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Les signaux des satellites starlink de SpaceX pourraient constituer une alternative plus solide et plus sûre au GPS,
Avec une précision d'environ 7,7 mètres

Le , par Bruno

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Les satellites Starlink de SpaceX pourraient être utilisés pour la navigation, selon une nouvelle étude. En effet, des chercheurs en ingénierie de l'université d'État de l'Ohio ont mis au point une méthode permettant d'utiliser les signaux diffusés par les satellites de service Internet Starlink pour localiser avec précision une position sur la Terre, ont indiqué les chercheurs dans un article. Leur rapport fait partie d'un ensemble de recherches sur l'utilisation des signaux des satellites en orbite terrestre (LEO) pour la navigation, à l'instar du fonctionnement du GPS.

C'est la première fois que le système est utilisé par des scientifiques en dehors de SpaceX, et les chercheurs affirment qu'ils n'ont utilisé que les données relatives au mouvement et à la localisation des satellites et non les données réelles envoyées par les satellites. « Nous avons écouté le signal, puis nous avons conçu des algorithmes sophistiqués pour déterminer notre position, et nous avons montré que cela fonctionnait avec une grande précision », a déclaré Zak Kassas, directeur du Center for Automated Vehicles Research with Multimodal Assured Navigation (CARMEN) de l'Ohio State, un centre de l'université d'État de l'Ohio financé par le ministère américain des transports.

« Même si Starlink n'a pas été conçu pour la navigation, nous avons montré qu'il était possible d'apprendre des parties du système suffisamment bien conçu pour l'utiliser dans la navigation. Le point important ici est que nous n'écoutons pas ce qui est envoyé par ces satellites. Nous avons appris les signaux juste assez bien pour les exploiter à des fins de navigation », a-t-il ajouté. Cette technologie ne remplacera pas de sitôt l'application cartographique des smartphones, et cette première expérience a apparemment nécessité 13 minutes de suivi de six satellites Starlink pour localiser un emplacement sur Terre. Les chercheurs n'ont pas eu besoin de l'aide de SpaceX pour utiliser les signaux des satellites, et ils ont insisté sur le fait qu'ils n'avaient pas accès aux données réelles envoyées par les satellites, mais uniquement aux informations relatives à l'emplacement et au mouvement du satellite.


Les recherches ont été menées par Kassas en collaboration avec Joe Khalife (chercheur postdoctoral à l'université de Californie, Irvine) et Mohammad Neinavaie (étudiant en doctorat à UC-Irvine). Kassas est également professeur à UC-Irvine et directeur du laboratoire ASPIN (Autonomous Systems Perception, Intelligence, and Navigation), tandis que Khalife et Neinavaie sont membres du laboratoire. Grâce à leur algorithme, ils ont pu identifier une antenne sur le campus de l'université de Californie, à Irvine, avec une précision d'environ 7,7 mètres, ce qui reste toutefois nettement moins précis que le GPS, qui identifie les zones avec une précision comprise entre 0,3 et 5 mètres. En utilisant d'autres systèmes en orbite terrestre (LEO), les chercheurs ont pu localiser une zone avec une précision de 23 mètres.

Le dernier dépôt de SpaceX auprès de la Commission fédérale des communications (FCC) révèle que SpaceX ambitionne d’offrir un service téléphonique et une sauvegarde de secours d'urgence par le biais de sa constellation de satellites Starlink et des forfaits à bas prix pour les clients à faibles revenus grâce au programme Lifeline de l’agence fédérale. Selon SpaceX, il s'agit d'une solution de ligne fixe qui utilise les connexions existantes, y compris le réseau téléphonique public commuté, les circuits téléphoniques existants exploités par les télécoms locales.

Le dépôt indique que SpaceX prévoit de devenir une entreprise de télécommunications éligible (ETC) en vertu de la loi sur les communications. L'entreprise affirme que cette désignation est nécessaire pour utiliser pleinement les subventions fédérales comme l'argent qu'elle a obtenu dans le cadre du programme Rural Digital Opportunity Fund (RDOF). SpaceX s'est vu attribuer 885,51 millions de dollars par la FCC pour fournir le haut débit Starlink à 642 925 foyers et entreprises ruraux dans 35 États. L’opérateur de satellites a été l'un des principaux gagnants de la vente aux enchères du Fonds RDOF, dont les résultats ont été publiés en décembre dernier.

SpaceX a actuellement moins de 2 000 satellites en orbite, mais a l'intention d'en lancer plus de 40 000 autres. Les chercheurs affirment qu'au fur et à mesure que la constellation s'agrandira, la précision du système augmentera. En début d’année, l’UE a indiqué qu’elle n’avait pas l’intention de laisser l'Internet satellitaire à Starlink. Bruxelles a en effet commandé une étude de faisabilité à de grands noms européens comme Airbus, Thalès, Orange ou Eutelsat pour concevoir un service d’Internet satellitaire européen destiné à stimuler l’économie digitale et réduire la fracture numérique. La nouvelle initiative qui vise à renforcer la souveraineté digitale de l’Europe est annoncée comme contre mesure à celle de SpaceX qui, comme indiqué plus haut, entend proposer à long terme un accès généralisé à l'Internet par satellite grâce à son service Starlink.

