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Master2 Génie Informatique 2004-20051 Géo-positionnement et Systèmes dinformation géographique Mbène FALL

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Présentation au sujet: "Master2 Génie Informatique 2004-20051 Géo-positionnement et Systèmes dinformation géographique Mbène FALL"— Transcription de la présentation:

1 Master2 Génie Informatique Géo-positionnement et Systèmes dinformation géographique Mbène FALL

2 Master2 Génie Informatique Sommaire Motivations Les technologies de positionnement GPS Glonass Galileo Egnos GSM formats de récupération des données Les applications de géo-positionnement et retombées économiques Conclusion

3 Master2 Génie Informatique Motivations Besoin de permanent connaître une heure, une position. Multiplication des applications dépendantes de notre localisation.

4 Master2 Génie Informatique Les technologies de positionnement GPS : Global Positioning System Historique Composition du GPS

5 Master2 Génie Informatique Historique du GPS 1965 : Premier concept GPS par le DoD des USA 1972: étude de faisabilité 1978 : premier tir satellite GPS : Signaux GPS accessible aux civils : Précision dégradé : GPS déclaré opérationnel : Les restrictions daccès sont supprimées : accord final pour interopérabilité technique et complémentarité du GPS avec Galileo futur système européen

6 Master2 Génie Informatique Composition du GPS Segment spatial : 24 satellites NAVSTAR sur 6 orbites - altitude de Km - 12 h révolution terrestre - horloge atomique Segment de contrôle : 5 stations américaines au sol. Segment utilisateur : ensemble des utilisateurs.

7 Master2 Génie Informatique Fonctionnement du GPS

8 source: Baptiste Burles Master2 Génie Informatique Codage et Fréquence Fréquence de communication : 1783 MHz 2275 MHz Segment utilisateur : L MHz en BPSK L MHz en QPSK. Segment de contrôle Codage de linformation (segment utilisateur) : Modulation BPSK ou QPSK Ou exclusif Données Code P Code C/A Chaque satellite a son propre code C/A (coarse acquisition ) et code P (protected).

9 Master2 Génie Informatique GPS conclusion Utilisation gratuite mais pas de garantie de fonctionnement Signal non accessible dans environnement fermé Couverture non intégrale de la planète Possibilité de services à valeur ajoutée payants. Nouveaux signaux prévu avec les nouvelles génération de satellites (M-code, nouveau signal L2C, troisième signal L5 à 1176 Mhz)

10 Master2 Génie Informatique Glonass: GLObal NAvigation Satellite System Développé à partir de 1982 par la RUSSIE Opérationnel depuis satellites sur 3 orbites incliné de 64.8° à Km Chaque satellite possède sa propre fréquence 5 stations au sol Usage militaire Seuls 7 satellites sont actifs à cause de problèmes économiques La Russie est intéressée par Galileo

11 Master2 Génie Informatique Galileo : Futur système de positionnement européen initiative de lUnion Européenne et Agence Spatiale Européenne Motivations: Indépendance de lEurope face au GPS américain Supprimer les restrictions du GPS (précision et fiabilité) Avoir un Système novateur et performant Système sous contrôle strictement civil Calendrier: Développement et validation en orbite ( ) Déploiement ( ) Exploitation commerciale (à partir de 2008)

12 source ESA Master2 Génie Informatique Composition de Galileo La partie Spatiale: 27 satellites actifs plus 3 de secours placés sur 3 orbites à Km Satellite: 700 Kg, une horloge atomique panneaux solaires La partie au sol: 2 centres de contrôles en Europe min de 2O stations au sol les récepteurs individuels Galileo diffusera 10 signaux sur 3 bandes de fréquence: 6 pour les services gratuits 2 pour le service commercial 2 pour le service public réglementé

13 Master2 Génie Informatique Galileo : Les Services prévus Fréquences des Signaux Galileo : E5a ( MHZ);E5b( Mhz) E6( Mhz); L1( Mhz); Service Ouvert (ou OS pour Open Service) Service commerciale ( ou CS pour Commercial Service) Service de la sûreté de la vie (ou SOL pour Safety of Life Service) Service de recherche et secours (ou SAR pour Search And Rescue service) Service public réglementé (ou PRS pour Public Regulated Service)

