Si vous recherchez un système mondial de navigation par satellite (GNSS) maritime, il peut être difficile de déterminer la solution qui vous convient. Le but de cet article est de faciliter au maximum le choix du service de correction de bande L approprié pour votre opération maritime.

Solutions de positionnement

Quatre solutions principales sont disponibles: cinématique en temps réel privé (RTK), cinématique en temps réel souscrit, GNSS différentiel (DGNSS) et positionnement précis de point (PPP).

Généralement, le mode cinématique en temps réel (RTK), qu'il utilise une station de référence privée ou celle(s) obtenue par abonnement au service d'un fournisseur externe, offre la meilleure précision, parce qu'elle permet de solutionner la géométrie complexe du vecteur tridimentionnel entre la position connue et précise d'une station de référence et celle de la position désirée d'une station distante mobile ou fixe et ce, à des niveaux de précision de niveau centimétrique.

Le mode cinématique depuis une station de référence privée requiert de l'utilisateur qu'il utilise deux récepteurs GNSS, le premier sur un repère dont la position est connue et précise et le second qui mesure et détermine de nouvelles positions. Le secret réside dans une communication permanente entre ces deux appareils, soit par une transmission radionumérique, soit par l'entremise d'Internet et de communications cellulaires. Les informations transmises par la station de référence permettent à la station mobile de connaître avec précision l'orientation et la distance séparant ces deux appareils, donc de déterminer sa nouvelle position précisémemt par rapport à celle, connue, de la station de référence.

Le mode cinématique en temps réel par abonnement au service d'un fournisseur externe utilise la même géométrie et les même algorithmes pour déterminer la position précise d'un appareil mobile mais au lieu d'utiliser un récepteur appartenant à l'utilisateur comme station de référence, ce mode utilise Internet et un réseau de stations de références opérées par un fournisseur externe. Plusieurs de ces fournisseurs proposent des améliorations en interpolant les corrections des stations de référence les plus près de manière à réduire les incertitudes associées à la distance entre celles-ci et l'appareil du client. Des services récemment implantés permettent même de recevoir des corrections depuis des satellites de communication géostationnaires sur une bande spéciale de fréquence appelée la bande "L". Ce type de service fait en sorte que l'utilisateur n'a plus besoin d'utiliseer deux récepteurs, un seul étant requis, généralement équipé d'un modem cellulaire pour accéder au service de corrections du fournisseur. Les précisions varient mais elles sont en général à des niveaux centimétriques, à condition d'avoir un ciel dégagé et un nombre suffisant de satellites en réception.

Le DGNSS (GNSS différentiel) peut provenir de différentes sources. Au début, c'étaient les Gardes Côtières des pays qui fournissaient des corrections aux récepteurs utilisés pour la navigation marine, par l'entremise de récepteurs radios séparés. Ultérieurement, des corrections ont pu être remplacées par d'autres transmises par des satellites de communication géosationnaires qui servaient aussi de satellites GPS, dans un système appelé SBAS (Satellite Based Augmentation System). Dans tous les cas, DGNSS ne fournit que des corrections sur les pseudo-diatances de chacun des satellites, de sorte que la précision maximale ne peut qu'atteindre XNUMX mètre dans les meilleurs conditions.

PPP (Precise Point Positioning) est la dernière et plus complète méthode de corrections. Elle fait intervenir une meilleure connaissance des éphémérides (orbites des satellites), des délais ionosphériques et troposphériques rencontrés dans la région de l'utilisateur et finalement, lorsque possible, la résolution des ambiguités de phase de l'onde porteuse en comparaison avec des stations fixes au sol. En mode RTK, les services PPP sont fournis par transmission satellite sur la bande "L", avec des temps de convergence nécessaires à l'obtention de précision accrues qui varient en fonction de plusieurs facteurs comme par exemple l'éloignement de l'utilisateur par rapport à des stations de poursuite permanentes. L'avantage du mode PPP est la possibilité d'obtenir des précisions de niveau centimétrique en territoires éloignés où des références aux réseaux géodésiques sont impossibles.

Offshore ou Near Shore

Si votre projet s'exécute dans une petite zone et à proximité de la côte, comme pour des levés côtiers, de l'hydrographie côtière, du dragage, des études environnementales, de la cartographie ou de la construction, y compris la mise en place de matériaux, de brise-lames et de pylônes, une solution DGNSS ou RTK près du rivage est probablement votre meilleur choix.

