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Par Walter DJ9VF
(Traduction et adaptation
par François du 33)
Voir aussi : décodage
de la position GPS d'une RS92SGP -
Note du traducteur
Depuis quelques années, le coût réduit et
la facilité d'emploi des équipements GPS nous font
oublier les prodiges des différentes technologies mises
en œuvre. Le calcul si précis des coordonnées
d'un promeneur, d'un mobile, ou d'une sonde, ceci dans les trois
dimensions, n'est entre autres possible qu'en ayant de bonnes
prévisions des trajectoires orbitales de chacun des satellites
de la constellation GPS.
Ces positions orbitales peuvent être établies à
l'avance grâce à des Almanachs de la veille mais
une précision décamétrique ou même
métrique ne peut être obtenue que en utilisant les
Ephémerides transmises en temps réel par les satellites
eux-mêmes, Ephémerides qui tiennent compte pratiquement
en continu des écarts de trajectoires, écarts mesurés
par les radars de poursuites étatsuniens.
Buts de cette page
- Les types de données permettant de prévoir les
trajectoires orbitales des satellites GPS
- Comparaisons sur la précision obtenue pour le décodage
des coordonnées des RS92 suivant l'utilisation des données
de chacun des 3 types suivants : Almanach, RINEX ou bien Ephémérides
- Comment et où récupérer ces trois différents
types de données prédictives
- Intérêt d'utiliser "une souris GPS" sur
port USB
Eléments orbitaux des satellites GPS
La Radiosonde de type Vaisala RS92
n'envoie pas directement ses propres coordonnées GPS, celles-ci
doivent donc être calculées à la réception.
La raison remonte à la conception même de son récepteur
GPS simplifié et sûrement aussi moins coûteux,
le choix du traitement des signaux " bruts " des satellites
par les stations au sol, traitement qui demande des calculs importants,
a offert ainsi dès le départ des possibilités
constamment améliorables.
En contre-partie, le programme de décodage tel que Sonde
Monitor nécessite lui aussi en plus de la réception
des signaux GPS " bruts " retransmis par la sonde, d'avoir
également les paramètres définissant les
trajectoires des satellites à partir d'une des trois possibilités
suivantes :
- Almanach (données quotidiennes de trajectoires établies
la veille)
- RINEX (données quotidiennes plus détaillées
établies la veille)
- Ephémérides (prévisions pratiquement en
temps réel, retransmises par chaque satellite et pouvant
être reçues par un GPS à la station, par exemple
une simple " Souris GPS ")
Avant de décoder les coordonnées d'une RS comme
dans l'étape 5 on doit tout d'abord
choisir quelles variantes de paramètres de données
orbitales sont disponibles et seront alors utilisées.
Choix : A pour l'Almanach, R
pour RINEX et enfin E pour les
Ephémérides.
Pour notre chasse il est bon d'avoir le plus de variantes possibles
car l'impossibilité de récupérer un type
de paramètres ou même leur altération seront
comblées par l'utilisation d'un autre type et ainsi cela
nous mènera au succès !
Comparaison sur l'écart
de position obtenu pour les coordonnées de la sonde
Ces trois variantes permettent
d'obtenir plus ou moins de précision, l'écart de
position sera ainsi plus ou moins important. Des valeurs empiriques
de ces écarts en fonction du temps sont données
sur le diagramme ci-contre.
Les coordonnées obtenues à partir d'un fichier Almanach
(fichier de 7 k octets seulement) ne peuvent présenter
une précision meilleure que +/- 50 mètres et cette
précision va se dégrader au fil des jours. Cette
variante ne doit toutefois pas être dédaignée
car si on n'a pas accès à une base de données
Internet durant 3 jours, elle permettra encore d'obtenir une bonne
précision (voir courbe A).
Bien meilleur est le résultat obtenu à partir des
données RINEX, les trajectoires orbitales sont bien mieux
définies avec de nombreuses variables correctives, ce type
de fichier plus important présente une taille d'environ
260 k octets. Malheureusement, sa validité ne dépasse
pas une journée, ensuite, cette précision se dégrade
et après deux jours l'écart obtenu sera plus réduit
par l'utilisation d'un Almanach (voir courbe R).
Enfin, la meilleure précision possible est obtenue à
partir de données Ephémérides. On peut recevoir
ces fichiers " E " directement par chacun des satellites
GPS et par exemple en connectant au PC une " souris GPS "
en dialogue avec le programme Sonde Monitor. Ces données,
toutefois, ont une validité très courte; après
une heure seulement cette grande précision obtenue va se
dégrader (voir courbe E).
Où récupérer
les données définissant les trajectoires des satellites
GPS
Almanach :
Ces données sont mises à disposition sur Internet
par le U.S. Department of Homeland Security. Il s'agit
toujours du fichier de la veille. On peut soit le récupérer
à partir d'un raccourci sous Sonde Monitor soit à
l'adresse suivante :
- www.navcen.uscg.gov/gps/almanacs.htm
ou encore sur les sites CELESTRAK et ARINC (voir page liens)
Ce fichier nommé " current.AL3 " (numéro
du jour de l'année) ou bien " xyz " pour CELESTRAK
doit être enregistré dans le répertoire
"\log files" de Sonde Monitor.
RINEX :
Ces données pour 2010 peuvent être récupérées
à l'adresse :
ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data/daily/2010/brdc/
ou encore sur les site CORS (voir page liens)
Prendre les dernières données disponibles (numéro
du jour) et les dézipper avant de les enregistrer dans
le répertoire "\log files" de Sonde Monitor.
On peut également se servir de ces données en "postprocess",
par exemple le lendemain d'une récupération pour
comparer les dernières coordonnées reçues
avec les coordonnées du lieu de chute réel (voir
étape 7)
EPHEMERIDES à partir d'une " souris GPS
" ou autre GPS :
Il est nécessaire d'utiliser un GPS pouvant dialoguer en
protocole SIRF (et non pas forcément une tête de
réception SIRF), une " souris GPS " peu coûteuse
(40 Euros) est par exemple le : NL-302U de Navilock.
