La géo-localisation par GPS

Le fonctionnement du positionnement par GPS

Position (latitude, longitude et altitude) déterminée par trilatération avec calcul de la distance séparant les satellites en orbite autour de la terre et le récepteur.

La réception du signal GPS de 4 satellites minimum permet de calculer la position brute (avec une erreur nécessitant correction). Plus le nombre de satellites captés est important, meilleure est la précision. Ce nombre de satellites "utiles" dépend de leur distribution en orbite, de la compatibilité du récepteur par rapport au signal émis et des éventuels obstacles entre le récepteur et le satellite qui viennent perturber la transmission du signal (arbres, bâtiments, etc.). Ainsi, un récepteur compatible avec plusieurs constellations satellitaires (GPS, GLONASS et GALILEO) sera de fait, plus précis qu'un récepteur mono-constellation.

Les corrections pouvant être appliquées au signal GPS brut. Le signal reçu par le récepteur contient une marge d'erreur de l'ordre de 100m. Il doit donc être corrigé pour être exploitable en agriculture de précision.

L’intérêt du GPS en agriculture,

Les applications de la géo-localisation dépendent de la précision du signal : Épandage d’engrais, pulvérisation, Travail du sol, Semis, plantation de vigne, Récolte, Mesurage de parcelle,

L’intérêt du guidage par satellite en agriculture : Économie d’intrant, Rapidité de travail, Qualité de travail quelque soit les conditions de visibilité,

Les différentes constellations : Le terme GNSS (Global Navigation Satellite System) regroupe tous les systèmes de navigation par satellite. Le GNSS compte 4 systèmes existants ou en projet :

GPS, GLONASS, Galiléo, Beidou

DGPS Différentiel (Differential Global Positioning System ou Correction différentielle):

Cette technique de correction cherche à minimiser les sources d’erreurs qui interviennent dans la transmission du signal GPS pour arriver à une précision inférieure à 1 m. Le positionnement différentiel s’appuie sur des récepteurs fixes (stations de référence) dont la position exacte est connue. A tout moment, la différence entre les coordonnées réelles du récepteur fixe et les coordonnées mesurées par satellite est connue. Cette différence constitue donc la correction à appliquer aux coordonnées mesurées sur un récepteur mobile (utilisateur) au même instant. La transmission des corrections au récepteur mobile peut se faire de deux manières : DGPS et RTK.

GPS Différentiel (DGPS) avec corrections par balises

Le véhicule doté d’une antenne GPS reçoit des signaux GPS transmis par la constellation des satellites GPS. La balise réceptrice installée sur un point connu capte les signaux GPS. Elle génère alors une équation où sa position telle que définie par les satellites est remplacée par celle effective et renvoie l’équation connue sous le nom de ‘message de correction’ à l’antenne GPS sur le véhicule — qui apporte alors cette correction.

GPS Différentiel (DGPS) avec corrections WAAS/EGNOS et OMNISTAR

Le véhicule doté d’une antenne GPS reçoit des signaux GPS transmis par la constellation des satellites GPS. Les services WAAS et OmniSTAR intègrent de nombreux récepteurs GPS installés sur des points de référence connus envoyant leurs messages de correction à des stations de contrôle qui les relaient vers un satellite géostationnaire (WAAS ou OmniSTAR). Ce dernier transmet alors le message de correction à l’antenne GPS montée sur le véhicule qui apporte enfin la correction.

RTK (cinématique en temps réel)

Il s’agit d’une technique de haute précision délivrant une précision d’une année à l’autre de 2 cm. Le GPS RTK requiert deux récepteurs GPS spécialisés et deux radios. L’un des récepteurs GPS est installé comme une station de référence dans un rayon de 10 km du champ dans lequel vous travaillez de sorte qu’il peut transmettre le message de correction au récepteur itinérant. Les deux récepteurs enregistrent des données particulières émises par les satellites GPS, sur la fréquence L2, permettant d’atteindre une précision supérieure.

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