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Navigation Group Groupe Navigation Telecom SudParis Institut Mines-Telecom Une vision de la géolocalisation et des technologies associées Nel SAMAMA.

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1 Navigation Group Groupe Navigation Telecom SudParis Institut Mines-Telecom Une vision de la géolocalisation et des technologies associées Nel SAMAMA

2 Navigation Group Dans les temps anciens Revenir à son point de départ, principalement en mer Préparer sa route Se partager le Monde … Dans les temps récents Se déplacer efficacement dans une zone plutôt inconnue ( navigation! ) Aujourdhui … et demain Comme avant, mais en plus relier le virtuel au réel Géolocalisation: ça sert à quoi?

3 Navigation Group Communauté « Positionnement » Indoor Fusion de constellations, de signaux, etc. Hybridation Communauté « Télécommunications » Services et applications Optimalisations diverses ( routage, etc. ) Réseaux véhiculaires ( Echanges infrastructures terminaux ) Positionnement ( aussi! ) Communautés « Energie », « Environnement », … Géolocalisation et Recherche?

4 Navigation Group Un ensemble de données despace et de temps Pas indispensable ( on sen passe bien pour le moment dans de nombreux domaines ) Certainement fort utile à des fins « doptimalisation » Ayant un lien « assez clair » avec la « mobilité » Avec des moyens techniques associés Très divers dans les approches et les technologies Très divers dans les performances Très divers dans les niveaux de maturité Mais nous ne sommes quau tout début de lhistoire … Horloge individuelle portative synchronisée ( fin XVIII ème ) Positionnement individuel portatif synchronisé ( fin XX ème ) Géolocalisation: cest quoi en réalité?

5 Navigation Group Pour le grand public Des choses existent mais si on veut aller plus loin il faudrait adresser le problème de la continuité du service … … à coût quasi nul ( pour linfrastructure et le terminal ) … … sans « réelles » spécifications utilisateurs ( ou « trop » ) Dans le domaine professionnel Les évolutions actuelles sont incrémentales et il faut toujours penser en termes de fiabilité et de performances Pour la recherche Les travaux sont menés sans échanges entre les communautés ! Géolocalisation: y a-t-il un besoin?

6 Navigation Group Il apparaît ainsi assez clairement quil existe de nombreuses pistes technologiques ( actuelles et futures ) quelles présentent toutes de fortes limitations que les diverses communautés ninteragissent que faiblement Il me semble manquer la volonté déchanger et de mutualiser ( ce qui réclame un réel effort il est vrai ) afin de chercher à dépasser lhorizon proche Nous sommes très disponibles pour aller dans ce sens … et plein dénergie ! RT 8 ? Alors que fait-on avec la géoloc ?

7 Navigation Group Nos travaux dans ce contexte: une approche de la continuité du service de positionnement

8 Navigation Group Source: Global Positioning, Wiley De nombreuses solutions ont été proposées Les nombreuses solutions TechniquesIndoorsOutdoors Network of sensors1 cm to few metersNot Suitable* Vision basedfew cm< 1m QR Code / Bar Codefew cm to 1 m RF ID< 1 m WLANfew mNot Suitable* UWB 10 cm Not Suitable* Cell-Id500 m to 10 km100 m to 10 km Radarfew cmfew cm to few m E-OTD (2G) / TDOA (3G)>> 200 m< 100 m GNSSNot Availablea few m A-GNSSfew m to Not Availablea few m Pseudolites 10 cm a few m Transmittersfew dm to few ma few m Inertial< 1 m (time dependent)...

9 Navigation Group AP1 AP2 AP3 AP4 Actual location Calculated location Symbolic positioning resulting area Définition de zones géographiques en fonction du niveau du signal reçu (RSSI) pour chaque point daccès Calcul par intersections de zones Résultat obtenu symbolique peu précis fiable Adaptable à toutes les configurations Positionnement WLAN symbolique Approche WiFi

10 Navigation Group Définition dun « environnement » de simulation Utilisation de diverses « technologies » WiFi, BT, UWB, GSM/UMTS, GPS, Pseudolites, etc. Choix dune densité de nœuds de diverses technologies Graphe géographique estimé et liens Exploitation de lensemble des liens radio entre terminaux Approche Réseaux Connectés

11 Navigation Group Approche Radar et tags actifs 6-7GHz GHz Duplexeur BPF: filtre passe bande LPF: filtre passe bas Principe du système de localisation en coordonnées polaires en 2D

12 Navigation Group Mesures de distances en TR-UWB Principe de la Time Delayed Sampling & Correlation (TDSC) Envoi dun doublet décalé dans le temps Premiers résultats Référence transmise Impulsion dinformation Corrélation Vitesse de corrélation Résultats expérimentaux TDTD

13 Navigation Group Omniprésence du GPS … de GLONASS, de Galileo, de Beidou, … Les nouveaux utilisateurs

14 Navigation Group Les Répélites Générateur de signal Répélite 1 Répélite 2 Répélite 3 Répélite 4 Mesures de la porteuse possibles Synchronisation automatique Positionnement dynamique Effet déblouissement Multi-trajets Approches GNSS Indoor

15 Navigation Group Suppression de léblouissement Générateur de Séquence maximale Répélite 1Répélite 2 Répélite i Répélite n Principe général la transmission de deux codes retardés et en opposition de phase des traitements spécifiques au niveau du récepteur afin déliminer les termes dinterférence lutilisation dune séquence maximale Approches GNSS Indoor Le Near-Far dans le système « répélites »

16 Navigation Group Peut être obtenu avec les corrélateurs classiques E, L et P Avantages Simple: pas besoin de hardware spécifique Temps réel Pour des muti-trajets inférieurs à ½ chip (146m), on montre que Multi-trajets: lapproche proposée SMICL: Short Multipath Insensitive Code Loop Ainsi, le discriminateur proposé (SMICL) Approches GNSS Indoor Multi-trajets et système « répéteurs »

17 Navigation Group SMICL – enveloppes des erreurs ( simulations ) Récepteur non filtré Approches GNSS Indoor Multi-trajets et système « répéteurs »

18 Navigation Group Afin daméliorer la précision du positionnement Approche classique de lissage du code par la porteuse mesures de code non ambigües mesures de code "précises" OK Problème: Le code est trop bruité en intérieur, principalement à cause des travaux multiples SMICL Approches GNSS Indoor Lamélioration de la précision dans le système « répélites »

19 Navigation Group Précision bien en dessous du mètre en relatif Positionnement relatif: position initiale connue Approches GNSS Indoor Premiers résultats en positionnement relatif

20 Navigation Group Moyenne des mesures de codes sur 10 secondes Position initiale partiellement résolue Approches GNSS Indoor Premiers résultats en positionnement absolu Positionnement absolu: position initiale inconnue

21 Navigation Group Précision bien en dessous du mètre en relatif Déploiement typique Approches GNSS Indoor Version actuelle du système

22 Navigation Group Résultats stabilisés et représentatifs de lapproche Approches GNSS Indoor Derniers résultats en positionnement relatif

23 Navigation Group Notre proposition de continuité globale CEA-LIST/LISA & IMT/Groupe Navigation Les techniques retenues pour lextérieur GNSS Inertiel Les techniques retenues pour lintérieur GNSS Indoor Inertiel Les grandes lignes Couvrir le large éventail des environnements indoor En combinant radio (larges espaces) et inertiel (milieux plus confinés) Ce qui permet un calibrage régulier de linertiel Continuité globale entre extérieur (GNSS+Inertiel) et intérieur (GNSS+Inertiel)! Complément des systèmes actuels également pour lextérieur!!


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