14 Master2 Génie Informatique Galileo : logique de développement

15 Master2 Génie Informatique Galileo: Conclusion GALILEO est à la fois le concurrent et le complémentaire du GPS Disponibilité du signal quasi parfaite De meilleurs services pour lutilisateur Plus grande fiabilité et une moindre vulnérabilité Responsabilité contractuelle Une réduction de la charge sur les budgets publics Création probable de emplois Coût de lordre de quatre milliards dEuros

16 Master2 Génie Informatique Service Européen de navigation par complément géostationnaire. Motivations: Réel besoin de fonctions de communication, Navigation et Surveillance du système de gestion de trafic aérien( CNS/ATM) Améliorer les performances du GPS et de GLonass première initiative de lEurope dans ce domaine Trois Services Principaux: Service Correction différentielle Service Intégrité Service Ranging

17 Source ESA Master2 Génie Informatique Egnos : Composition Trois répéteurs installés dans les satellites géostationnaires (Immarsat- III et Artemis) Segment sol : - 30 stations de télémétrie et de contrôle dintégrité - quatre centres de contrôle principaux - 6 stations de liaison montante

18 Master2 Génie Informatique Egnos: Comment fonctionne-il ? Complément du GPS et GLonass Augmentation de la précision de localisation

19 Master2 Génie Informatique Egnos: Conclusion Large recouvrement régional européen. Recouvrement étendu déjà prévu pour lAfrique, et lEurope de lest. Existence de système équivalent: MSAS (MTSAT (Multi function Transport Satellite) Satellite Based Augmentation System) pour le Japon WAAS (Wide Area Augmentation System) pour les USA Le tout forme le standard mondial recommandé par lICAO (international civil Organisation)

20 Master2 Génie Informatique GSM: Global System for Mobile Communication 1950 : Première génération de téléphonie mobile 1971 : mise en œuvre du concept cellulaire avec « Advanced Mobile Phone Service » 1982: Création du Groupe Spécial Mobile 1987 : GSM fixe les choix technologiques pour utilisation des téléphones mobiles 1991: Première communication par Global System For Mobile Communication et passage en numérique Plus dun milliard dabonnés dans 205 pays et territoires

21 Master2 Génie Informatique GSM: Global System for Mobile Communication Le concept cellulaire F2 F1 F5 F7 F6 F3 F4 Motif élémentaire réutilisation de fréquences dans sept cellules Motif dans un réseau

22 Master2 Génie Informatique GSM: Global System for Mobile Communication Cellule : puissance démission fréquence porteuse réseau auquel elle est connecté Quatre type de services principaux: Service Outdoor Service Incar Service Indoor( Soft Indoor et Deep Indoor) Seul système de positionnement Indoor Deux bandes de fréquences: [Mhz] pour communications mobiles-> station de base [Mhz] pour communications station de base->mobiles

23 Master2 Génie Informatique GSM: Architecture Le GSM est organisé de la façon suivante : le système radio mobile (Mobile Station) : lutilisateur le système de gestion radio (Base Station Subsystem) : lantenne le sous système réseau (Network Switching Subsystem) interconnexion des antennes le système de gestion réseau (Network Management Subsystem) : supervision du réseau Lensemble forme le Public Land Mobile Network

24 Master2 Génie Informatique GSM:le géo-positionnement Le système le plus simple repose sur lidentification de la cellule (ou Cell-ID) dans laquelle se trouve labonné. La précision se compte en centaines de mètres en ville et en kilomètres en campagne. Des technologies plus sophistiquées procédant par triangulation permettraient de sapprocher de la précision du GPS. Mais elles ne sont pas dactualité chez les opérateurs français. Grands avantages du GSM: Les terminaux et cartes SIM existants suffisent. Le seul système actuel de géolocalisation indoor (dans les espaces fermés, dans les immeubles, les gares ou les aéroports). A la portée des PME pour coût peu élevé et la simplicité de mise en œuvre.

