GPS via antennes terrestres

[GBo]

Pour être plus constructif:

- Les stations de base actuelles (je prends l'exemple du LTE TDD ou NR TDD) sont DEJA soumises à la nécessité d'avoir une synchronisation en phase et temps absolu meilleure que 3 µs.

On y arrive laborieusement par une synchro par le réseau très sophistiquée (tous les noeuds entre l'horloge maître et la station de base doivent être des Boundary Clocks, et il faut en limiter le nombre) qui suit typiquement un profil dit G.8275.1 (ci-après une vulgarisation):
https://www.cisco.com/c/en/us/td/doc...er_0111100.pdf
On peut aussi (en effet Gwinver) y arriver par un module de temps GNSS local à la base station, mais les opérateurs que je connais préfèrent éviter (vulnérabilité au jamming et spoofing comme dit plus haut, je ne vous dirai pas comment mais c'est très facile).

- pour les services de localisation avec une précision de 50 m, il faut être meilleur que 200 ns au niveau stations de base (à comparer avec les 3 µs de l'état de l'art...).
Source : Rec. ITU-T G.8271/Y.1366 (03/2020)
Et ça, c'est juste pour espérer arriver à une précision de 50 mètres en 2D (moyennant le fait qu'il y ait plus de 3 stations autour de l'UE...ce qui n'arrive pas souvent en campagne).
Vous voyez le souci ou bien ?

Donc non, on n'est pas près de faire mieux que le GNSS avec des "antennes-relais", comme déjà dit, et après j'arrête car je radote, les méthodes terrestres n'ont d'utilité qu'en complément de la localisation par GNSS, quand celle-ci est absente ou que les signaux ne passent pas (indoor, urban canyon).
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[MissJenny]

bon, juste pour le plaisir de batailler : avec des appareils mobiles capables d'émettre, et pas seulement des récepteurs comme les GPS actuels, on devrait atteindre une bonne précision, puisqu'on pourrait mesurer une distance par le temps de parcours aller-retour, ce qui supprime la nécessité de synchroniser les horloges.

mais cela dit, je ne pense pas qu'un système terrestre soit tellement moins coûteux que les satellites. J'ai un frère qui travaille dans la téléphonie et il me disait que la maintenance du réseau de relais, notamment en milieu rural, coûtait très cher : les relais tombent en panne, sont vandalisés, etc.

[Biname]

Salut,
Il n'y a pas que l'onde directe, il y a aussi les ondes réfléchies(bâtiments, nuages, avions, ionosphère, ???) qui sont souvent plus fortes que l'onde directe.

[GBo]

bon, juste pour le plaisir de batailler : avec des appareils mobiles capables d'émettre, et pas seulement des récepteurs comme les GPS actuels, on devrait atteindre une bonne précision, puisqu'on pourrait mesurer une distance par le temps de parcours aller-retour, ce qui supprime la nécessité de synchroniser les horloges.

C'est con qu'on n'y ait pas pensé, alors qu'il y a une obligation légale pour les opérateurs de localiser les appels d'urgence et des centaines d'ingés et de doc sur le coup.
Sérieusement, tu as une idée du délai et de la gigue logicielle pour traiter un message d'un UE et y répondre ? Non bien sûr.

[GBo]

Salut,
Il n'y a pas que l'onde directe, il y a aussi les ondes réfléchies(bâtiments, nuages, avions, ionosphère, ???) qui sont souvent plus fortes que l'onde directe.

La ionosphère impose des délais variables de traversée des ondes EM provenant des satellites, et ça c'est plus ou moins pris en compte (toujours très ingénieusement) par les systèmes GNSS, je te donne ici la réponse de Copilot car je n'ai rien à y redire pour une fois:

The ionosphere can cause significant delays in GNSS signals due to its varying electron density. To account for these delays, GNSS systems use several methods:

Dual-Frequency Receivers: These receivers measure the delay on two different frequencies. By comparing the delays, they can calculate the ionospheric delay and correct for it.

