Métrologie des comparaisons d'horloges par satellites : contributions à l'étude d'un complément au système de radionavigation GPS et à la prédiction du temps du GPS : proposition pour une nouvelle méthode de synchronisation d'horloges en temps réel

par Bertrand Juompan-Yakam

Thèse de doctorat en Astronomie fondamentale, mécanique céleste et géodésie

Sous la direction de Michel Granveaud.


  • Résumé

    Le système GPS est un précieux outil en navigation, en géodésie et en métrologie du temps. Des comparaisons d'horloges peuvent être effectuées sur de très longues distances, de façon opérationnelle, avec une exactitude de l'ordre de la nanoseconde. En navigation aérienne, outre les dégradations volontaires du système, les principales limitations du GPS sont ses indisponibilités partielles, et son défaut d'intégrité. Le projet d'un complément au GPS consiste à générer à bord de satellites géostationnaires -par asservissement au sol- des signaux de mêmes caractéristiques radioélectriques que ceux du système GPS, et synchrones de ces derniers. L’objectif d'un tel complément est, grâce à la surveillance du GPS et à l'accroissement de sa disponibilité, l'homologation du système comme moyen unique de navigation dans les phases de vol précédant l'approche précise. L’expérimentation d'un complément européen au GPS confirme la faisabilité du projet. Des méthodes de prédiction du temps du GPS sont étudiées, pour différents modèles de SA. Une méthode originale de synchronisation d'horloges en temps réel, sans transfert de données, est également proposée. Cette possibilité, combinée à la prédiction du temps du GPS serait du plus grand intérêt pour la mise en place d'un système global de diffusion des corrections au message GPS.

  • Titre traduit

    Satellite time transfer metrology : contribution to the design of a complement to the global positioning system and to the prediction of GPS time : proposal for a new method for real time clock synchronization


  • Résumé

    The Global Positioning System is a valuable tool in navigation, geodesy and time metrology. Operational time transfer can be performed over very long baselines at the nanosecond level. In civil aviation though, aprt from intentional degradation, outages and lack of integrity are the main shortcomings of GPS. The project of a complement to GPS consist of generating on board a geostationary stellite, through servo-control from the earth, GPS-like signals and a time scale synchronized in GPS time. The goal is to enable GPS to be ratified as a stand-alone en route navigation means, thanks to a space segment augmentation and the monitoring mission of the complement. The European Complement to GPS experiment confirms the feasibility of the project. Alternative methods for GPS time restitution are studied, with different SA models. An original method for real time clock synchronization, without data transfer, is also proposed. This possibility, combined with GPS time prediction, would be of great interest for a Wide Area Differential Global Positioning System.

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