Mise en œuvre d’un serveur NTRIP pour la mesure de position centimétrique : qu’est-ce que l’altitude ?

fig2ab.jpgUn signal différentiel est caractérisé par la propagation sur deux fils supposés proches, pour subir les mêmes perturbations électromagnétiques, de potentiels opposés pour propager une information, et ces potentiels ne sont pas référencés à une masse, mais l’un par rapport à l’autre. Un oscilloscope ne peut observer qu’un potentiel référencé à sa masse (puisque les normes interdisent « normalement » de déconnecter la masse de la terre pour la rendre flottante), et même si la solution de soustraire la mesure de deux voies pour analyser le signal différentiel est désormais disponible sur oscilloscopes numériques, d’énormes oscillations du secteur à 50 Hz polluent la mesure différentielle. Nous proposons un circuit dédié, à faible coût et facile à assembler, pour convertir le signal différentiel en signal référencé.

Depuis que Tomoji Takasu, auteur de RTKLib, a publié à https://github.com/tomojitakasu/PocketSDR son récepteur de radio logicielle dédié aux constellations de navigation par satellite, nous rêvions d’en obtenir une copie. Indisponible commercialement, nous avons donc décidé d’en produire une déclinaison nous-mêmes, en respectant les préceptes de n’utiliser que des outils libres. Nous profiterons de cette nouvelle plateforme de travail pour étudier quelques aspects d’exploitation des signaux de navigation par satellite, de la détection de leurrage à l’asservissement d’un oscillateur à quartz sur la référence de temps produite par les horloges atomiques à bord des satellites, et ce, en tirant parti des connaissances acquises sur la programmation des interfaces USB, et des communications entre logiciels de PocketSDR, GNU Radio et gnss-sdr.

Alors que l’USB est souvent abordé comme un bus émulant un port série, tirer pleinement profit de sa bande passante nécessite d’exploiter les interfaces disponibles les plus appropriées, en particulier Human Interface Device (HID) et transferts en volume (Bulk). Nous proposons d’appréhender le bus USB exposé par le noyau Linux en vue d’en tirer le maximum du débit disponible, et appliquer cette connaissance en réalisant un récepteur de radio logicielle dédié à la réception des signaux de navigation par satellite (GNSS) en bande L (1–2 GHz) grâce au MAX2771. Nous démontrons le bon fonctionnement du circuit avec l’acquisition et le traitement de signaux issus de diverses constellations, de GNSS en orbite intermédiaire MEO et Iridium en orbite basse LEO, observés avec une bande passante pouvant aller jusqu’à 44 MHz.