Ionospheric Models: GNSS systems broadcast coefficients for ionospheric models like the Klobuchar model (used by GPS) and the NeQuick model (used by Galileo). These models predict ionospheric delays based on factors like time of day, geographic location, and solar activity12.

Satellite-Based Augmentation Systems (SBAS): Systems like WAAS (Wide Area Augmentation System) and EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) provide real-time corrections for ionospheric delays by broadcasting additional information from geostationary satellites1.

Ground-Based Augmentation Systems (GBAS): These systems use ground stations to monitor ionospheric conditions and provide corrections to nearby GNSS receivers1.

These methods help improve the accuracy of GNSS positioning by mitigating the effects of ionospheric delays.

Pour le GNSS toujours, les nuages sont moins un problème que les fortes pluies et la neige.
Les bâtiments refléchissent en effet les ondes et c'est un vrai problème (appelé multi-trajet dans le jargon), mais c'est vrai aussi pour les méthodes terrestres à base de RF, ce n'est pas propre au GNSS.

[f6exb]

bon, juste pour le plaisir de batailler : avec des appareils mobiles capables d'émettre, et pas seulement des récepteurs comme les GPS actuels, on devrait atteindre une bonne précision, puisqu'on pourrait mesurer une distance par le temps de parcours aller-retour, ce qui supprime la nécessité de synchroniser les horloges.

Il faudrait que ces appareils mobiles possèdent une horloge de grande précision. Pour parcourir 50 m la lumière met 166 nS. Environ 3 nS par mètre.

[MissJenny]

j'ai utilisé un distancemètre laser, ça donne une précision centimétrique à quelques kilomètres de distance, et c'est une petite machine qui doit peser 3kg, je ne pense pas qu'il y ait une horloge atomique dedans.

[GBo]

j'ai utilisé un distancemètre laser, ça donne une précision centimétrique à quelques kilomètres de distance, et c'est une petite machine qui doit peser 3kg, je ne pense pas qu'il y ait une horloge atomique dedans.

On ne s'est pas compris dans ce cas: moi je parlais des mobiles des réseaux cellulaires (d'où le terme "UE" consacré), car c'est ça le sujet du fil : GNSS versus (re)utilisation des antennes cellulaires terrestres pour la localisation.
Les autres méthodes sont donc hors sujet, "le plaisir de batailler" devrait suivre cette règle quand même...

[MissJenny]

de mon côté je pensais que le sujet du fil était la possibilité d'un substitut "terrestre" du GPS, donc relais terrestres mais technologie adaptée (et non pas les relais et téléphones existants).

[Biname]

La ionosphère impose des délais variables de traversée des ondes EM provenant des satellites, et ça c'est plus ou moins pris en compte (toujours très ingénieusement) par les systèmes GNSS, je te donne ici la réponse de Copilot car je n'ai rien à y redire pour une fois:

Pour le GNSS toujours, les nuages sont moins un problème que les fortes pluies et la neige.
Les bâtiments refléchissent en effet les ondes et c'est un vrai problème (appelé multi-trajet dans le jargon), mais c'est vrai aussi pour les méthodes terrestres à base de RF, ce n'est pas propre au GNSS.

Oui, ma remarque concernait les émetteurs terrestres ! Dans ce cas, les réflexions en allongeant le trajet introduisent des erreurs importantes. Jadis des systèmes comme LORAN, DECCA, ... étaient surtout utilisés en mer où les réflexions sont plus rares.

[GBo]

@MissJenny, no offense mais moi j'en étais resté là (1er post):

Mais pour toutes les applications civiles terrestres, utiliser par exemples des antennes GSM ne serait-il pas plus simple, moins coûteux voire plus précis [que le GPS] ?

Et j'ai traduit dans ma tête GSM = cellulaire (5G inclus) et GPS = GNSS car je ne peux croire que Nekama ait 20 ans de retard sur ces technos.

Sinon si on ouvre à toutes les technos, c'est encore moins réaliste pour couvrir, disons, un pays, et on part alors complètement dans le vaporware.