25 Master2 Génie Informatique GSM: Etat des lieux des Offres de géolocalisation GSM en France SFR: après un démarrage avorté, la stratégie est en cours de redéfinition. Bouygues Telecom: annonce avoir des clients mais aucune offre commerciale nest clairement mise en avant. Orange :affiche une stratégie claire. L'opérateur a ainsi déployé une plateforme délivrant uniquement les coordonnées «X, Y» du mobile correspondant à un numéro de téléphone. Un service difficilement exploitable tel quel. Orange fait appel à des partenaires qui proposent des services à valeur ajoutée intégrant : cartographique archivage des déplacements de personnes ou de groupes la génération dalertes recherche de personnes situées dans une zone donnée. (services accessibles par le biais dun simple site web ou mieux, via une plate- forme en mode ASP )

26 source:znet.fr Master2 Génie Informatique GSM: Quelques Prix PrestataireServiceTechnologieDescriptionCoût France Telecom/ Orange Service Localisation Orange Cell-IDPlate-forme délivrant les coordonnées X,Y des terminaux dune base dabonnés Orange 100 euros par mois et par terminal plus 4 à 8 centimes par requêtes de localisation(selon quantité) Global Staff Consulting eGeoTrackCell-ID(basée sur loffre Orange) Service à valeur ajoutée sur une plate-forme en mode ASP ou via un logiciel déployé dans lentreprise(intégration avec le Système dinfos) Offre ASP: 600 euros plus 6 euros par mobile et par mois (plus coût de requêtes vers Orange). Offre logicielle: 6 à 10 euros par mobile et par mois plus 1500 à 3000 euros pour la cartographie. Webtiss Technologies GeofleetCell-ID basée sur loffre Orange(bientôt Bouygues) GPS(avec GPRS pour échange de données Service à valeur ajoutée sur une plateforme en mode ASP(intégration avec SI) 500 euros par an et plus de 8 euros par mobile et par mois (plus coût de requêtes vers Orange). 500 euros par an et plus de 8 euros par mobile et par mois plus les coûts GPRS (selon fréquence de la remontée dinformations).

27 Master2 Génie Informatique Formats de récupération des données Le Standard RINEX Le Format standard NMEA 0183 Formats basés XML NVML, POIX, GPSml, … Formats propriétaires Garmin, Trimble,

28 Master2 Génie Informatique Protocoles et Format de récupération des données RINEX: Receiver INdependant Exchange format (format déchange de données indépendant du récepteur) Accomode GPS et Glonass et utilisé dans la phase 1 de Galileo. Fichier dobservations, déphémérides et météorologique. NMEA 0183 : National Marine Electronic Association. Format textuel des données GPS envoi sur liaison série à un hôte. Exemple de trame NMEA : $IDMSG*,D1,D2,D3,…DnCS[CR][LF] Début du msg Talker id (GP pour GPS) Message id Msg data fields delimiter Ckecksum 2 hexa for 8 bits terminateur

29 Master2 Génie Informatique Applications des systèmes de Géo-positionnement Les applications sont multiples : Transport (Assistance à la navigation, …) Surveillance dinfrastructures routières (Viaduc de Millau). Urgence Gestion de flottes (taxis) Loisirs (Alpinisme, Randonnée, Voile, …) Traçabilité (Conteneurs, Courrier rapide, Flot de véhicule..) Géomètre, Cadastre, BTP, Agriculture, … Sécurité des biens (vol de véhicule, de conteneurs, …) Sécurité des personnes (enfants, prisonniers, VIP) Surveillance demployés (respect de horaires et utilisation du matériel Réalité augmentée,aide aux handicapés Aide au déplacements dans un milieu fermé (bibliothèques, parc dattraction..) Etude des mouvements terrestres. Applications pervasives.

30 source CNES Master2 Génie Informatique Applications des systèmes de Géo-positionnement Marché européen total estimé à 37 milliards de dollars en 2003 Retombées économiques (Galileo) de lorde des 200 milliards en 2020

31 Master2 Génie Informatique Conclusion Remarques? Questions?

32 Master2 Génie Informatique Documentation Consultée European Spatial Agency, http: Site officiel de Galileo et de Egnos. Site de lUnion Européenne Site officiel de Galileo, programmes, partenaires, fontionnement et documents officiels. Wikepedia Encyclopedie Libre, Mais aussi sur Glonass, Galileo, Egnos La lettre des Groupes Professionels Thierry Lévy-Abégnoli, Géolocalisation:La baisse des prix élargit le champ des applications,http://www.zdnet.fr/techupdate/reseaux_telecoms/0, , ,00. htm Moteur de recherche Google, Les différents résultats de mes recherche. Etc..


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