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062 - Liaison de données et Radio Navigation

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Il faut juste savoir que ces 3 systèmes existent, car les questions techniques portent seulement sur le système NAVSTAR Américain (nombre et inclinaison des satellites, altitude des orbites...).
Avec la réception d'un satellite supplémentaires, donc avec 4 satellites, vous aurez en plus une information d'altitude (position en 3 Dimensions - 3D).
- le segment spatial : sa fonction est de transmettre un signal utilisé par un récepteur adapté à calculer le temps, la position et la vitesse.
- Le mélange d'une onde électromagnétique avec une autre est appelé interférence.
1.1 - Généralités :
A la mise en route, votre récepteur détermine le site et l'azimut des satellites grâce aux données de l'almanach émises par les satellites eux-mêmes. Aussi, la visibilité des satellites par le récepteur est variable, dépendante du temps et de votre position géographique.
- le segment utilisateur : sa principale fonction est de sélectionner les satellites appropriés automatiquement, suivre les signaux et mesurer le temps mis par les signaux des satellites pour atteindre le récepteur.

3 segments (spatial, utilisateur et contrôle) composent son principe de fonctionnement


Le signal reçu peut être perturbé par la panne d'horloge atomique d'un ou de plusieurs satellites et l'absence d'antenne déportée ou extérieure sur votre drone.
- Le phénomène d'évanouissement d'une onde radio, jusqu'à sa disparition est appelé l'absorption.
La puissance maximale d'émission à 2,4 GHz autorisée en Europe est de 100 mW.
Les ondes (les oscillations des deux champs E et H) sont définies par leurs fréquences, leurs longueurs, leurs amplitudes et leurs cycles :
Le système assure une couverture mondiale.
Les satellites GPS travaillaient sur la bande de fréquence UHF (Ultra Haute Fréquence). En employant le GPS, l'information de position primaire est dans la forme de sphères, avec les satellites dans le centre des sphères. Là où les 3 sphères (ou plus) se croisent à la surface de la terre, est votre position.
Ces ondes sont constituées de 2 champs oscillants, l'un électrique (E), l'autre magnétique (H), perpendiculaire l'un à l'autre.

Le système NAVSTAR :


Les erreurs les plus fréquente d'un mauvais positionnement GPS sont l'erreur d'horloge, l'erreur d'éphéméride et l'erreur de propagation atmosphérique.
- Si un signal radio s'affaiblit à mesure que la distance avec l'émetteur augmente, on parle d'atténuation.
La fréquence généralement utilisée pour la transmission vidéo entre un drone et une station sol est 5,8 GHz.
- Le phénomène de changement de direction d'une onde en raison du changement de sa vitesse est appelé réfraction.

1.4 - Quelques valeurs importantes à avoir en tête pour l'examen :


L'examen CATT porte sur le système NAVSTAR Américain, le système GLONASS Russe et le système Européen GALILEO.

1 - LES ONDES RADIO :



Chaque satellite tourne autour de la terre en 12 heures.
Avec la réception d'au moins 3 satellites, votre récepteur pourra déterminer votre position à la surface du globe terrestre (longitude, latitude et heure), il s'agit d'une position en 2D (2 dimensions). Vous aurez même une information de vitesse, qui sera une vitesse 'sol' à l'instant t.
 Notez que si on augmente la fréquence (le nombre de cycle dans une seconde) d'une onde, la longueur d'onde va diminuer !

1.3 - Brouillage volontaire par intervention malveillante d'un tiers :


- le segment de contrôle : c'est la surveillance de l'état de fonctionnement des satellites. Il s'assure que les données transmises par les satellites sont contrôlées et mises à jour de temps en temps par les stations sol (il se compose d'une station de contrôle maître, des stations de surveillances et des antennes sol).
Pour l'examen CATT, il n'y a que quelques notions à connaître concernant la liaison de données et la radio navigation, les voici ici résumées :
Il faut être conscient de se risque, pouvoir s'en prémunir (changement rapide de fréquence pour le guidage) et essayer de trouver la source d'un brouillage pour éventuellement le faire cesser.
Ces satellites tournent sur une orbite inclinée de 55° par rapport au plan de l'équateur.

SPÉCIALE TÉLÉPILOTE


Comme la terre n'est pas un globe parfait, il a été définit une ellipsoïde de référence nommée WGS-84, qui sert de référence pour donner votre hauteur.
La constellation GNSS/NAVSTAR GPS est composée de 24 satellites répartis en 6 orbites à 20200 km d'altitude.

2 - GPS (Global Positioning System) :


Pour clôturer ce chapitre, retenez que pour obtenir la meilleure qualité de signal GPS, il faut compter environ 10 minutes après la mise en marche du récepteur.
Par défaut, un télépilote doit s'assurer que les équipements radioélectriques mis en oeuvre pour l'exécution de sa mission n'interfèrent pas sur le bon fonctionnement des équipements radioélectriques utilisés pour le guidage, ni sur les installations radioélectriques d'autrui. Il doit prendre garde également aux systèmes de brouillage utilisés pour rendre inopérant leurs drones par des personnes mal-intentionnés.
La vitesse de propagation des ondes radio (ondes électromagnétiques) est celle de la lumière, c'est à dire 300000 km/s.
Les systèmes de navigation par satellite utilisent la mesure du temps pour déterminer une position GPS.
Les ondes VHF utilisés pour les transmissions radios se font dans le spectre 30 MHz à 300 MHz.
Enfin, pour doubler la portée d'une transmission radio, il faudra multiplié par 4 la puissance de l'émetteur.
Notez aussi qu'un élément monté sur votre drone (une caméra déportée par exemple) peut masquer la réception des signaux GPS, ce qui peut empêcher la bonne réception du signal.
La fréquence généralement utilisée pour le guidage est 2,4 GHz.
- Le phénomène qui se produit lorsqu'une onde contourne un obstacle impénétrable est appelé diffraction.

1.2 - Les phénomènes affectant la propagation des ondes radio :



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