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Répéteurs GNSS/GPS

Les répéteurs GNSS/GPS sont des systèmes RF qui reçoivent des signaux de navigation par satellite en temps réel provenant d'antennes extérieures et les rediffusent à l'intérieur, permettant ainsi le fonctionnement des récepteurs GNSS là où la réception directe des signaux satellites n'est pas disponible. Utilisés dans les installations de fabrication, de maintenance et d’essais des drones (UAV), des véhicules terrestres sans pilote (UGV) et des navires sans pilote (USV), ces systèmes facilitent les contrôles des équipements de navigation, l’intégration des pilotes automatiques, l’assurance qualité en production et les vérifications des récepteurs GNSS avant leur déploiement.

Cette page présente des fournisseurs de répéteurs GNSS/GPS, allant des kits compacts à zone unique aux systèmes de distribution multizones desservant plusieurs bancs d’essai, hangars et ateliers.

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Fabricants et fournisseurs de répéteurs GPS

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Le guide complet des répéteurs GNSS/GPS pour les drones d'intérieur et la robotique

William Mackenzie

Mise à jour:

Introduction aux répéteurs GNSS/GPS

Les répéteurs GNSS/GPS (également appelés réémetteurs GNSS) sont des systèmes RF qui reçoivent des signaux de navigation par satellite en temps réel via une antenne extérieure et les réémettent dans des environnements clos où la réception directe des signaux satellites est limitée ou indisponible. Un système de répéteur GPS classique associe une antenne de réception externe à un équipement d’amplification et de distribution du signal, ainsi qu’à une ou plusieurs antennes d’émission intérieures, permettant ainsi aux récepteurs compatibles de capter des signaux GNSS en temps réel à l’intérieur des bâtiments.

Les répéteurs GNSS sont utilisés dans les installations de fabrication, de maintenance et d’essai des véhicules aériens sans pilote (UAV), des véhicules terrestres sans pilote (UGV) et des navires de surface sans pilote (USV). En étendant la disponibilité du signal satellite aux hangars, ateliers, laboratoires et autres espaces clos, ces systèmes facilitent les contrôles des récepteurs de navigation, l’intégration des équipements et les essais de préparation avant déploiement, sans qu’il soit nécessaire de déplacer les véhicules à l’extérieur.

Fonctions principales des répéteurs GPS et GNSS pour les drones d’intérieur et la robotique

Extension du signal en intérieur dans les installations opérationnelles

Répéteur GPS de SAGLAMTEK

Répéteur GNSS / Répéteur GNSS anti-brouillage de SAGLAMTEK

Les répéteurs GPS d’intérieur étendent la couverture de la navigation par satellite aux hangars, ateliers, laboratoires, cales sèches couvertes et autres installations où les toits, les murs, les blindages ou les structures environnantes empêchent une réception directe fiable. En captant les signaux GNSS via une antenne extérieure et en les rediffusant à l’intérieur, ces systèmes permettent aux récepteurs installés sur les drones (UAV), les véhicules terrestres sans pilote (UGV) et les véhicules maritimes sans pilote (USV) d’acquérir des signaux satellites en temps réel pendant la maintenance, les contrôles d’équipement et l’intégration des systèmes, sans qu’il soit nécessaire de déplacer la plateforme à l’extérieur.

Acquisition des satellites avant le déploiement et réduction du temps de première fixation (TTFF)

Les répéteurs GNSS peuvent permettre aux récepteurs de navigation d’acquérir des satellites et d’obtenir des données de navigation à jour tandis qu’une plateforme sans pilote reste à l’intérieur d’une installation de maintenance ou de préparation. Cela facilite les vérifications des récepteurs avant le déploiement et peut réduire le temps de première localisation (TTFF) une fois que le véhicule se déplace à l’extérieur, en fonction du comportement du récepteur, de la visibilité des satellites et de la continuité du signal. Les signaux réémis provenant de l’antenne extérieure fixe, les estimations de position en intérieur correspondent généralement à l’emplacement de cette antenne plutôt qu’à la position réelle du véhicule.

Intégration du pilote automatique, du contrôleur de vol et du système de navigation

Au cours du développement et de l’intégration, les répéteurs GNSS permettent aux ingénieurs de vérifier que les récepteurs embarqués fonctionnent correctement et communiquent avec les pilotes automatiques, les contrôleurs de vol, les systèmes de navigation inertielle (INS), les écrans de navigation et d’autres équipements dépendant du positionnement. Cela s’avère utile pour les essais au banc, l’intégration en boucle fermée (HIL) et les contrôles du système du véhicule complet, bien que les mouvements réalistes, le suivi de trajectoire et le comportement de navigation dynamique nécessitent une simulation ou des essais contrôlés en extérieur.

