionics GNSS receivers, receives the GNSS signals transmitted by the GNSS satellites 13 from one or more constellations and makes on the one hand, from the received GNSS signals , the acquisition 32 of a set of carrier phase and code measurements, in one or two different frequencies, and the acquisition 33 of the navigation information, such as the ephemeris, transmitted in the GNSS signals and other on the other hand, acquisitions of the correction and integrity information of the measurements received from the correction, positioning and integrity module 40 located on board the user vehicle 10 considered. Then, the GNSS reception module 30 performs a preprocessing 34 of the carrier phase and code measurements acquired in order to eliminate the aberrant measurements and to detect any major malfunctions and to deduce pseudo-distance measurements. The various acquisitions 32, 33 of the measurements and of navigation information are carried out regularly, typically every second and are accompanied by one or more quality indicators such as for example the signal to noise ratio of the signals used. It should be noted that the measurements and the navigation information acquired over time, then preprocessed by the GNSS reception module 30 are completely independent of the reference measurements carried out in parallel by the RIMS stations 21a, 21b then transmitted to the module 40 corrections, positioning and integrity. After preprocessing, the pseudo-distance measurements acquired by the GNSS reception module 30 are then combined, in a combination device 60, with the corrections 44 of the errors due to the propagation delay in the ionosphere and the troposphere, estimated by the module 40 for corrections, positioning and integrity, to obtain more precise pseudo-distance measurements. Simultaneously, after preprocessing, the navigation information acquired by the GNSS reception module 30 is combined with the correction estimates 46 linked to the offsets of the different clocks and to the offsets of the orbits of the GNSS satellites, to construct 36 a reference of position and of time corresponding to an approximate position 5 of the user vehicle 10 considered at the time of acquisition of the corresponding measurements. The GNSS reception module 30 can then, in an optional additional step 37, detect possible inconsistencies in the measurements originating from different GNSS satellites in order to detect possible malfunctions originating from a GNSS satellite and to eliminate the corresponding erroneous measurements. Then, in a step 38, on the basis of the first and second residual error values 44, 47 relating to the various corrections calculated by the correction, positioning and integrity module 40, the GNSS reception module 30 estimates an interval of confidence regarding the error made at the approximate position 5 determined by the GNSS reception module 30. In a step 39, the confidence interval estimated in step 38 is compared with the tolerances defined by the user or with the procedures and standards that apply to that user. The position, speed, and time solution P, V, T is declared to be integral and is validated by the NARAIM 20 receiver of the user vehicle when the confidence interval concerning the error made in the approximate position 5 is within the tolerances. defined by the user. The various information relating to the position of the vehicle over time is delivered at the output of the NARAIM receiver and transmitted to the user, for example on a display device connected at the output of the NARAIM 20 receiver. In particular, the NARAIM receiver delivers at the output :

- une information qualitative sur la disponibilité des niveaux de service visés, qui résulte de la qualité du positionnement ;- qualitative information on the availability of the targeted service levels, which results from the quality of the positioning;

- la position et la vitesse du véhicule utilisateur avec une précision compatible avec les exigences de la navigation spatiale, aérienne ou navale ou terrestre et des autres systèmes du véhicule considéré ;- the position and speed of the user vehicle with an accuracy compatible with the requirements of space, air, naval or land navigation and other systems of the vehicle in question;

- la datation de la position avec une précision compatible avec les exigences de la navigation aérienne ou navale ou terrestre et des autres systèmes du véhicule considéré ;- the dating of the position with a precision compatible with the requirements of air, naval or land navigation and other systems of the vehicle considered;

- les rayons de protection horizontaux et verticaux et/ou la probabilité que l’erreur de positionnement excède les tolérances fixées par l’OACI ou tout autre organisme en charge de cet aspect pour le véhicule considéré.- the horizontal and vertical protection radii and / or the probability that the positioning error exceeds the tolerances fixed by the ICAO or any other body responsible for this aspect for the vehicle in question.

