Guide des modes GPS Statique et Statique Rapide - Version 3.0 - GPS System 500
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GPS System 500
Guide des modes GPS Statique et Statique Rapide
Version 3.0
FrançaisSystem GPS500
Nous vous adressons tous nos compliments pour
l'achat d'un System 500 de Leica Geosystems.
2 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frSommaire Introduction 6 Planification globale d'un lever GPS 7 Planification de la mission 13 Durées d'observation et longueurs de lignes de base 15 Observations sur le terrain 17 Importation des données dans SKI-Pro 22 Obtention de coordonnées WGS 84 initiales pour un point 23 Paramètres de Post-Traitement 24 Sélection des lignes de base - Stratégie de calcul 30 Interprétation des résultats 32 Examen du fichier journal et comparaison des résultats 34 Enregistrement des résultats 36 Ajustement, transformation et sortie des résultats 38 Remarques relatives aux mesures en Statique et Statique Rapide en monofréquence 39 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 3 Sommaire
Table des matières
Introduction ................................................... 6 Observations sur le terrain ......................... 17
Site de référence ....................................................... 17
Planification globale d'un lever GPS ........... 7 Nécessité d'un point connu en WGS 84 .......................... 18
Longueur de ligne de base .......................................... 7 Observation de nouveaux points ............................... 19
Stations de référence provisoires pour levers en Guidage avec l'indicateur Stop & Go ............................... 19
Statique Rapide ........................................................... 8 Remplir une fiche de terrain ....................................... 20
Contrôle des nouveaux points ..................................... 9
Observations de jour/de nuit. Mesure de longues Importation des données dans SKI-Pro .... 22
lignes ........................................................................ 10 Contrôle et édition durant le transfert de données ...... 22
Planning de travail - meilleures périodes Sauvegarde de données brutes et de projets ............. 22
d'observation ............................................................ 10
Transformation dans un système de coordonnées Obtention de coordonnées WGS 84
locales ....................................................................... 11 initiales pour un point ................................. 23
Planification de la mission ......................... 13 Paramètres de Post-Traitement ................. 24
GDOP (Geometric Dilution of Precision) - Coefficient Angle de coupure ...................................................... 24
d'affaiblissement de la précision ................................ 13 Ephémérides ............................................................ 25
Sélection des bonnes fenêtres GPS .......................... 13 Type de solution ........................................................ 25
Fréquence ................................................................ 26
Durées d'observation et longueurs de Déterminer les ambiguïtés jusqu'à ............................. 27
lignes de base .............................................. 15 Durée mini pour solution flottante .............................. 27
Modèle troposphérique ............................................. 28
Modèle ionosphérique ............................................... 28
Utiliser modélisation statistique .................................. 29
Table des matières 4 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frTable des matières, suite
Sélection des lignes de base - Stratégie Enregistrement des résultats ..................... 36
de calcul ....................................................... 30
Ajustement, transformation et sortie
Interprétation des résultats ........................ 32 des résultats ................................................ 38
Résolution d’ambiguïtés ............................................ 32
Solutions flottantes .................................................... 33 Remarques relatives aux mesures en
Statique et Statique Rapide en
Examen du fichier journal et monofréquence ........................................... 39
comparaison des résultats ......................... 34
Comparaison du fichier journal et des fiches
de terrain .................................................................. 35
Comparaison des résultats pour des solutions
multiples ................................................................... 35
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 5 Table des matièresIntroduction
La topographie par GPS s'est Le présent guide expose la manière
largement répandue en raison des de conduire des levers GPS en
nombreux avantages qu'elle modes Statique et Statique Rapide
présente en matière de précision, de en insistant sur les points devant
rapidité, de polyvalence et de faire l'objet d'une attention
productivité. Toutefois, les particulière.
techniques employées sont
radicalement différentes de celles de Bien que cette brochure se destine
la topographie classique. de façon spécifique au GPS -
System 500 et System 300 de Leica
Les mesures GPS sont relativement Geosystems, elle contient de
simples et fournissent de bons nombreuses informations à
résultats si certaines règles caractère général valables pour tous
fondamentales sont respectées. D'un les systèmes GPS. Des informations
point de vue pratique, il est sans complémentaires sont disponibles
doute plus utile de connaître les dans les différents guides inclus
règles de base relatives à la dans les documentations techniques
planification, à l'observation et au du System 500 et du System 300.
calcul des levers GPS que de
disposer de connaissances
théoriques approfondies sur le
système de positionnement mondial
par satellites.