Assemblage sur chaîne de production et vérification de l’assurance qualité

Les systèmes de répéteurs GPS peuvent fournir des signaux satellites en temps réel dans les postes d’assemblage, d’inspection et d’essais de fin de chaîne situés en intérieur, permettant ainsi aux techniciens de vérifier le fonctionnement des récepteurs GNSS sans avoir à déplacer chaque plateforme à l’extérieur. Ces contrôles permettent de vérifier l’acquisition du signal par le récepteur, l’intégrité de l’antenne et du câblage RF, ainsi que la communication avec les composants électroniques de navigation lors de la production de drones (UAV), de véhicules terrestres sans pilote (UGV) et de véhicules maritimes sans pilote (USV), en complément des mesures RF dédiées et d’autres procédures de qualification.

Distribution du signal vers plusieurs baies pour les essais de flotte et sur banc

Les systèmes de répéteurs GNSS multizones peuvent distribuer des signaux satellites en temps réel depuis une seule antenne de réception extérieure vers plusieurs baies de maintenance, bancs d’essai, zones d’intégration ou postes de production. Des répartiteurs RF, des amplificateurs de distribution, des câbles coaxiaux et des liaisons par fibre optique peuvent être utilisés pour desservir plusieurs emplacements intérieurs, permettant ainsi de tester simultanément plusieurs plateformes sans pilote ou systèmes de navigation tout en réduisant le recours à des antennes extérieures distinctes.

Synchronisation de la chronométrie et de la télémétrie par référence GNSS

Les répéteurs GNSS peuvent également transmettre des signaux satellites à des récepteurs de synchronisation compatibles utilisés au sein d’installations de développement et d’essais en intérieur. Ces récepteurs peuvent fournir des références de synchronisation pour les équipements de télémétrie, les charges utiles de capteurs, les systèmes d’acquisition de données, l’électronique de navigation ou l’infrastructure de contrôle au sol, bien que la précision de la synchronisation dépende du récepteur et de l’architecture de distribution. Le répéteur distribue le signal satellite plutôt que de générer lui-même la référence de synchronisation.

Comparaison avec les technologies GNSS connexes

Les répéteurs GNSS/GPS ont une fonction différente de celle des récepteurs de navigation par satellite, des équipements de simulation, des services de correction et des systèmes de distribution RF directe. Comprendre ces distinctions aide les ingénieurs spécialisés dans les systèmes sans pilote à choisir la technologie appropriée pour les essais fonctionnels en intérieur, le développement de la navigation, la synchronisation et l’intégration opérationnelle.

  • Simulateurs de signaux GNSS : ils génèrent des signaux de navigation par satellite contrôlés représentant des positions, des trajectoires, des conditions de synchronisation et des environnements de signaux configurables. Ils sont adaptés aux essais de navigation reproductibles sur des drones (UAV), des véhicules terrestres sans pilote (UGV) et des véhicules maritimes sans pilote (USV), y compris dans des scénarios que les répéteurs GNSS actifs ne peuvent pas reproduire.
  • Générateurs de signaux GNSS : produisent des signaux RF destinés au développement, à la caractérisation et aux essais en laboratoire des récepteurs. En fonction de leurs capacités, ils peuvent générer des signaux individuels ou des formes d’onde GNSS plus complexes sans recevoir de transmissions satellitaires en temps réel.
  • Amplificateurs GNSS : augmentent le niveau des signaux RF reçus afin de compenser l’atténuation due aux câbles ou les pertes de distribution. Les amplificateurs peuvent faire partie d’une installation de répéteur, mais ne constituent pas à eux seuls un système complet de réémission en intérieur.
  • Récepteurs GNSS : traitent les signaux satellitaires pour calculer la position, la vitesse et l’heure, tandis que les répéteurs se contentent de fournir les signaux RF reçus à ces appareils sans effectuer eux-mêmes les calculs de navigation.
  • Services de correction GNSS: fournissent des informations de correction afin d’améliorer les performances de positionnement des récepteurs compatibles, notamment les systèmes GNSS différentiel (DGNSS) et cinématique en temps réel (RTK). Ces services ne remplacent pas la couverture du signal satellite assurée par les répéteurs.
  • Distribution directe du signal RF : achemine les signaux GNSS via des câbles ou d’autres infrastructures de transmission RF directement vers les entrées des récepteurs compatibles. Contrairement à la rediffusion sans fil, cette approche ne nécessite pas d’antenne émettrice en intérieur et permet de réduire les émissions RF indésirables.

Pour le développement de systèmes sans pilote, les répéteurs sont principalement adaptés à la réception satellite en direct pour les vérifications fonctionnelles des récepteurs et d’intégration, tandis que les simulateurs offrent un meilleur contrôle sur les conditions de navigation, les trajectoires, les erreurs de signal et les mouvements du véhicule.

Réglementations et normes applicables aux réémetteurs GNSS

La retransmission des signaux GNSS est soumise à la réglementation du spectre radioélectrique, car les antennes émettrices intérieures peuvent produire des émissions au-delà de leurs zones de couverture prévues et potentiellement causer des interférences avec d’autres récepteurs de navigation par satellite. Les exigences d’installation et d’exploitation dépendent donc du pays, des caractéristiques des équipements, des fréquences autorisées, des niveaux de puissance de sortie et des conditions d’autorisation applicables.