[GBo]

Oui, ma remarque concernait les émetteurs terrestres ! Dans ce cas, les réflexions en allongeant le trajet introduisent des erreurs importantes. Jadis des systèmes comme LORAN, DECCA, ... étaient surtout utilisés en mer où les réflexions sont plus rares.

Ah OK.
Et le lecteur attentif remarquera, sur la page wiki de DECCA par exemple:

Il fut arrêté au printemps 2000, dépassé en performances par le GPS.

Donc croire qu'on peut faire plus simple et moins cher que le GNSS, tout aussi universel, et plus précis par dessus le marché, moi je veux bien, mais il faut être un peu... prétentieux ?
Après, comme discussion de café, pourquoi pas, les questions de débutants sont toujours bonnes, remettre en "test" ses propres connaissances aussi.

[jiherve]

bonjour,
dans les systèmes de mesure de distance par TOF il existe deux principes:
le RADAR/LIDAR la cible est passive et c'est l’écho qui est utilisé, la précision de mesure dépend de la fréquence de la porteuse et de la largeur du pulse nonobstant une éventuelle compression d'impulsion https://fr.wikipedia.org/wiki/Compression_d%27impulsion
la précision en RADAR est de qqs dizaines de mètres et de qqs cm en LIDAR
l'autre utilisé par les DME ou autres supposent une cible active qui renvoie le signal avec un délais fixe et connu la précision est de l'ordre de la centaine de mètre
JR

[Biname]

Donc faire plus simple et moins cher que le GNSS, et plus précis par dessus le marché, moi je veux bien, mais il faut être sérieusement hors sol...
Après, comme discussion de café, pourquoi pas.

Oui toutafé .

Lorsqu'on a conscience que les ondes se réfléchissent et peuvent donc suivre des chemins non linéaires (zig zag) et différents selon les circonstances, on comprend que ces systèmes d'émetteurs au sol seront très très imprécis, c'était le sens de ma première intervention.

En plus, ces systèmes ne démarrent pas sans une position initiale approximative, sans quoi il y a plusieurs solutions ...

[Biname]

Salut,

bonjour,
dans les systèmes de mesure de distance par TOF il existe deux principes:
le RADAR/LIDAR la cible est passive et c'est l’écho qui est utilisé, la précision de mesure dépend de la fréquence de la porteuse et de la largeur du pulse nonobstant une éventuelle compression d'impulsion https://fr.wikipedia.org/wiki/Compression_d%27impulsion
la précision en RADAR est de qqs dizaines de mètres et de qqs cm en LIDAR
l'autre utilisé par les DME ou autres supposent une cible active qui renvoie le signal avec un délais fixe et connu la précision est de l'ordre de la centaine de mètre
JR

Portée optique !

[FC05]

Avec un signal TV :

https://www.youtube.com/watch?v=cPCzNdUz5z0

[GBo]

Avec un signal TV :
https://www.youtube.com/watch?v=cPCzNdUz5z0

Là tu fais fort, c'est du sérieux à première vue.
Je découvre ce "BPS" (Broadcast Positioning System), il y a un webinar approfondi là, je vais l'écouter:
https://bts.ieee.org/broadcast-posit...service-to-gps

[GBo]

Un white paper correspondant au webinar:

"Time Transfer Performance of the Broadcast Positioning System™ (BPS™)"
https://www.nab.org/bps/ITM25-0009.pdf

C'est basé sur les antennes TV et émissions au standard ATSC 3.0:

[GBo]

Il y a pas mal d'antennes à synchroniser en effet, beaucoup plus que de satellites mais infiniment moins que des antennes pour une techno cellulaire, car c'est du broadcast TV donc émissions dans une seule direction (Downlink) et très puissantes:



Le principe coté émetteur est de rajouter le temps précis de l'émission et la localisation de l'antenne dans l'entête de chaque trame ATSC.

