GPS, GPS différentiel et RTK pour drones

Les drones dépendent d’un positionnement précis dans l’espace.

Comment le GPS, le GPS différentiel ou le RTK fonctionnent-ils avec les drones?

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GPS

Il existe plusieurs systèmes de navigation par satellite actifs appelés GNSS (Global Navigation Satellite System) qui peuvent être utilisés à des fins civiles. Le plus connu est le GPS (USA), il y a aussi GLONASS (Russie), Baidou (Chine) et Gallileo (Europe, pas encore actif). Nous nous limitons au GPS: actuellement, 24 satellites GPS en orbite autour de la Terre sur une orbite d’environ 20 000 km et émettent un signal cadencé par une horloge atomique. Le récepteur GPS du drone reçoit ce signal et calcule la distance au satellite sur son temps de parcours. Si le récepteur GPS peut calculer la distance d’au moins quatre satellites, il utilise la triangulation pour déterminer sa propre position. Cependant, l’ionosphère ralentit le signal du satellite de manière imprévisible, de sorte que la distance réelle au satellite ne peut pas toujours être correctement déterminée et que la position calculée est de 5 à 10 m. Ce signal GPS non corrigé n’est pas adapté au contrôle des drones car les écarts sont trop importants.

GPS différentiel

Les récepteurs GPS actuels prennent également en compte les signaux des satellites géostationnaires, dits services SBAS, qui fournissent des valeurs de référence et de correction des écarts dans l’inonosphère. Avec ces valeurs de correction, le récepteur GPS peut déterminer sa position avec une précision d’environ +/- 1 m. Pour de nombreuses applications de drones, +/- 1 m est suffisant.

GPS RTK

Le GPS cinématique en temps réel fournit les informations de position les plus précises. Une ou plusieurs stations de base dans un rayon allant jusqu’à 10 km du récepteur GPS connaissent leur propre position au centimètre près et fournissent la valeur de correction actuelle au récepteur GPS par radio ou GSM. Celui-ci détermine sa propre position à l’aide d’au moins quatre satellites et corrige cette position en temps réel avec la valeur de correction reçue de la station de base. Des précisions de position de 1 à 2 cm sont obtenues de cette manière. RTK Navigation fournit également l’alignement exact et l’altitude du drone, rendant la boussole et l’altimètre obsolètes.

Utilisation

Le GPS différentiel est standard pour les drones. Le GPS RTK de haute précision est principalement utilisé pour les tâches de topographie. Le RTK est également avantageux dans le cas d’interférences électromagnétiques prévisibles qui perturbent la boussole, par exemple lors de l’examen des lignes électriques.