  • Règlement des radiocommunications de l’Union internationale des télécommunications (UIT) : établit le cadre international pour les attributions du spectre radioélectrique et les exigences relatives aux services de radiocommunication concernant les fréquences GNSS et les interférences potentielles.
  • Réglementations de la Commission fédérale des communications (FCC) : régissent les émissions radioélectriques applicables aux États-Unis, l’autorisation des équipements et les conditions d’exploitation. La réémission GNSS est soumise à des restrictions spécifiques et peut nécessiter une autorisation en fonction de l’installation et de l’utilisation prévue.
  • Exigences de l’Ofcom : régissent l’utilisation des répéteurs GNSS au Royaume-Uni, y compris les conditions d’exemption de licence applicables et les exigences techniques relatives aux installations conformes.
  • Normes de l’Institut européen des normes de télécommunications (ETSI) : fournissent les normes techniques européennes pertinentes relatives aux caractéristiques des équipements radio, à la compatibilité électromagnétique et aux autres exigences applicables.
  • Directive relative aux équipements hertziens (RED) : définit les exigences de l’Union européenne applicables aux équipements hertziens, notamment en matière d’utilisation du spectre, de compatibilité électromagnétique, de sécurité et d’obligations d’évaluation de la conformité.
  • Licences et autorisations nationales d’utilisation du spectre : déterminent si la réémission GNSS est autorisée, précisent les équipements concernés et les conditions d’installation, et indiquent si une autorisation spécifique est requise.

Les opérateurs doivent déterminer les conditions réglementaires applicables avant d’installer un réémetteur GPS, notamment la puissance de sortie autorisée, les restrictions d’installation, les exigences relatives aux équipements et les mesures nécessaires pour éviter toute interférence en dehors de la zone de couverture prévue.

Choix d’un répéteur GNSS/GPS pour les systèmes sans pilote

Le choix d’un répéteur GNSS implique de faire correspondre les signaux satellitaires pris en charge, les capacités de distribution RF, les exigences d’installation et les contraintes réglementaires à l’environnement d’essai prévu. Un kit de répéteur GNSS compact peut convenir à un seul poste de travail ou à une zone de maintenance, tandis que les installations de fabrication et d’intégration de plus grande envergure peuvent nécessiter des systèmes de distribution multizones desservant plusieurs baies ou laboratoires.

Critères de sélection Exigences clés Pertinence pour les systèmes sans pilote
Constellations GNSS et bandes de fréquences prises en charge Compatibilité avec les signaux GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou et autres signaux satellitaires pris en charge, ainsi qu’avec les bandes de fréquences correspondantes Garantit que les répéteurs diffusent les signaux requis par les récepteurs de navigation et de synchronisation embarqués
Zone de couverture intérieure requise Dimensions de la zone de couverture, caractéristiques de construction des bâtiments, emplacement des antennes et conditions de propagation des ondes radio Détermine si les signaux peuvent atteindre les récepteurs situés dans les hangars, les baies d’assemblage et les laboratoires
Distribution mono-zone ou multi-zone Nombre d’antennes intérieures, de canaux de distribution et de zones de couverture contrôlées séparément Prend en charge des stations de test individuelles ou plusieurs flux de travail simultanés de maintenance et d’intégration
Gain RF et puissance de sortie Amplification réglable, atténuation du signal et niveaux de puissance réémise contrôlés Permet de maintenir des niveaux d’entrée utilisables au niveau du récepteur tout en limitant les interférences et la couverture RF indésirable
Compatibilité des antennes et des câbles Types d’antennes pris en charge, impédance, connecteurs, pertes de câble et exigences en matière d’alimentation pour les antennes actives Prend en charge l’installation aux côtés d’une infrastructure existante de récepteurs GNSS et d’équipements de test
Exigences en matière d’intégrité du signal et de retard Facteur de bruit, réponse en fréquence, retard de groupe et caractéristiques de distribution du signal Contribue à préserver la qualité du signal satellite pour l’acquisition par le récepteur, les tests fonctionnels et les applications de synchronisation
Installation fixe ou portable Réseaux de distribution d’antennes permanents ou systèmes compacts pour un déploiement temporaire Permet de choisir entre des installations de production dédiées et des environnements de test ou de maintenance flexibles
Alimentation électrique et exigences environnementales Tension d’entrée, puissance de l’antenne active, température de fonctionnement et protection contre les intempéries Assure un fonctionnement fiable dans les ateliers, les installations maritimes et autres sites industriels
Conformité réglementaire et autorisation d’exploitation Restrictions nationales applicables, émissions RF autorisées, conformité des équipements et conditions d’installation Permet de respecter les exigences légales et techniques applicables en matière de réémission GNSS en intérieur

Le choix d’un système approprié nécessite également une évaluation de la couverture RF et la vérification que l’installation fournit des signaux de réception exploitables sans générer d’interférences nuisibles, de niveaux de signal excessifs ou de comportements de navigation trompeurs lors des essais.