Algorithmes de contrôle d’intégrité pour la navigation hybride GNSS et systèmes de navigation inertielle en présence de multiples mesures satellitaires défaillantes

par Frédéric Faurie

Thèse de doctorat en Automatique, productique, signal et image

Sous la direction de Mohamed Najim.

Le jury était composé de Ezio Todini, Jean-Luc Demange, Audrey Giremus, Jean-Claude Goudon, Stanislas Szelewa.

Les rapporteurs étaient Emmanuel Duflos, Christophe Macabiau.


  • Résumé

    La navigation par satellite pour les applications critiques telles que l'aviation civile nécessite un dispositif de contrôle d'intégrité pour garantir un certain niveau de précision et de fiabilité des informations fournies au pilote. Au delà des informations de position, le système de navigation doit donc fournir des alertes lorsque les exigences opérationnelles ne sont pas respectées. Cette perte de performance peut être due aux dysfonctionnements des satellites. Cette thèse traite donc du contrôle d'intégrité des systèmes de navigation en présence de pannes satellite multiples. Le contexte étudié est celui où les mesures satellitaires sont hybridées avec les données cinématiques provenant d'une centrale inertielle. Les contributions apportées à cette problématique sont diverses. Différents algorithmes sont proposés en tenant compte des contraintes de charge de calcul limitée liées aux applications embarquées. Parmi eux, l'utilisation de la fusion d'informations permet d'améliorer les performances de contrôle d'intégrité. Les imperfections du modèle d'erreur de mesure sont également traitées dans cette thèse. D'une part, nous proposons de détecter et de compenser les potentiels sauts de variance du bruit de mesure. D'autre part, des approches robustes sont utilisés afin d'améliorer le contrôle d'intégrité en présence de bruit de mesure non-gaussien.


  • Résumé

    Critical applications such as civil aviation require a navigation system including an integrity monitoring function to provide accurate and reliable information. Thus, the navigation system has to raise an alert when the operational requirements are not met. This loss of performance can be due to satellite failures. This thesis deals with integrity monitoring of navigation system assuming multiple satellite failures. Moreover, we consider herein the satellite measurements are hybidized with the kinematic information providing by an inertial navigation system.The contributions to this issue are manifold. Several algorithms are proposed accounting for the limited computing load of the embedded applications. Among them, information fusion allows to improve the integrity monitoring performance. Errors in measurement noise model are also treated in this thesis. On the one hand, we propose to detect and compensate the measurement noise variance jumps. On the other hand, robust approaches are used to improve the integrity monitoring when the measurement noise is not gaussian distributed.


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