European Geostationary Navigation Overlay Service

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Le service EGNOS, pour European Geostationary Navigation Overlay Service[1], soit Service Européen de Navigation par Recouvrement Géostationnaire utilise un système inspiré du GPS différentiel, mais étendu à un ensemble de stations dont les données sont corrélées entre elles. Le service EGNOS est double :

  • un service ouvert et utilisable par tous (Open Service), améliorant la précision donnée par le GPS natif et sa disponibilité ;
  • un service à information garantie (Safety Of Life), utilisable notamment par l'aviation civile.

Le service EGNOS diffuse en effet des données de corrections du signal GPS permettant non seulement de compenser les effets de propagation au travers de l'ionosphère, mais surtout l'erreur résiduelle sur les axes verticaux et horizontaux, en garantissant cette information pour le service Safety Of Life sur les 150 prochaines secondes, avec une très grande probabilité compatible avec les systèmes embarqués d'aide à la navigation aérienne en modes « NPA »,« APV-1» et, bientôt[Quand ?], « LPV200 ».

Le service assuré par le système EGNOS est régional, le futur système Galileo ayant une approche prédictive et mondiale pouvant accueillir des compléments régionaux comme EGNOS. Toutefois, quand le système Galileo sera déployé, EGNOS pourra diffuser des données de correction pour l'ensemble des trois systèmes Galileo, GPS et GLONASS, .

EGNOS a été décidé et financé par la Commission européenne, l’Agence spatiale européenne (ESA ou ASE) et Eurocontrol, l’organisme européen chargé de la sécurité de la navigation aérienne. Il est opéré par un opérateur spécifique, l'European Satellite Services Provider - ESSP[2]. EGNOS est en effet surtout utile pour la navigation aérienne, qui finance également une partie du projet. La précision du GPS est perçue comme suffisante pour les usages courants, mais surtout disponible gratuitement. Des applications de l'accroissement de précision comparable au GPS Différentiel - DGPS dans bien des cas sont en pleine croissance dans le monde maritime ou même du génie civil ou de l'agriculture. Mais c'est surtout l'information sur l'intégrité du signal et son niveau de confiance, diffusé en permanence, qui permet d'envisager des applications mettant en jeu la sécurité de la vie humaine.

Un réseau d'une quarantaine de stations terrestres en Europe[modifier | modifier le code]

Carte de l'infrastructure au sol d'EGNOS(Cliquer pour agrandir)

La réalisation de l'infrastructure technique a été confiée à un consortium industriel dirigé par Thales Alenia Space (anciennement Alcatel Space).

L'infrastructure EGNOS est basée sur un réseau au sol de 34 stations terrestres de référence (RIMS)[3], qui reçoivent les deux fréquences de satellites GPS, dénommées L1 et L2. Situées à des endroits connus, elles sont équipées d'horloges atomiques, et permettent de déterminer le trajet des signaux des systèmes de positionnement des États-Unis GPS et, historiquement, du russe GLONASS.

Ces stations de référence terrestres, réparties sur le territoire européen ainsi que quelques sites distants, constituent un maillage serré qui complète la triangulation obtenue à partir des satellites du GPS : la précision nominale de celui-ci, de 20 mètres environ, passe à une précision de 2 mètres avec EGNOS, avec des signaux fiables.

Rassemblées chaque seconde dans trois calculateurs fonctionnant en parallèle situés dans chacun des 4 MCC[4], situés respectivement en Angleterre, en Allemagne, en Italie et en Espagne. Ces mesures permettent de calculer des messages de corrections envoyés vers des satellites en orbite géo-stationnaire par 6 stations montantes (NLES)[5] qui les rediffusent vers tous les usagers de la zone de couverture « ECAC », soit en gros l'Europe. Il faut notamment compenser les multiples mouvements de la planète, du pôle, les variations de trajets au travers de l'ionosphère, les dérives des horloges[6] etc.

On peut aussi se rapporter à l'article sur le WAAS pour les concepts communs.

