Systèmes de fusion pour la segmentation hors-ligne de signaux GPS multi-porteuses
Résumé
The GPS (Global Positioning System) allows any user to calculate his position on Earth. A receiver measures the transit time of electromagnetic waves emitted by a satellites constellation. The transit time is estimated with discriminator values calculate with correlation of codes contained in the signals and generated by the receiver. Actually, the GPS signal is emitted on a single carrier frequency for a civil use. With the future GPS evolution, as well as the future European system Galileo, several frequencies and so several discriminator measurements will be available. The purpose of this thesis is the study and the implementation of fusion methods for off-line segmentation of code discriminators. In this context, we examine several bayesian segmentation approaches. We propose a first hybrid fusion technique that permits to determine a stationary change on several signals. The second off-line fusion method permits to determine the linear multi-changes on a multi-carrier GPS signals. This method is based on the minimisation of a penalized contrast function. These methods are evaluated for the estimation of the distance between a satellite and a receiver, and for the position calculation of a receiver, on real data, every millisecond.
Le système de positionnement GPS (Global Positioning System) permet à tout utilisateur de déterminer sa position sur la Terre. Un récepteur calcule les temps de propagation que mettent des ondes électromagnétiques émises par une constellation de satellites pour lui parvenir. L'estimation de ce temps de propagation est obtenue grâce à un signal discriminant, construit à partir de la corrélation des codes du signal reçu avec les codes générés par le récepteur. Actuellement, ces ondes ne sont émises que sur une unique fréquence porteuse pour une utilisation civile. Avec l'évolution future du système GPS, ainsi que la mise en place du système européen Galileo, plusieurs fréquences et donc plusieurs mesures de discriminants seront disponibles. Le travail présenté dans cette thèse a pour objet l'étude et la mise en oeuvre de méthodes de fusion appliquées à la segmentation hors-ligne des discriminants de code. Pour cela, plusieurs approches de segmentations bayésiennes sont étudiées. Une première technique de fusion hybride permet de déterminer la présence d'une rupture de stationnarité dans une fenêtre d'observation et sur plusieurs signaux. La seconde méthode de fusion, hors-ligne et multi-ruptures, permet de déterminer les ruptures de linéarités de signaux grâce à la minimisation d'une fonction de contraste pénalisée. Ces méthodes sont ensuite appliquées à l'estimation de la distance entre un satellite et un récepteur, et évaluées sur signaux réels pour le calcul de la position d'un récepteur toutes les millisecondes.