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FLAMINGO augmente la précision de la géolocalisation et tient au creux de la main

Des chercheurs financés par l’UE ont mis au point des systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) offrant une résolution centimétrique pour les smartphones. Il est désormais possible d’obtenir une localisation avec une précision de l’ordre du centimètre.

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Presque tous les nouveaux smartphones sont équipés d’une puce compatible avec le système Galileo. Néanmoins, la précision de base de ces récepteurs GNSS grand public a à peine augmenté au cours des dernières années. Les dernières horloges et orbites satellitaires ainsi que les derniers modèles troposphériques et ionosphériques ont porté la précision télémétrique à quelques mètres. La principale source d’erreur des dispositifs grand public actuels est liée à la propagation par trajets multiples. Dans de bonnes conditions limitant cette propagation par trajets multiples, la précision du positionnement est généralement comprise entre 5 et 10 mètres. On parle de propagation par trajets multiples quand les signaux GNSS sont réfléchis par des bâtiments ou des murs: les signaux réfléchis peuvent interférer avec les signaux reçus directement à partir des satellites. Ce phénomène fréquent bloque la propagation en visibilité directe, atténuant ou masquant complètement les signaux des satellites, ce qui dégrade encore davantage la précision. «Bien que les récepteurs grand public n’aient pas encore atteint une précision de positionnement inférieure à quelques mètres, un certain nombre de développements technologiques récents ont préparé le terrain pour que cela se produise. Il s’agit essentiellement d’une capacité améliorée en termes d’accès aux données des chipsets par le biais des interfaces de programmation d’applications du système d’exploitation du smartphone, et des smartphones GNSS à double fréquence qui ont récemment fait leur apparition sur le marché», explique William Roberts, coordinateur du projet FLAMINGO, financé par l’UE.

Utiliser les mesures GNSS brutes

En août 2016, Google a lancé un système d’exploitation Android qui a mis pour la première fois les mesures brutes du GNSS à la disposition des utilisateurs de smartphones. Ces derniers ont eu accès à une série de techniques de traitement GNSS avancées qui étaient auparavant réservées à des récepteurs GNSS plus professionnels. Au cours de l’année suivante, l’Agence européenne GNSS a mis en place un groupe de travail pour partager les connaissances et l’expertise concernant les mesures brutes Android et leur utilisation. Le principal résultat de cette initiative a pris la forme d’un livre blanc dans lequel ce groupe encourage l’utilisation des mesures brutes GNSS sur le marché destiné au grand public.

Des services de positionnement et de navigation de haute précision pour le grand public

FLAMINGO a démontré la puissance des mesures brutes GNSS et du signal bifréquence de Galileo en développant et en présentant des applications prêtes à être commercialisées sur des smartphones et des dispositifs de l’Internet des objets. «Nous utilisons les mesures brutes GNSS fournies par Google à partir du niveau 24 de son API pour proposer des services de haute précision directement sur un smartphone standard. Il y a des services de données derrière cela, mais concrètement, un utilisateur de smartphone peut descendre jusqu’à une précision d’environ 50 cm», souligne William Roberts. Les chercheurs ont utilisé de nombreux atouts du GNSS pour améliorer les services de positionnement: la capacité de traiter plusieurs fréquences provenant de différentes constellations GNSS, l’utilisation du positionnement précis de points et la cinématique en temps réel. Les fournisseurs de chipsets tels que Broadcom, Qualcomm, Intel ou Sony ont accompli des progrès remarquables en augmentant la capacité des puces GNSS à prendre en compte plusieurs constellations de satellites GNSS et plusieurs fréquences de signaux. Ces chipsets sont présents dans les derniers smartphones. «Pour pénétrer massivement le marché et être intégré dans les futurs appareils de téléphonie intelligente bas de gamme, il faut qu’il y ait un renouvellement des dispositifs», ajoute William Roberts. «Le facteur limitant est le smartphone lui-même. Il s’agit d’un environnement “désagréable” pour l’intégration d’un récepteur GNSS en raison des interférences électriques internes causées par les composants situés à proximité.» Le positionnement haute précision n’en est qu’à ses débuts pour les dispositifs grand public. Un smartphone n’est pas un appareil dédié à la navigation satellitaire GNSS, mais comme il peut fournir une précision de positionnement de l’ordre du centimètre, c’est un outil utile qui ouvre toute une foule de marchés assez intéressants, de la mHealth (santé mobile) aux véhicules connectés et autonomes, en passant par le stationnement intelligent, la surveillance des infrastructures, les drones et les applications de type réalité augmentée.

Mots‑clés

FLAMINGO, GNSS, smartphone, précision, trajets multiples, Galileo, centimètre, constellations GNSS

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