Soutenance mémoire
Les systèmes de localisation GNSS (Global Navigation Satellite Systems) tels que GPS (Global Positioning System), Glonass , Beidou et Galileo ont beaucoup évolué au cours de ces dernières années. Cependant, de nombreuses problématiques relevées au sujet de ce type de techniques restent non résolues. Parmi celles-ci, la localisation en « indoor » qui constitue une limitation frappante des systèmes actuels. En effet les signaux émis par les satellites des différentes constellations sont captés à très faible puissance à l’intérieur des bâtiments ou dans les sous-sols. Ceci rend l’acquisition des signaux et le calcul de la position en question difficiles, imprécis et quelques fois erronés. D’autre part, le besoin de définir sa position en temps réel et dans tous les types d’environnements se renforce avec l’expansion de l’utilisation des systèmes de positionnement dans les téléphones mobiles (smartphone), l’automobile, les transports en commun. Il est donc nécessaire de trouver une solution pour la localisation en intérieur dans le but de garantir la continuité de la fonction de localisation de l’extérieur vers l’intérieur.
Depuis quelques années, les systèmes de localisation en « indoor » se sont multipliés et les travaux de recherche concernant cette thématique attirent de plus en plus la communauté scientifique de plusieurs domaines. Ainsi une multitude de solutions se basant sur différentes techniques ont été proposées. Il y a parmi celles ci celles qui utilisent les signaux GNSS et d’autres qui ont mis en œuvre des approches se basant sur :
• Les réseaux de capteurs (infrarouge, ultrason, capteur de son, capteur de champs magnétique) (Samama 2008; Haverinen & Kemppainen 2009; Bird & Arden 2011).
• Les réseaux locaux sans fil (WLAN, RFID et Radar) (Hui Liu et al. 2007; Bouet & dos Santos 2008).
• Les réseaux mobiles de télécommunications (GSM, UMTS) (Samama 2008).
• Les systèmes additionnels, de type capteurs inertiels (accéléromètres, odomètres, magnétomètres) (Hui Liu et al. 2007; Mautz 2009) et systèmes hybrides (capteurs inertiels intégrés aux systèmes GNSS).
• Les systèmes UWB (Ultra Wide Band) (Gigl et al. 2007; Cemin Zhang et al. 2006; Fujii et al. 2007).
• Les systèmes optiques (basés sur les traitements d’image) (Mautz & Tilch 2011).
• Les approches de type SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) (Mourikis and Roumeliotis 2004).
Ces diverses approches proposent un très large éventail de solutions techniques et de performances, parfois de très bon niveau. Cependant, cette diversité cache un manque de clarté dans les spécifications du besoin de départ, laissant ainsi l’imagination des « techniciens » en première ligne. Pour notre part, nous allons nous fonder sur un point de départ que nous pensons solide : la disponibilité, déjà très importante et en constante progression, d’un récepteur GσSS dans les divers terminaux communicants (actuels et à venir). Ainsi, le type de solutions sur lesquelles nous allons travailler repose sur l’utilisation de signaux de type GσSS, c’est-à-dire qu’un récepteur GσSS actuel est en mesure de traiter sans changement de hardware.
Dans les solutions basées sur les signaux GNSS, il y a deux catégories : celles dites sans infrastructure comme par exemple l’Assisted-GNSS (A-GPS) (Dedes & Dempster 2005) ou encore les HSGNSS (pour « High Sensitivity GNSS ») (Samama 2008) et celles qui nécessitent le déploiement d’une infrastructure locale. Pour la première catégorie, les améliorations en termes de capacité à fournir une position dans des environnements auparavant non couverts par les satellites sont réelles. Cependant, la précision obtenue est dégradée par rapport à l’extérieur, alors qu’il faudrait l’améliorer légèrement et le temps nécessaire à l’obtention d’une position est parfois de plusieurs secondes. Dans le but de développer les performances de ces systèmes, plusieurs études ont été menées (Schon & Bielenberg 2008).Reste maintenant à citer l’ensemble des techniques où se situe le contexte de ce travail, à savoir les approches de localisation GNSS en indoor utilisant une infrastructure locale.
Les deux principales techniques en question sont les pseudolites (pseudo-satellites) et les répéteurs. Une nouvelle idée de système consiste à combiner ces deux techniques pour en faire une autre appelée répélites. Dans cette technique, un seul signal GNSS est émis par tous les transmetteurs. Pour permettre au récepteur de distinguer les signaux, on décale chacun par un délai spécifique.
Le principe commun à toutes ces techniques est de déployer une constellation locale qui permet de rendre accessible le signal GNSS en intérieur. Ce principe répond à la nécessité d’augmenter le niveau des signaux GσSS pour pouvoir l’acquérir en intérieur et promet une amélioration de la précision de localisation.
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Table des matières
INTRODUCTION
I. CONTEXTE SCIENTIFIQUE
1. Les pseudolites
2. Les répéteurs
3. Les répélites
4. Les Inconvénients des systèmes à Transmetteurs GNSS
II. OBJECTIF DE LA THÈSE
III. CONTRIBUTION SCIENTIFIQUE
IV. ORGANISATION DU MANUSCRIT
CHAPITRE I : ETAT DE L’ART DES CODES UTILISÉS DANS LES SYSTÈMES GNSS ACTUELS
I. CODES GNSS DE PREMIÈRE GÉNÉRATION : GPS ET GLONASS
1. Notion de relation de récurrence
2. Génération des séquences maximales (m-sequences) dans GF(2)
3. Les codes de Gold
II. CODES GNSS DEUXIÈME GÉNÉRATION : GALILEO ET BEIDOU
1. Codes de Weil
2. Codes aléatoires – « Random Memory » codes
3. Les techniques de modulation : BPSK et BOC
4. Les Modulations “Binary Coded Spreading Symbol” (BCS) et “Composite BCS” (CBCS)
CHAPITRE II : EXEMPLES DE NOUVEAUX CODES AVEC NIVEAU D’INTERFÉRENCE STANDARD (ÉGAL À LA RÉFÉRENCE GPS)
Telecom SudParis-EDITE de Paris
I. EXEMPLES DE CODES AVEC FAIBLES VALEURS D’INTERFÉRENCES
II. EXEMPLE DE CODE À FAIBLE DÉBIT POUR LA SMICL
III. NOUVEAU CODE POUR LA DTT
IV. CONCLUSION
CONCLUSION
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