Techniques de positionnement par satellites

Techniques de positionnement par satellites

GSM/GPRS

Le GPRS (General Packet Radio Service) est une norme pour la téléphonie mobil basée sur le GSM (Global System for Mobile communication) qui permet d’utiliser ce réseau sans fil pour transmettre des données en mode paquet. Le débit de transmission de données se situe dans la plage de 20-50Kb/s [GPRS, 2004], selon la disponibilité des ressources. Cette technologie bénéficie de la grande disponibilité planétaire du réseau GSM et de sa grande couverture de larges zones urbaines et leurs périphéries aussi bien que dans le milieu rural. Cependant, le réseau GSM reste privé et appartient aux compagnies de télécommunication et donc l’usage est facturable à la quantité des données envoyées et reçues.

Radio sans fil

La transmission radio fut mise en oeuvre au départ pour assurer une communication point à point sur de longues distances (faisceaux hertziens, liaisons satellites géostationnaires) entre éléments fixes du réseau.
Comme les appareils mobiles se trouvent souvent dans un environnement urbain, les bâtiments obstruent la vue des antennes des équipements radio qui se situent au niveau du sol. Le principe de mobilité introduit des techniques pour palier le problème de la non visibilité de l’équipement radio-mobile par la station de base terrestre [X.Lagrange, 2000].
Les ondes ne vont plus se propager en visibilité seulement mais l’on prendra en considération les ondes se réfléchissant sur tous types d’obstacles (immeubles, toits des maisons, arbres .. .)•
La communication dans un milieu urbain via des ondes radio est véhiculée par des signaux radio multi-trajets. Les ondes les plus utilisées appartiennent à la bande de fréquence UHF (300 MHz-3GHz) pour assurer une communication mobile en milieu urbain puisque ce type d’ondes permet de traverser des obstacles avec une perte de puissance du signal tolerable, dépendamment du matériau traversé (pertes selon le matériau utilisé : Bois 4dB, Béton 10dB)[COS, 99].
Pour réaliser une communication radio, nous avons besoin de modems radio et d’antennes radio pour augmenter le gain du signal affaibli par le trajet. Il existe plusieurs types d’antennes, mais celles qui nous intéressent dans cette recherche, sont les antennes omnidirectionnelles de type Whip (antennes qui émettent dans toutes les directions et qu’on n’a pas besoin d’orienter). Nous retrouvons ces antennes dans les téléphones cellulaires. Ces antennes permettent un gain de 2dBi et la longueur d’antenne est de 6.35 à 12.7 cm [mes799, 2007]. La taille de l’antenne lui permet d’être intégrée dans des appareils mobiles de petites tailles faciles à porter par des personnes (PDA, téléphones cellulaires, GPS personnels, etc.).
Les antennes colinéaires [mes799, 2007], à l’instar des Whip, sont aussi omnidirectionnelles mais permettent un plus haut gain (4-10dBi). Ce type d’antennes est constitué d’un empilement de plusieurs antennes, plus le nombre d’antennes est grand plus le gain est élevé. À cause du principe d’empilement, ces antennes sont de plus grandes tailles que les Whip et sont plus adaptées pour les véhicules (Voitures de police, ambulances, etc.).

Technologie RFID

Le RFID (Radio Frequency IDentification) est une technologie permettant l’échange de données à distance via des ondes radio. Les deux composantes du système sont :
a) RFID tag (étiquette) : c’est un transpondeur de très petite taille contenant une antenne pour recevoir et émettre des radio fréquences du lecteur RFID. Ces étiquettes se dérivent en deux types : i) Les RFID passifs, n’ont pas besoin de source d’alimentation pour fonctionner et utilisent l’énergie de l’onde émise du lecteur RFID à proximité pour s’alimenter et communiquer avec ce dernier.
L’avantage est qu’ils n’utilisent pas de sources d’alimentation telles que des piles ou des batteries. Grâce à cet avantage nous pouvons atteindre des degrés de miniaturisation et d’intégration très importants. Le désavantage de ce type d’étiquettes est que la puissance d’émission est très réduite et donc ces lecteurs ne peuvent bénéficier d’une grande portée pour la transmission des données, ii) Le second type est dit actif, ce sont des étiquettes qui utilisent une source d’alimentation telles que des batteries pour s’alimenter. À la différence des étiquettes passives, ils ont assez de puissance pour émettre sur un plus grand rayon.
b) Lecteur RFID : le lecteur RFID est un dispositif qui permet d’interroger à distance les étiquettes RFID. Il émet des ondes radio à une fréquence déterminée et les étiquettes, répondant à la même fréquence, s’activent pour renvoyer le signal vers le lecteur avec les données qu’elles ont en mémoire.