Optionnellement, comme représenté dans la variante de réalisation illustrée sur la figure 2c, le système d’augmentation d’un système de positionnement par satellites conforme à l’invention, peut être complété par un ou plusieurs récepteurs NARAIM additionnels 70 placés au sol et permettant d’élaborer des données d’initialisation des algorithmes des récepteurs NARAIM utilisateur, de façon à accélérer la convergence de leurs algorithmes et améliorer leur temps de démarrage. Typiquement les estimées d’orbite des satellites GNSS 13 et le modèle ionosphérique spatial du module 53 sont des données utiles à transmettre. Ceci est particulièrement utile pour les utilisateurs ayant un usage non permanent du récepteur NARAIM, comme par exemple les avions pour lesquels l’usage est seulement pendant le vol. Dans ce cas le récepteur NARAIM additionnel 70 localisé au sol agit comme un serveur de données d’assistance secondaire. Ces données peuvent être transmises de différentes façons, avant le vol pour un avion, aux récepteurs NARAIM utilisateurs 20 : en particulier, par le réseau de télécommunications 23 ou par d’autres moyens comme une initialisation au sol par un réseau sol ou un dispositif transportable.Optionally, as shown in the variant embodiment illustrated in FIG. 2c, the augmentation system of a satellite positioning system according to the invention can be supplemented by one or more additional NARAIM receivers 70 placed on the ground and allowing to develop initialization data for the algorithms of the NARAIM user receivers, so as to accelerate the convergence of their algorithms and improve their start-up time. Typically the orbit estimates of GNSS satellites 13 and the spatial ionospheric model of module 53 are useful data to transmit. This is particularly useful for users with non-permanent use of the NARAIM receiver, such as aircraft for which use is only during flight. In this case the additional NARAIM receiver 70 located on the ground acts as a secondary assistance data server. This data can be transmitted in various ways, before the flight for an aircraft, to the NARAIM user receivers 20: in particular, by the telecommunications network 23 or by other means such as initialization on the ground by a ground network or a transportable device. .

Les chaînes de traitement décrites ci-dessus, dans les exemples de réalisation de l’invention, peuvent optionnellement incorporer aussi un ensemble d’algorithmes de détection d’événements redoutés mais peu fréquents, notamment des anomalies pouvant affecter des mesures, telles que des défauts de propagation, un dysfonctionnement d’un équipement des stations RIMS 21a, 21b ou de la transmission, un dysfonctionnement des satellites GNSS 13. Ces algorithmes supplémentaires sont alors répartis dans les deux modules, respectivement de réception GNSS 30 et de corrections, de positionnement et d’intégrité 40, du récepteur NARAIM 20.The processing chains described above, in the exemplary embodiments of the invention, can optionally also incorporate a set of algorithms for detecting feared but infrequent events, in particular anomalies which can affect measurements, such as faults propagation, a malfunction of equipment in RIMS stations 21a, 21b or of transmission, a malfunction of GNSS satellites 13. These additional algorithms are then distributed in the two modules, respectively for GNSS reception 30 and for corrections, positioning and 40, of the NARAIM 20 receiver.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de 5 réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n’y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.Although the invention has been described in connection with particular embodiments, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these these are within the scope of the invention.