Extension sur d'autres continents[modifier | modifier le code]

Une extension en Afrique et au-dessus de l’océan Indien est prévue, nommée ISA (Interregional Satellite Based Augmentation System over Africa-Indian ocean region), soit système d'amélioration interrégionale de navigation par satellite en Afrique et dans l’océan Indien).

Un système similaire existe en Amérique du nord, le WAAS, et au Japon, le MSAS. Ces systèmes sont compatibles entre eux. Un avion commercial utilisant le système WAAS au départ des Etats Unis pourra ainsi basculer au milieu de l'Atlantique sous couverture EGNOS, et vice-versa.

Segment spatial[modifier | modifier le code]

Dans le tableau suivant les trois premiers satellites géostationnaires sont utilisables par le système EGNOS. Mais en fait deux seulement sont pleinement opérationnels. Le troisième est utilisé pour des tests. Jusqu'au 23 mars 2012, il s'agissait du PRN #126, mais depuis cette date, c'est le satellite ARTEMIS (PRN #124) qui sert pour les tests[7].

Nom des satellites Organisation PRN[8] Position Utilisation
Atlantic Ocean Region-East Inmarsat PRN #120 15.5°W Service opérationnel
ARTEMIS ESA PRN #124 21.5°E Service opérationnel
Europe Middle East Africa Inmarsat PRN #126 25°E Service opérationnel
Sirius 5 (SES-5) SES S.A 5.0°E En orbite depuis le 10 juillet 2012[9]

Le satellite SIRIUS 5 de SES S.A devraient bientôt prendre la relève du satellite Artémis, vieillissant.

Un deuxième satellite SES doté de transpondeurs EGNOS est en construction. Il s'agit d'Astra 5B, satellite dont le lancement est prévu pour le premier trimestre 2014 et qui devrait être positionné à 31,5 degrés Est[7].

Attention : l'utilisation des seules informations officielles est indispensable pour toute utilisation de ces signaux dans un environnement critique, les services étant en cours de certification[10].

Historique[modifier | modifier le code]

Dates clés[modifier | modifier le code]

Quelques points de repères importants du développement d'EGNOS[11]
Année Date Evènement
2010 Novembre-Decembre 2010 Premier essais de diffusion du signal Safety Of Life (en mode MT2, c'est-à-dire sans les messages MT0 ou MT0/2 d'indication de mode test)
12 juillet 2010 Certification de l'opérateur d'EGNOS, la société par Actions simplifiée ESSP, permettant l'utilisation du signal pour la navigation aérienne
2009 1er octobre 2009 Ouverture du service EGNOS au grand public et aux entreprises[12]
2007 18 juillet 2007 Premier atterrissage d'un hélicoptère en test sur un site hospitalier en zone urbaine (Lausanne) sous guidage EGNOS
2006 Octobre 2006 Essais mutiples d'approches LPV conduits par l'AENA (aviation civile espagnole) sur aéroport non équipé d'ILS (Valencia)
Juillet 2006 Le signal EGNOS est émis de manière permanente, en phase pré-opérationnelle (non encore certifié par l'aviation civile - messages MT0 et MT0/2 diffusés).
2005 28 juillet 2005 Conclusion de la revue d'aptitude aux opérations initiales (Initial Operation Readiness Review). Transfert des opérations du système du consortium industriel mené par Thales Alenia Space à l'ESSP et démarrage de la phase pré-opérationnelle
2004
2003 26 mai 2003 Premier signal EGNOS émis
2002 Revue de conception critique de l'architecture EGNOS
2001
2000 Février 2000 Premier signal de test préfigurant le signal EGNOS, depuis l'EGNOS System Test Bed (ESTB)
1999 15 juin 1999 Le contrat de développement EGNOS est confié à Alcatel-Espace (devenue Thales Alenia Space) par l'agence spatiale européenne
1998 18 janvier 1998 Accord de lancement du programme EGNOS par agence spatiale européenne, la commission européenne et le groupement d'aviations civiles EUROCONTROL
1997 Lancement des pré-études de conception EGNOS