Si votre situation ne permet pas ou ne préfère pas l'utilisation d'une base GNSS ou d'une liaison de communication avec une station de base privée, vous aurez probablement besoin d'un service de correction PPP.

La précision et le temps de convergence dont vous aurez besoin dépendront d'un grand nombre de facteurs, par exemple si vous avez besoin d'une navigation précise dans un trafic maritime encombré, si vous empruntez des passages étroits ou en fonction de la précision requise pour votre projet de construction maritime ou de forage. PPP est idéal pour les navires d'études hydrographiques, les navires de pêche, l'exploration sismique, le positionnement dynamique des navires du DP1 au DP3, le positionnement dynamique pour le forage et la construction, y compris les installations et les déplacements des plates-formes, les levés d'itinéraire et la réparation des structures sous-marines.

Selon le fournisseur de services, le DGNSS et le PPP peuvent être proposés sous forme d'options near-shore et offshore. Le littoral est nettement plus abordable mais est généralement limité à 10 à 20 km de la côte selon le fournisseur. Si vous recherchez des services correctifs en bande L, vous avez trois choix principaux: Atlas, NovAtel et Fugro.

Services de corrections

Fugro

Fugro est spécialisé dans les trois et divise ses services en trois catégories :

• Starfix est (principalement) un système basé sur PPP destiné aux navires de construction offshore, à la pose de canalisations et de câbles, au support de plongée et autres. Starfix propose une variété de niveaux de service différents, avec une précision allant jusqu'à 3 cm (en utilisant une combinaison de PPP et d'autres systèmes), avec certaines restrictions géographiques pour les précisions les plus élevées.
• Seastar est un service DGNSS de positionnement dynamique destiné aux navires de ravitaillement de plates-formes, aux navires de support de plongée, aux plates-formes de forage et plus encore. Les services Seastar sont disponibles par précisions (allant du sous-mètre à 10 cm) et par système satellite.
• Marinestar^® propose des services de phase, DGPS et DGLONASS conçus pour les navires empruntant des voies navigables très fréquentées, tels que les navires hydrographiques et les navires de dragage, ainsi que les navires exploités par MMS pour économiser du carburant et améliorer l'efficacité. Marinestar est précis à 10 cm horizontalement (95 %) et 15 cm verticalement (95 %).
• Oceanstar^TM est un système d'aide à la décision embarqué pour les grands navires (ex: navires de croisière, traversiers, vraquiers, etc.) qui améliore les opérations d'accostage et la navigation en eaux confinées. Cela vous permettra d'atteindre une précision de 5 à 10 cm.

NovAtel

NovAtel s'est également spécialisé dans les trois services, mais son service DGNSS est limité aux zones côtières.

• La solution RTK de NovAtel offre une précision de 1 cm + 1 ppm horizontalement et 1 cm verticale (jusqu'à 40 km de portée de base) mais requiert une station de base privée et des équipements de communication entre celle-ci et le récepteur mobile.
• Le service DGNSS de Novatel offre une précision de 40 cm jusqu'à 100 km de portée.
• Deux solutions PPP de NovAtel :
  • NovAtel TerraStar-C est précis à 5 cm RMS horizontal et 6.5 cm RMS vertical avec un temps de convergence de 20 à 40 minutes.
  • NovAtel TerraStar-L est précis à 40 cm RMS horizontal et 50 cm RMS vertical avec un temps de convergence inférieur à 5 minutes.

Atlas

Atlas s'est spécialisée dans trois solutions de type PPP:

• H10: avec une précision horizontale de 4 cm RMS et des temps de convergence de 12 à 20 minutes
• H30: avec une précision horizontale de 15 cm RMS et des temps de convergence de 4 à 5 minutes
• H100: avec une précision horizontale de 50 cm RMS et des temps de convergence quasi instantanés

En conclusion, si le projet sur lequel vous travaillez est limité à une courte zone géographique proche de la côte, où vous pouvez installer une station RTK ou utiliser des stations de base GNSS, RTK ou DGNSS est probablement la meilleure solution. Il vous fournira des temps de convergence instantanés et la plus haute précision (RTK). Si vous opérez près des côtes, mais que vous ne pouvez pas ou préférez ne pas utiliser de station de base GNSS, un service correctif PPP en bande L près des côtes est probablement la meilleure solution. Votre service correctif PPP spécifique dépendra du temps de convergence et de la précision dont vous avez besoin. Si vous n'êtes pas près des côtes, les services correctifs offshore PPP ou DGNSS sont souvent le meilleur choix, l'option spécifique dépendant du temps de convergence et de la précision dont vous avez besoin.