Hybridation multi-sources pour améliorer les fonctions de détection, pistage, localisation et positionnement dans des environnements difficiles - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Multi-source hybridization to improve detection, tracking, location and positioning functions in harsh environments

Hybridation multi-sources pour améliorer les fonctions de détection, pistage, localisation et positionnement dans des environnements difficiles

Résumé

Services related to GNSS positioning systems have been significantly developed over the last ten years and continue to develop in popularity and efficiency. Other services have been deployed in various fields and sectors of activity. For maritime applications, it is estimated that about 87% of the merchant navy already uses the global satellite system for navigation and positioning. Today, with the advent of the new Galileo and Beidou systems and the modernization of the GPS and GLONASS systems, new satellites and many new frequencies and signals are opening the door to countless new applications. Currently, some applications require better accuracy and exploitation of navigation systems, especially in harsh environments. Indeed, many factors affect the final performance of a GNSS receiver. Some of them are related to the inherent quality of the receiver and its antenna (sensitivity, quality of signal processing, resistance to interference and jamming… etc.), while others are related to the receiver’s receiving environment. Sources of interference in the receiving environment (multipath, diffraction… etc.), including the dynamics of moving objects, have important effects on the performance of the receiver. It is in this context that all the work carried out is integrated. Thus, the work in this thesis aims at developing new algorithms with multi-source hybridization to improve the functions of detection, tracking, localization and positioning in difficult environments. The use of multiple signals has advantages as well as disadvantages, as they can contain poor quality signals that have a negative impact on position accuracy. Therefore, we have studied and presented different methods to reduce and/or eliminate outliers: iterative ReWeighted Least Squares (IRWLS) and Robust Extended Kalman Filter (Robust-EKF: REKF). [...] It should be noted that GNSS is not the only technology used to determine the position and velocity of the receiver. In the case where GNSS signals are blocked and/or unusable, we have combined and merged GNSS data with INS data (Inertial Navigation System), which represents a good alternative to determine the position of the receiver. The work carried out within the framework of this thesis is conducted in the context of the e-PANEMA project, supported under the Future Investment Program (FIP) operated by ADEME. The work was carried out in partnership with the other members of the consortium (SAFRAN SE, Diades Marine and ENSM).
Les services liés aux systèmes de positionnement GNSS se sont beaucoup développés sur les dix dernières années et ne cessent de gagner en popularité et en efficacité. D’autres services se sont déployés dans différents domaines et secteurs d’activité, pour les applications maritimes, on estime qu’environ 87% de la marine marchande utilise déjà le système mondial satellitaire pour la navigation et le positionnement. Aujourd’hui, avec la venue des nouveaux systèmes Galileo et Beidou ainsi que la modernisation des systèmes GPS et GLONASS, de nouveaux satellites ainsi que de nombreuses nouvelles fréquences et de nouveaux signaux ouvrent la porte à d’innombrables nouvelles applications. Actuellement, certaines applications requirent une meilleure précision et exploitation des systèmes de navigation, surtout dans des environnements difficiles. En effet, de nombreux facteurs affectent les performances finales d’un récepteur GNSS. Certains d’entre eux sont liés à la qualité inhérente du récepteur et de son antenne (sensibilité, qualité du traitement du signal, résistance aux interférences et au brouillage… etc.), tandis que d’autres sont liés aux couches atmosphériques que les signaux traversent et enfin certains sont liés à l’environnement de réception du récepteur. Les sources d’interférence dans l’environnement de réception (masque, multi-trajets, diffraction… etc.), y compris la dynamique des objets mobiles, ont des effets importants sur les performances du récepteur. C’est dans ce contexte que s’intègre l’ensemble des travaux réalisés. Ainsi, le travail mené dans le cadre de cette thèse vise à développer de nouveaux algorithmes avec l’hybridation multi-sources pour améliorer les fonctions de détection, pistage, localisation et positionnement dans des environnements difficiles. L’utilisation de signaux multiples présente des avantages aussi bien des inconvénients, car ils peuvent contenir des signaux de mauvaise qualité qui ont un impact négatif sur la précision de la position. Alors, nous avons étudié et présenté différentes méthodes permettant de réduire et/ou d’éliminer des données aberrantes : les moindres carrés itérativement repondérés (IRWLS : Iterative ReWeighted Least Squares) et le filtrage de Kalman étendu robuste (FKE-robuste : FKER). [...] Il est à noter que le GNSS n’est pas la seule technologie utilisée pour déterminer la position et la vitesse du récepteur. Dans le cas, où les signaux de GNSS sont bloqués et/ou inutilisables, nous avons combiné et fusionné les données GNSS et les données issues des systèmes inertiels INS (Inertial Navigation System), ce qui représente une bonne alternative pour déterminer la position du récepteur. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse sont menés dans le contexte du projet e-PANEMA, soutenu dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir (PIA). Le travail a été effectué en partenariat avec les autres membres du consortium (SAFRAN SE, Diades Marine et l’ENSM).
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2020_ngoc_tan_truong.pdf (7.19 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03373570 , version 1 (11-10-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03373570 , version 1

Citer

Ngoc-Tan Truong. Hybridation multi-sources pour améliorer les fonctions de détection, pistage, localisation et positionnement dans des environnements difficiles. Electronique. ENSTA Bretagne - École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2020. Français. ⟨NNT : 2020ENTA0008⟩. ⟨tel-03373570⟩
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