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Table des matières

INTRODUCTION 
1.1 Énoncé de la problématique 
1.2 Principe de solution 
1.3 Contribution 
REVUE DE LITTÉRATURE 
2.1 Les techniques de positionnement 
2.1.1 Techniques de positionnement par satellites
2.1.1.1 Système GPS
2.1.1.1.1 GPS différentiel (DGPS)
2.1.1.1.2 WAAS (wide Area Augmentation System)
2.1.1.1.3 AGPS (Assisted GPS)
2.1.1.1.4 eGPS (enhanced GPS)
2.1.1.2 Système GALILEO
2.1.1.3 Système EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service)
2.1.1.4 Système MEOSAR (Medium Earth Orbit Search And Rescue)
2.1.1.5 Système GLONASS (GLObal’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema)
2.1.2 Techniques de positionnement par réseaux de détecteurs WSN
2.2 Les moyens de communication 
2.2.1 GSM/GPRS
2.2.2 Radio sans fil
2.2.3 Technologie RFID
2.2.4 Wifi et WiMAX
OUTIL DE DEVELOPPEMENT OSGI 
3.1 Introduction 
3.2 L’approche OSGI 
3.2.1 Présentation du Framework OSGI
3.2.2 Bundles et services
MODÈLE DE GESTION D’OBJETS GÉO-LOCALISABLES 
4.1 Introduction 
4.2 Modèle de gestion d’objets géo-localisables 
4.2.1 Architecture matérielle du système de localisation
4.2.1.1 Les types d’objets géo-localisables
4.2.1.2 Téléchargement des données de correction A-GPS
4.2.1.3 Modèle coopératif pour transmettre les données vers le serveur central
4.2.1.4 Modèle global de l’infrastructure matérielle du système de positionnement
4.2.2 Architecture logicielle du système de positionnement
4.2.2.1 Architecture logicielle de gestion des objets mobiles géo-localisables
4.2.2.2 Architecture logicielle de gestion au niveau du serveur
4.3 Étude du coût 
4.4 Récapitulatif. 
RÉALISATION DU MODELE DE GESTION D’OBJETS GÉO-LOCALISABLES
5.1 Introduction 
5.2 Bundles de gestion d’objets mobiles
5.2.1 Bundle de service de communication GPS
5.2.2 Bundle de communication radio distante
5.2.3 Bundle GUI locale
5.3 Bundles du côté serveur 
5.3.1 Bundle de communication radio distante
5.3.2 Interface utilisateur
5.4 Scenarios d’exécution des bundles et interfaces web
5.4.1 Bundles côté dispositifs géo-localisables
5.4.2 Bundle côté serveur
5.4.3 Application Web côté serveur
5.4.4 Outil de simulation des ports radio
5.4.4.1 Création d’un port série
5.4.4.2 Création d’un « splitter »
5.4.4.3 Port « TcpClient »
5.4.4.4 Port « TcpServer »
5.4.4.5 Configurations des ports pour l’application GPS centralisée
CONCLUSION 
BIBLIOGRAPHIE 
ANNEXES 
A. Le code du bundle « gpsservice » 
B. Le code du bundle « gpsserviceuser » 
C. Le code du bundle « guipda » 
D. Le code du bundle « serveurbundlelecture » 
E. Les pages web de l’application GoogleMap du côté serveur 

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