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Essais GNSS en Rejeu

Techniques d’Essais, appelées Record and Replay, réutilisant des signaux GNSS réels

ESSAIS en REJEU, A quoi ça sert ?

Les essais GNSS en “Record and Replay” (ou “Record and Playback”) consistent à rejouer sur un banc d’essais des signaux GNSS et des mesures de capteurs préalablement enregistrés lors de campagnes de collectes sur le terrain. Cette technique de métrologie est capable de restituer fidèlement lors des rejeux tous les phénomènes de propagation ayant altérés le signal GNSS entre l’antenne du satellite et celle du récepteur.

Dans certains cas, les signaux GNSS rejoués sont synthétiques. Ils proviennent de générateurs de constellations.

Pourquoi réaliser des essais en Rejeu?

Les analyses obtenues avec cette méthode de tests fournissent des résultats beaucoup plus pertinents pour classer et sélectionner des terminaux GNSS ou les éléments le composant, comme l’antenne, le récepteur ou les capteurs à hybrider. De la même manière, il devient facile de valider de nouveaux firmwares, de nouveaux algorithmes, des paramétrages spécifiques ou encore des service de données pour corriger ou augmenter les mesures de position.

L’opérateur du banc d’essais est ainsi en mesure de lancer des sessions de rejeux à sa convenance. L’implémentation d’un banc d’essais de rejeux est simple et rapide. Il est accessible à tous avec un minimum d’initiation.

Les essais sont réalisés en écartant tous les risques susceptibles de compromettre une campagne d’essais. L’opérateur est sûr d’obtenir un résultat fiable dans un environnement caractérisé et choisi.

En réduisant les temps consacrés à la planification, l’installation et la mise en œuvre de l’instrumentation, les sessions de rejeux sont par essence beaucoup plus abordables financièrement.

De même, l’instrumentation utilisée pour réaliser un banc d’essai de rejeux mobilise des budgets beaucoup plus raisonnables que ceux nécessaires pour acquérir un générateur de constellation conçu autour d’une architecture plus complexe.

Synthèse :

  • Technique d’essais très abordable que ce soit pour acquérir l’instrumentation ou réaliser des essais ;
  • Analyses plus avancées sur les Récepteurs, les Antennes, les Setup, les Algorithmes, les Services de données, les Hybridations;
  • Mise en oeuvre Rapide, Facile et sans Risque ;
  • Evaluations des applications.

Quelles sont les spécificités des Essais en Rejeu?

La technique du rejeu offre de nombreux avantages qui lui sont propres. Elle emprunte à la fois les avantages des essais sur site et sur des simulateurs, mais sans en supporter les inconvénients.

Les essais sont réalisés avec des signaux GNSS « représentatifs » des signaux originaux issus du monde réel pour disposer de mesures réalistes, fiables et surtout interprétables. A dessein, les signaux GNSS sont numérisés pour être rejoués à la demande et à volonté. Les opérations sont « reproductibles » afin de comparer les mesures de positions de plusieurs dispositifs mis sous test.

En réitérant des séances de rejeux, les erreurs « aléatoires » se dégagent des erreurs dites « systématiques ».

Les premières sont provoquées par une propagation désordonnée des signaux GNSS et les secondes proviennent de biais consécutifs à des multi-trajets ayant allongés leurs canaux de propagations.

L’étude stochastique des erreurs fournit de précieuses informations sur la capacité d’un récepteur à maintenir des positons « Justes » et « Fidèles » :

  • Au cours de la phase de « Résilience », les signaux sont altérés et les mesures de position auront une propension à diverger. Les erreurs maximales sont à établir.
  • Quant à la phase de « Rémanence », là où le récepteur bénéficie de nouveau de signaux intègres, les erreurs vont encore persister un moment. La rapidité de reconverge du terminal constitue un critère essentiel de performance souvent sous-estimé.

Synthèse :

      • Données :  Représentativité & Reproductibilité & Répétabilité
      • Scénarios : Référence de comparaison, Données validées, Fidèle et Réaliste
      • Mesures : Justesse & Fidélité
      • Erreurs : Résilience & Rémanence

Qu’est ce qu’un Scénario de Rejeu?

La technique du rejeu restitue sur un banc d’essais des signaux GNSS numérisés aussi bien dans des environnements réels que synthétiques. Ils peuvent être mélangés avec des interférents générés sur un second instrument, comme ils peuvent être fournis déjà brouillés pour déterminer les capacités de résiliences d’un récepteur.

Les scénarios sont constitués au minimum des signaux GNSS numérisés, de la trajectoire de référence et d’une vidéo contextuelle. Néanmoins, il est intéressant d’y trouver les mesures inertielles, odométriques, messages d’assistance (A-GNSS, RTK, PPP,…), LiDAR et dans certains cas de mesures de positions de récepteurs pour réaliser les premières comparaisons.

Les scénarios peuvent couvrir des scènes types de milieux ruraux, péri-urbains, urbains, autoroutiers, montagneux,… En plus, cette méthodologie de tests ouvre de nouvelles opportunités pour étudier, avec finesse, le comportement de terminaux soumis à des sources d’erreurs bien identifiées, comme des ponts, des routes sous des canopées, des avenues bordées d’immeubles plus ou moins hauts,…

Les analyses conventionnelles sont enrichies de jeux de mesures obtenues à la suite de plusieurs itérations. Les résultats aboutissent à des rapports de caractérisation suffisamment précis pour sélectionner un terminal parmi d’autres en fonction des profils de missions définis.  Pour un même terminal, il devient possible de comparer toutes les options et les cas d’équipement envisagés : Antennes, Augmentations/Corrections, Hybridations, Paramétrages Permanents ou Contextuels,…

Synthèse :

      • Circulation d’un véhicule d’essai de définition avec les solutions sous test (DUT) ;
      • Sélection et caractérisation des environnements d’essais ;
      • Instrumentalisation du véhicule pour disposer d’une référence, d’une numérisation et des moyens de contrôle ;
      • Analyse des erreurs sur les mesures de position.
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