Friedt Jean-Michel

Nous exploitons un récepteur de navigation par satellites « faible » coût U-Blox Zed-F9P s’appuyant sur divers réseaux de stations de référence (Centipède, IGN) pour utiliser efficacement la bibliothèque RTKLIB pour positionner un dispositif mobile avec une résolution centimétrique. Les informations ainsi produites sont exportées en temps réel dans des Systèmes d’Informations Géographiques (GIS) tels que QGIS (GNU/Linux) ou QField (Android) pour être intégrées dans l’ensemble des informations géoréférencées considérées au cours d’une étude sur le terrain.

Dans le contexte du traitement du signal sur systèmes embarqués et en particulier sur microcontrôleurs qui ne sont pas munis d’une unité de calcul en virgule flottante (FPU), nous reprenons une célèbre observation de 1963 sur l’évolution de systèmes dynamiques excessivement sensibles aux conditions initiales, et donc qualifiés de chaotiques lors de simulations en représentation des nombres à virgules fixes.

Afin de compenser les effets corrélés qui dégradent la mesure de position par navigation satellitaire, notamment GPS, nous désirons faire communiquer deux récepteurs de signaux de navigation par satellite capables de compenser les délais ionosphériques et troposphériques en vue d’une mesure centimétrique. Pour ce faire, une liaison point à point sub-GHz d’une portée de plusieurs kilomètres est établie en s’appuyant sur l’interface physique LoRa programmée grâce à l’environnement exécutif RIOT-OS sur STM32. Cet exercice est l’opportunité d’analyser l’impact des paramètres de communication numérique sur le débit, la portée ou la robustesse de la liaison radiofréquence.

Nous explorons la réception de signaux émis depuis les observatoires de métrologie du temps et des fréquences européens et rediffusés par satellite géostationnaire en traitant le signal reçu sur une parabole de télévision au moyen d’une radio logicielle.

Deux composants de la société anglaise Mirics ont été associés pour proposer le RSP1, une radio logicielle à moins de 20 euros couvrant 10 kHz–2 GHz (donc de la bande HF, notamment des radioamateurs, au GPS et à Iridium), mais surtout offrant une bande passante jusqu’à 8 MHz. Malheureusement, son utilisation s’appuie sur la bibliothèque propriétaire SDRPlay, dont l’installation n’est pas de tout repos.

Nous proposons d’aborder la transformée de Fourier rapide dans le contexte de l’environnement exécutif multitâches FreeRTOS à destination de microcontrôleurs ARM émulés dans QEMU. Ce faisant, nous découvrirons les plaisirs du partage de ressources et des queues pour échanger les données entre tâches, ainsi que quelques appels de fonctions cachées dans les bibliothèques dont l’utilisation s’avérera quelque peu périlleuse.

Nous exploitons les signaux émis à intervalles connus et documentés sur le site Copernicus de l’ESA par les satellites Sentinel-1 pour une mesure au sol de RADAR passif bistatique. Deux antennes au sol, une antenne de référence qui observe le signal direct émis par le satellite, et une seconde antenne de surveillance qui observe les réflexions par les cibles illuminées par le satellite sont connectées à un récepteur de radio logicielle pour collecter à 5405 MHz les signaux de Sentinel-1. La détection de cibles à plusieurs kilomètres du récepteur est démontrée avec un système simple composé d’une radio logicielle Ettus Research B210 et d’une Raspberry Pi 4 programmée efficacement. La diversité spatiale introduite par le mouvement du satellite le long de son orbite permet de cartographier les cibles en distance et en azimut.

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.