Friedt Jean-Michel

Je me suis longuement demandé ce qu’on pouvait faire d’intelligent avec un téléphone portable, autre que de casser des briques/bulles/billes, d’échanger des messages stériles en moins de 200 caractères ou de faire défiler des images en moins de temps que le cerveau n’en a besoin pour les visualiser. Qu’est-ce qui justifie un calculateur puissant, autonome et fonctionnant sur batterie, idéalement géolocalisé en recevant les signaux de satellites équipés d’horloges atomiques (GPS/Galileo/GLONASS/Beidou), et capable d’accéder à une base de données ? Finalement au cours des missions de terrain, la révélation se trouva dans QField, l’outil embarqué pour téléphone portable et tablette sous Android, permettant de visualiser un projet QGIS afin d’emporter partout sa base de données géoréférencées et de la mettre à jour avec les nouvelles observations.

Dans une époque lointaine et révolue de conférences en présentiel, nous avions proposé d’organiser une rencontre européenne des utilisateurs et développeurs de l’environnement libre de traitement numérique de signaux radiofréquences GNU Radio. Persévérants que nous sommes, après l’obligation d’annulation en dernière minute l’année dernière dans l’incertitude des déplacements et des rencontres, nous avons retenté cette année d’organiser une conférence, qui s’est rapidement avérée devoir se tenir en virtuel. En voici les leçons tirées, complétées de quelques divagations techniques sur le concours proposé et les tutoriels.

L’agence spatiale européenne (ESA) diffuse librement les données acquises par les RADAR spatioportés Sentinel-1. Au-delà de la mesure de distance à une cible, l’exploitation de ces données permet d’extraire bien des informations sur les conditions de propagation et de réflexion des ondes électromagnétiques émises autour de 5,405 GHz. L’analyse des données brutes permet d’atteindre un tel objectif, de l’utilisation des phases d’écoute du satellite comme radiomètre à la détection des émetteurs au sol autour de sa bande de fréquence de fonctionnement C civile ou G militaire. L’ESA ne supporte pas officiellement le décodage des données brutes... qu’à cela ne tienne, nous allons pallier cette déficience en analysant le format des données et en fournissant la solution au décodage des informations brutes disponibles sur le site Copernicus, validée par la compression en azimut et en distance des impulsions... et bien plus !

Nous explorons le format G3DB exploité dans nombre de jeux programmés en Java sous Android s’appuyant sur la bibliothèque LibGDX. Cette étude sera l’occasion de découvrir le format universel binaire JSON, conçu pour sa compacité tout en conservant une facilité d’analyse bien connue de ce format de données. Nous aboutirons ainsi à un modèle 3D exploitable dans tout logiciel de conception assistée par ordinateur et conclurons par l’impression des divers éléments de la maquette et son assemblage.

Le développement de systèmes embarqués se doit d’optimiser l’utilisation des ressources de stockage, de calcul et énergétiques. En aucun cas compiler sur la plateforme embarquée cible ne respecte ces contraintes. Nous présentons Buildroot pour cross-compiler un système GNU/Linux efficacement, et le bénéfice en termes de performances qu’on en tirera.

Nombre d’images diffusées sur le Web sont manipulées, en particulier pour être projetées dans un référentiel géographique. Des projections automatiques mal contrôlées peuvent aboutir à un résultat aberrant... repris dans un documentaire diffusé par France 24 et donnant lieu à polémique sur les risques de rupture du plus gros barrage hydroélectrique du monde. Un peu de bon sens et de contrôle de l’information auraient pu éviter la bévue.

Nous avions étudié comment fonctionne un RADAR pour la mesure de distance, puis d’azimut et finalement interférométrique, lors d’un déploiement depuis le sol. Nous allons appliquer ces connaissances aux données acquises par les RADAR transportés par les satellites de l’ESA Sentinel-1, librement disponibles sur le Web. Nous conclurons en installant au sol une cible coopérative qui sera parfaitement visible depuis l’espace.

Tracer les fractales de Mandelbrot ou de Newton sur de petits microcontrôleurs 8 bits ou 32 bits nous donne l’opportunité d’appréhender la représentation des nombres en virgule fixe pour une implémentation efficace de l’arithmétique – même sur des nombres complexes – sur systèmes embarqués à ressources réduites. Pouvoir tester le même code sur une multitude de plateformes impose de structurer son code pour séparer la partie algorithmique et l’accès aux ressources matérielles : nous allons proposer une architecture de code et de Makefile compatible à la fois avec des tests sur PC et sur diverses architectures de microcontrôleurs, en faisant appel aux stubs.

Nous avons démontré dans le premier article de la série la capacité à mesurer la distance à une cible (range compression), puis dans un deuxième temps à détecter l’angle d’arrivée du signal (azimuth compression). Fort de cette capacité de cartographier des cibles, nous allons conclure cette série sur la conception de RADAR à base de radio logicielle, et le traitement des signaux associé, par la mesure fine de déplacement des cibles par analyse de la phase (interférométrie) du signal, lors de la répétition des mesures.