L'étude de faisabilité devrait avoir une durée d'un an, coûtera 7,1 millions d'euros et est destinée à concevoir un système spatial indépendant de communications propre à l’Union européenne. Elle est confiée à un consortium de fabricants et d’opérateurs de satellites, d’un opérateur de télécommunication et du fournisseur européen de services de lancement afin d’étudier la conception, le développement et le lancement d’un système spatial européen de communications.

Pour l'expérience de l'université d'État de l'OhioKassas, Kassas a déclaré que son équipe a utilisé des techniques similaires avec d'autres constellations de satellites en orbite terrestre basse, mais avec moins de précision, en localisant les lieux à environ 23 mètres près. « L'équipe a également collaboré avec l'armée de l'air américaine pour localiser des aéronefs à haute altitude ; elle a réussi à obtenir une précision de 5 mètres en utilisant des signaux cellulaires terrestres », a déclaré Kassas. Le GPS fournit des signaux dont l'erreur moyenne est inférieure à un mètre.


Le document des chercheurs indique que diverses études théoriques et expérimentales ont envisagé la possibilité d'utiliser les signaux d'opportunité des satellites à large bande LEO pour la navigation. « SpaceX ayant lancé plus d'un millier d’engins spatiaux (SV) en LEO, une renaissance de la navigation basée en LEO a commencé, ont-ils écrit. Les signaux des engins spatiaux LEO sont reçus avec une puissance plus élevée que ceux de l'orbite terrestre moyenne (MEO) où se trouvent les engins spatiaux GNSS (Global Navigation Satellite System). De plus, les SV LEO sont plus abondants que les SV GNSS pour compenser l'empreinte réduite, et leurs signaux sont d'un point de vue spatial et spectral diversifiés ».

Le résumé de la présentation des chercheurs à la conférence indique que les fournisseurs de services à large bande pourraient modifier leurs protocoles pour prendre en charge la navigation. Mais les chercheurs affirment que leur propre approche est plus viable, même si elle nécessite des architectures de récepteur plus sophistiquées. « La modification des protocoles existants pour prendre en charge les capacités de navigation nécessite des modifications importantes de l'infrastructure existante, dont le coût pourrait ne pas être assumé par des entreprises privées telles que OneWeb, SpaceX, Boeing et d'autres, qui prévoient de lancer des dizaines de milliers de satellites Internet à large bande en LEO », ont-ils écrit. « De plus, si ces entreprises acceptent ce coût supplémentaire, il n'y aura aucune garantie qu'elles ne factureront pas les utilisateurs pour des services de navigation supplémentaires. Dans ces circonstances, l'exploitation des signaux des satellites LEO à large bande de manière opportuniste, devient une approche plus viable. »

Source : ION

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Voir aussi :

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SpaceX estime qu'il parviendra à une couverture mondiale de l'internet par satellite Starlink d'ici septembre, environ 1 800 satellites sur les 12 000 prévus ont déjà été déployés

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La FCC approuve le routeur WiFi de Starlink pour le réseau Internet de SpaceX, le routeur supportera les normes Wi-Fi 802.11b, 8.2.11a/g, 802.11n et 802.11ac et fonctionnera sur 2,4 GHz et 5 GHz

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Avatar de Lor6s
Nouveau membre du Club https://www.developpez.com
Le 29/09/2021 à 16:47
La glorification à outrance des systèmes américains... Certes ils sont loin d'être manchots.
Mais en Europe on a des trucs très biens aussi, ca s'appelle Galileo.
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Avatar de archqt
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 29/09/2021 à 15:02
Le GPS rajoute une erreur sur la mesure envoyée, en moyennent sur une durée on peut obtenir la précision exacte. Ensuite en utilisant 2 GPS dans la même zone ils auront le signal avec la même erreur on aura à ce moment un précision au centimètre voire moins.
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Avatar de walfrat
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 29/09/2021 à 14:17
Le GPS américain peut-être précis a largement mieux que le mètre près. C'est juste que c'est un usage réservé.

https://en.wikipedia.org/wiki/Global...tioning_System


When selective availability was lifted in 2000, GPS had about a five-meter (16 ft) accuracy. GPS receivers that use the L5 band can have much higher accuracy, pinpointing to within 30 centimeters (11.8 in), while high-end users (typically engineering and land surveying applications) are able to have accuracy on several of the bandwidth signals to within two centimeters, and even sub-millimeter accuracy for long-term measurements.[14][15][16] As of May 2021, 16 GPS satellites are broadcasting L5 signals, and the signals are considered pre-operational, scheduled to reach 24 satellites by approximately 2027.
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Avatar de Jeff_67
Membre éprouvé https://www.developpez.com
Le 30/09/2021 à 20:09
7.7 mètres de précision, ça n'est pas suffisant pour faire atterrir un avion. Le Galileo HAS a une précision de 1 à 2 mètres à titre de comparaison. Et d'autres facteurs rentrent en compte : latence, zones couvertes, disponibilité, redondance, fiabilité, etc ...
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