Sessions statiques

Session #1

Une première session d’observations a été réalisée à la station GPS permanente du campus de l’Université Laval, plus précisément sur le toit du pavillon du PEPS. Ce point de référence offre un site d’observations bien dégagé (voir figures 3.1 et 3.2). Cette station est équipée d’un récepteur GPS géodésique, double-fréquence, de marque Ashtech Z-XII. Le récepteur est relié à une antenne géodésique, avec anneaux d’étranglement (choke ring), de la même compagnie. Les données sont archivées automatiquement sur un ordinateur du laboratoire GPS-Géodésie, localisé à l’intérieur du PEPS. L’antenne et le récepteur sont reliés par un câble coaxial d’une longueur de 60 mètres. Pour les expérimentations statiques de cette recherche, l’antenne du récepteur CDGPS a également été fixée sur le toit, directement au côté de la station GPS permanente pour la collecte des corrections GPS•C (voir figure 3.1). Le récepteur utilisé pour recueillir ces données est un récepteur CDGPS (voir figures 3.2 et 3.3) prêté par le ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec (MRNFQ). L’installation d’un ordinateur de table, montré sur la figure 3.2, a été préconisée uniquement pour faciliter les expérimentations et pour l’archivage d’un grand volume de données. En réalité, une plate-forme informatique plus compacte pourrait être utilisée pour la collecte de données et l’exécution des calculs en PRT.

Figure 3.1 - Site et antennes pour la collecte des observations en mode statique

Figure 3.2 - Installation pour la collecte des observations en mode statique Choke Ring (Ashtech) CDGPS u-blox Récepteur CDGPS

Figure 3.3 - Récepteur CDGPS et récepteur u-blox

La première session d’observations en mode statique, réalisée la journée du 28 février 2008, de 0h00 à 24h00 HNE (heure normale de l’est), couvre donc une période de 24 heures. Les données sont enregistrées à une cadence de 1 Hz pour tous les satellites visibles au-dessus de l’horizon. La redondance des données et la période de temps étalée sur une journée complète permettent de recueillir suffisamment d’informations pour les analyses statistiques subséquentes. En guise de pré-analyse des données brutes d’observations GPS récoltées, les graphiques montrant le nombre de satellites ainsi que les différents DOPs (Dilution Of Precision) sont tracés pour toute la période d’observations. La figure 3.4 montre le graphique dévoilant le nombre de satellites observés lors de cette session.

Étant donné que lors du traitement des observations en PRT un masque de 15° est appliqué, les satellites ayant une élévation inférieure à 15° n’ont pas été pris en compte dans les calculs du nombre de satellites ainsi que dans les graphiques des différents DOPs. De plus, le satellite PRN 32 n’a pas été tenu en compte ni dans les calculs du nombre de satellites ni dans celui des DOPs parce qu’aucune correction GPS•C n’est disponible pour ce satellite. Plus de détails à ce sujet sont fournis à la section suivante.

Récepteur CDGPS

Récepteur u-blox

Figure 3.4 - Nombre de satellites observés pour la session #1, mode statique (masque d’élévation à 15°)

Pour cette session d’observations, un minimum de quatre satellites étaient toujours disponibles au-dessus du masque d’élévation (15°). Le maximum de satellites visibles enregistrés a été de neuf dans ce cas.

Relativement au graphique précédent, un autre facteur affectant la qualité d’un positionne- ment GPS a été calculé, soit la distribution géométrique des satellites dans le ciel selon l’observateur. En effet, les différentes valeurs de DOPs, c’est-à-dire NDOP, EDOP, HDOP et VDOP permettent d’apprécier la géométrie formée par les satellites selon leur compo- sante respective, soit NORD, EST, HORIZONTALE et VERTICALE. La figure 3.5 montre les

Figure 3.5 - DOPs calculés pour la session #1, mode statique (masque d’élévation à 15°)

Un pic important apparaît sur le graphique un peu après 6h00 où le VDOP dépasse la valeur de 9 et le HDOP avoisine la valeur de 4. Toutefois, sans compter ce cas particulier et les valeurs de VDOP, les autres valeurs DOPs s’avèrent toutes inférieures à 3,5. De plus, les valeurs moyennes présentées dans la légende de cette figure révèlent que, pour cette période d’observations, la géométrie de la position des satellites est très bonne pour ce jeu de données.

Session #2

La deuxième session d’observations, réalisée en mode statique, couvre aussi une période de 24 heures débutant à 14h00 le 23 juin 2008 jusqu’à 14h00 le 24 juin 2008 (HNE). Celle-ci est également effectuée grâce aux installations du PEPS. En effet, un second pilier, situé à moins de deux mètres de celui de la station permanente GPS (dont les coordonnées ont également été précisément déterminées), est disponible pour l’installation d’une antenne

(voir figures 3.1 et 3.2). Le récepteur dédié à la deuxième période de test est un récepteur de marque u-blox (ANTARIS) provenant d’un ensemble d’évaluation (figure 3.3). Ce récepteur, à prix modique, permet de recevoir les mesures de phase sur la fréquence L1, les mesures de code C/A ainsi que les mesures Doppler. Afin d’analyser les données brutes enregistrées pour cette session, le nombre de satellites en fonction du temps est représenté à la figure 3.6.

Figure 3.6 - Nombre de satellites observés pour la session #2, mode statique (masque d’élévation à 15°)

Au moins quatre satellites étaient aussi présents tout au long de cette session et un maximum de 10 satellites a pu être observé. La figure qui suit (figure 3.7) illustre les différents DOPs calculés pour cette session d’observations. Le DOP vertical atteint comme valeur maximale 6,5, tandis que toutes les autres valeurs de DOPs sont inférieures à 3. Les valeurs moyennes des DOPs apparaissant dans la légende de la figure 3.7 montrent que cette période d’observations bénéficie d’une bonne géométrie des satellites.

Figure 3.7 - DOPs calculés pour la session #2, mode statique, (masque d’élévation à 15°)