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Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20111
Modélisation du canal de propagation GNSS
GERI GNSSNantes – 17/11/2011Wilfried RénierDoctorant IFSSTAR – LEOSTVilleneuve d’Ascq
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20112
Sommaire
• Problématique• Définition du canal de propagation radio-
mobile• Modèles de canaux existants :
– A bande étroite
– A large bande
• Caractérisation des signaux satellites par l’utilisation d’un logiciel de tracé de rayon
• Conclusion
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20113
Problématique
Récepteur
CAN CorrélateurModule de calcul de
la position
Entrée signalradio
(analogue)
Affichage de la position
Canal de propagation
GPS, GALILEO, GLONASS, BEIDOU…
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20114
Problématique
Perturbé par :• La propagation dans l’atmosphère (ionosphère, troposphère)• Les obstacles autour de l’antenne de réception (multi trajets)
Ionosphère
Troposphère
bloqué
directréfléchi
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20115
Généralités
Le canal de propagation radio-mobile
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20116
Le canal de propagation radio-mobile
• Etalement des retards :
Emetteur
Récepteur
t
στ
t
Emetteur
Récepteur
t
στ
tστ
t
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20117
Le canal de propagation radio-mobile
• Variations lentes et rapides du signal :
50 100 150 200 250 300 350 400-50
-40
-30
-20
-10
0
10
u(x) (dB)
Distance (x/λ)
0 5 10 15 20-30
-20
-10
0
Distance (x/λ)
r(x): variations rapides (dB)
m(x): variations lentes
50 100 150 200 250 300 350 400-50
-40
-30
-20
-10
0
10
u(x) (dB)
Distance (x/λ)
0 5 10 15 20-30
-20
-10
0
Distance (x/λ)
r(x): variations rapides (dB)
m(x): variations lentes
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20118
Le canal de propagation radio-mobile
Bloqué
LOS
NLOS
Multi trajet
Évolution de la position du satellite
bloqué
LOS
NLOSÉvolution de la
position du récepteur
• L’évolution de l’état de réception :
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/20119
Le canal de propagation radio-mobile
• Le rapport signal sur bruit (SNR) :
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/201110
Les modèles de canaux existants
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/201111
Les modèles de canaux à bande étroite
[Smith et al., 1992]
[Li, 2010]
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/201112
Les modèles de canaux à bande large
[Jahn, 2001]
[Lehner, 2007]
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/201113
Les modèles de canaux existants
• De nombreux modèles LMS (Land Mobile Satellite) réalisés pour des communicationsl’émetteur est un satellite géostationnaire
• Les modèles GNSS– Un modèle empirique (A. Lehner, 2007)
– Un modèle hybride statistique/déterministe (X. Li, 2010) mais encore géostationnaire
Travail à mener : adapter aux satellites défilants
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/201114
Caractérisation des signaux satellites
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/201115
Caractérisation des signaux satellites
Logiciel SE-NAV
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Démo SE-NAV
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Caractérisation des signaux satellite
• Masque généré par l’environnement :
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/201118
Conclusion
• La thèse a débuté le 1er oct. Mes objectifs :• A partir des modèles existants, des outils disponibles,
établir le lien entre l’environnement, la constellation satellite, les interactions/retards des signaux et l’erreur de pseudo-distance en tenant compte de la mobilité des émetteurs :– Nombre de réflexions et de diffractions– Puissance reçue– Distributions des retards
• Le rôle du modèle de canal de propagation est, à terme, d’apporter des solutions pour un positionnement plus précis, principalement en milieux contraints
Wilfried Rénier – Séminaire GERI GNSS – 17/11/201119
Merci de votre attention
IfsttarLEOST
wilfried.ré[email protected]