Claims

1. System for augmenting a satellite positioning system, comprising a network of several dual-frequency terrestrial reception stations, called RIMS stations (21a, 21b), the position of each RIMS station being known, at least one constellation of satellites GNSS (13) (in English: Global Navigation Satellite System) orbiting the Earth, each GNSS satellite (13) transmitting GNSS positioning signals and navigation messages at regular time intervals, a telecommunications network (23) , user vehicles (10), each user vehicle (10) comprising a dedicated GNSS reception module (30), capable of receiving GNSS signals and of extracting approximate position and speed measurements from the user vehicle, each RIMS station (21a, 21b) comprising antennas for receiving GNSS signals and an instrument for measuring carrier phase, code, and acquisition of digital data co corresponding to the navigation messages, the measurements being acquired at two different frequencies, from the GNSS signals received, the network of RIMS stations (21a, 21b) being interconnected with each user vehicle (10) via the telecommunications network ( 23), characterized in that each user vehicle (10) further comprises a dedicated correction, positioning and integrity module (40), connected directly to the dedicated GNSS reception module (30), the module (40) for corrections, positioning and integrity and the GNSS reception module (30) being integrated in an on-board reception device (20), called NARAIM receiver (in English Network Augmented Receiver Autonomous Integrity Monitoring), installed within the user vehicle ( 10) corresponding, the correction, positioning and integrity module (40) being furthermore connected to the RIMS stations (21a, 21b) via the telecommunications network (23) and being configured to independently determine, and only for the user vehicle (10) considered, positioning values, differential corrections and personalized integrity measurements from phase and code measurements and navigation information collected and transmitted by RIMS stations (21a, 21b).

2. System for augmenting a satellite positioning system, according to claim 1, characterized in that the RIMS stations (21a, 21b) are grouped by two on different sites (6) distributed over a regional or global territory , the two RIMS stations located on each site respectively delivering two sets (1, 2) of redundant and independent measurements between them, the two sets of measurements being transmitted to the user vehicles (10) via the telecommunications network (23) .

3. System for augmenting a satellite positioning system, according to claim 2, characterized in that the module (40) for corrections, positioning and integrity comprises two channels, respectively a first and a second channel, redundant, parallel and independent from each other, respectively dedicated to the reception and processing of the two sets (1, 2) of redundant measurements transmitted by the RIMS stations (21a, 21b), each channel comprising at least one respective estimator (42, 52 ) measurement errors linked to instrumental biases and a respective estimator (45, 55) of the clock offsets between the RIMS stations (21a, 21b) and the GNSS satellites (13), and in that it also includes a device for calculating corrections (46) of the corresponding clock offsets and for estimating (47) the residual errors, at least one first device for comparing (58) the clock offsets delivered by the estimators respective (45, 55) of the two channels intended to check whether, from the two sets (1, 2) of different measurements received on the two channels, the estimates delivered by the first channel are consistent with the estimates delivered by the second channel , and at least a first invalidation and alert device (59) connected to the first comparison device (58) and capable of invalidating detected inconsistent measurements and of alerting the user vehicle (10) of the presence of the inconsistency .

4. System for augmenting a satellite positioning system, according to claim 3, characterized in that, when the GNSS reception module (30) is single-frequency, the module (40) for corrections, positioning and of integrity furthermore comprises two estimators (43, 53) of the delays in propagation of the GNSS signals in the ionosphere and the troposphere arranged respectively on each of the two channels, a device (44) for calculating corrections of the corresponding propagation delays and estimation of residual errors, the estimation of the propagation delays being carried out from an approximate position (5) of the user vehicle (10) measured independently by the GNSS reception module (30), a second comparison device (56) propagation delays delivered by the respective estimators (43, 53) of the two channels intended to check whether, from the two sets (1, 2) of different measurements received on the two channels, the estimates delivered by the first channel are consistent with the estimates delivered by the second channel, and a second invalidation and alert device (57) connected to the second comparison device (56) and capable of invalidating inconsistent measures detected and alerting the user vehicle (10) of the presence of the inconsistency.

5. augmentation system according to claim 4, characterized in that the GNSS reception module (30) further comprises a device (38) for calculating position correction and estimating a residual position error, the correction being determined from corrections and residual errors, due to clock shifts and propagation delays, transmitted the module (40) of corrections, positioning and integrity.

6. augmentation system according to one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises an additional NARAIM navigation receiver (70), located on the ground, connected to the GNSS satellites (13), to the RIMS stations (21a, 21b) and to the NARAIM user receivers (20), the additional NARAIM navigation receiver (70), located on the ground, being capable of processing and transmitting initialization data to the NARAIM user receivers (20).