Mise en service[modifier | modifier le code]

La date initialement prévue de juin 2005 a été repoussée, compte tenu notamment des difficultés de mise en place et de coordination administrative des procédures de certification aéronautique en Europe. Le service EGNOS devrait être certifié début 2011. Des informations plus récentes sont disponibles sur le site de l'European Satellite Services Provider - ESSP concernant les services eux-mêmes, et de l'agence spatiale européenne concernant l'infrastructure du système[13],[14].

Suite aux décisions de l'Union européenne, le programme a été doté d'un budget de 330 M€ pour la qualification technique et opérationnelle du système en 2008 et pour son exploitation jusqu'en 2013[15]. Le démarrage officiel du service « ouvert » a été annoncé par la Commission Européenne le [16].

Samedi 22 mars 2014 à 22h04 en temps universel (TU), ASTRA 5B hébérgeant la charge utile de navigation EGNOS a été mis en orbite [17].

Les récepteurs GPS compatibles WAAS-EGNOS permettent de bénéficier dès maintenant de ce service, dans les pays d'Amérique du Nord, d'Europe et au Japon. L'accord Galileo avec la Chine permet aussi d'y avoir accès, au moins à titre de test.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. et non Early Galileo Navigation Overlay System
  2. http://www.essp-sas.eu
  3. RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Stations) - recevant les signaux des satellites. 3 supplémentaires sont en cours de qualification
  4. MCC (Mission Control Centers) - Centres de controle de mission
  5. NLES (Navigation Land Earth Stations) - Stations terrestres montantes de navigation
  6. Le système GPS reste l'un des rares systèmes opérationnels où l'on peut vérifier la théorie de la relativité d'Einstein, les horloges des satellites américains étant décalées en fréquence pour en compenser les effets vus du sol, d'où la nécessité d'avoir des horloges de référence (Rubidium et Césium) extrêmement précises
  7. a et b http://www.gpsworld.com/update-egnos-satellite-launch-set-for-august-6/
  8. PRN= Pseudo Random Noise (number) : tous les satellites GPS utilisent la même fréquence appelée L1 (pour les codes civils). Ils se différencient par un codage pseudo-aléatoire différent de leur modulation, générée par des codes numérotés (les "PRN") de 1 à n. Les satellites géostationnaires simulent en partie des satellites GPS supplémentaires en utilisant une autre série de PRN
  9. http://rbth.ru/articles/2012/07/10/sirius-5_communications_satellite_enters_orbit_16253.html
  10. Voir notamment le site de l'(European Satellite Services Provider - ESSP
  11. http://www.egnos-pro.esa.int/newsletter.html
  12. http://www.esa.int/esaNA/SEM2HGF280G_egnos_0.html
  13. ESA information on EGNOS
  14. European Space Agency information on EGNOS for Professionals
  15. Michel de Vries (ENAC), Claudine Laurent (astronome, ancienne vice-présidente du Conseil supérieur de la Recherche et de la Technologie, « La relance heureuse d'EGNOS et Galileo, le GNSS européen », dans La Lettre 3AF, N° 3, mars 2008
  16. EGNOS ‘Open Service’ available: a new era for European navigation begins today
  17. Arianespace met en orbite Astra 5B

The EGNOS book, Javier Ventura-Traveset and Dider Flament, European Space Agency, http://www.egnos-pro.esa.int/education/book.html

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • EGNOS − The European Geostationary Navigation Overlay System − A Cornerstone of Galileo (ESA SP-1303), ESA Publications, Javier Ventura-Traveset & Didier Flament.
  • Michel de Vries (ENAC), « EGNOS et Galileo, les deux étapes du programme GNSS de la Communauté Européenne », dans La Lettre AAAF, N° 6, juin 2009, en ligne www.aaafasso.fr.