[GBo]

On retrouve les équations du GNSS, mais avec 3 antennes TV au lieu de 4 satellites, et pas de z (altitude), tiens donc...


https://www.youtube.com/watch?v=fTpuWUH-QbQ

[polo974]

Ah, ah, ah, le standard ATSC ... La version 3 est incompatible avec les précédentes (qui ont une modulation numérique en amplitude en bande laterale réduite... une sorte de frankenstein entre la vieille techno analogique et un con-cept be-pas-pareil numérique qui en plus coûte 50$ de droit de brevet par téloche (par tuner? voir la suite)).
Ah, oui, c'est un standard pour télé fixe, très utile d'avoir un positionnement en temps réel pour sa téloche. Et en plus, il faudrait 3 rateaux et tuners pour obtenir un résultat pitoyable et inutile.

Et toujours l'absence de z... ben oui, des sphères coplanaires, ça a du mal à donner un z, surtout quand le récepteur n'est pas temporellement synchronisé (ok, c'est un peu pléonasmique)...

Finalement, les satellites de géo-localisation, avec une couche de crypto asymétrique, ça peut être bien... En plus, ça doit pouvoir s'ajouter sans trop de mal dans les trames tout en restant compatible dès lors que des extensions de protocole sont initialement prévus (c'est peut-être (sûrement) déjà en place pour les armées).

Ne pas non plus oublier que la précision du gps peut être réduite par l'opérateur... bon, il y a d'autres constellations...

Mais votre robot tondeuse gps peut ratiboiser les rosiers du voisin pour plein de raisons...

[CM63]

Je ne trouve pas comment supprimer le message.

[GBo]

Ah, oui, c'est un standard pour télé fixe, très utile d'avoir un positionnement en temps réel pour sa téloche.

C'est pour des récepteurs (ils n'existent pas encore) qui ne sont pas des télés bien sûr, car la vidéo n'a aucune importance, il faut juste lire l'entête des trames modifiée pour le BPS.

Et en plus, il faudrait 3 rateaux et tuners pour obtenir un résultat pitoyable et inutile.

Vu qu'il ne s'agit pas de capter le flux vidéo qui demande un fort SNR mais juste une entête des trames fortement redondée par du codage canal, je pense qu'une omni suffit. A creuser.
Résultat pitoyable et inutile ? Pas compris...
La démo postée par FC05 montre un |deltaT| < 10 ns entre GPS avec antenne sur le toit et BPS !!!
Si le BPS marche avec antenne intérieure (à vérifier, le youtubeur ne parle pas de cette dernière), j'adhèrerais tout de suite à ce système si ça existait en France ! Rien que pour mon lab télecom au taf car l'accès au toit du bâtiment (obligatoire pour le GNSS) est difficile !

[GBo]

Pour fixer les idées, le genre d'antenne coté transmitter...


"Black Mountain, Las Vegas, Nevada"
https://www.fybush.com/sites/2006/site-061117.html

[FC05]

Là tu fais fort, c'est du sérieux à première vue.

C'est pas moi, c'est youtube qui me l'a proposé ... Je crois qu'il m'espionne

[jiherve]

Salut,


Portée optique !

of course aurais je du le préciser?
JR

[GBo]

Une autre antenne TV, 323 mètres de haut celle-là:

[Nekama]

j'adhèrerais tout de suite à ce système si ça existait en France !

Bof car selon les experts :

ça s'appelle réinventer la poudre... en moins bien. Un petit survey sur un thème aussi couru et abouti que celui-là devrait s'imposer avant de poster.

[Biname]

Salut,

of course aurais je du le préciser?
JR

On fait ce qu'on veut

Donc en ville, entre des immeubles ou simplement des maisons, l'erreur sera plus grande.

[GBo]

Bof car selon les experts :

En l'occurrence, si c'est de moi dont tu parles, d'une part je ne suis expert que du cellulaire, et d'autre part si tu avais bien suivi la démo de la vidéo du post #46, tu saurais que là je parlais de mon intérêt du BPS pour une application de timing statique comme cela y est démontré (si jamais ça marche indoor, car le GNSS a des signaux dont trop faibles pour cet usage, sinon bof...), et non "pour toutes les applications civiles terrestres". Encore raté caramba