Introduction 6 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frPlanification globale d'un lever GPS
Longueur de ligne de base
Un capteur GPS mesure la phase Cette hypothèse est d'autant plus
des signaux des satellites reçus vraie que la ligne de base est courte,
avec une précision millimétrique. car il est alors très probable que
Cependant, les signaux émis par les l'atmosphère traversée par les
satellites se propagent dans l'espace signaux atteignant les deux capteurs
en direction de la Terre et traversent est identique.
donc l'atmosphère, constituée de
l'ionosphère et de la troposphère, Les levers en mode Statique Rapide
par laquelle ils sont modifiés. Les se caractérisent par des temps
perturbations de l'atmosphère d'observation courts. Il est donc
entraînent une atténuation de la particulièrement important pour ce
précision des observations. mode de mesure que les
perturbations ionosphériques soient
La topographie GPS est une plus ou moins identiques sur les
méthode différentielle. Une ligne de deux sites.
base entre deux capteurs est
observée et calculée. Si les deux Il convient ainsi de minimiser les
capteurs reçoivent au même longueurs de lignes de base non
moment les signaux émis par les seulement en Statique Rapide mais
mêmes satellites, les effets pour tous les types de levers GPS.
atmosphériques s'annulent en
grande partie.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 7 Planification globale d'un lever GPSStations de référence provisoires pour levers en Statique Rapide
Le temps d'observation et la Sur les plans de la productivité et de
précision dépendant principalement la précision, il est préférable de
de la longueur de la ligne de base, il mesurer des lignes de base courtes
est vivement recommandé de (p. e. 5km) depuis plusieurs stations
réduire celle-ci au minimum. de référence provisoires plutôt que
d'essayer de mesurer de longues
Selon la zone et le nombre de points lignes de base (p. e. 15 km) depuis
à lever par GPS, il vous faudra un point central.
envisager d'établir une station de
référence provisoire, voire plusieurs.
Les lignes de base rayonnées
depuis une station de référence
provisoire peuvent atteindre
plusieurs kilomètres de longueur.
N'oubliez cependant pas qu'il est
avantageux d'en limiter la longueur.
Le tableau de la page 16 indique les
longueurs de lignes de base ainsi
que les temps d'observation
correspondants.
Planification globale d'un lever GPS 8 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frContrôle des nouveaux points
Les contrôles basés sur des Si la durée d'observation est trop Un contrôle totalement indépendant
mesures indépendantes sont la règle courte, la géométrie des satellites requiert d'observer les règles
pour tous les types de travaux défavorable (GDOP) ou si les suivantes :
topographiques. Dans le cas des perturbations ionosphériques sont
levers classiques, les contrôles très fortes, il peut arriver que le • Effectuer une seconde occupation
porteront sur les points d'appui, la logiciel de Post-Traitement résolve d'un point dans une fenêtre
bonne orientation de l'instrument, les les ambiguïtés mais que les résultats différente, afin de garantir que la
hauteurs de l'instrument et de la soient hors des tolérances prévues. mise en station, la constellation
cible, etc. Les polygonales et les des satellites et les conditions
boucles de nivellement sont fermées L'utilisateur doit être prêt, le cas atmosphériques sont différentes.
à cet effet, les points sont échéant, à contrôler les points qu'il a • Refermer une polygonale en
déterminés deux fois au moins et levés, en fonction de la précision établissant une ligne de base
des distances de contrôle sont requise. Cet aspect est entre le dernier point et le point
mesurées. Selon la nature du travail particulièrement important si les initial.
à effectuer et la précision temps d'observation ont été réduits
recherchée, les mêmes principes au minimum et les recommandations • Mesurer des lignes de base
pourront être appliqués aux levers relatives au GDOP ignorées. indépendantes entre points dans
par GPS. les réseaux.
Les mesures en Statique Rapide à Un contrôle partiel peut être obtenu
durée d'observation réduite devront en utilisant deux stations de
faire l'objet d'une attention référence au lieu d'une seule. Ainsi,
particulière. deux positions seront disponibles
pour chaque point toutes deux
cependant basées sur la même mise
en station et les mêmes observations
du capteur itinérant.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 9 Planification globale d'un lever GPSPlanning de travail - meilleures
Observations de jour/de nuit. Mesure de longues lignes périodes d'observation
D'une manière générale, la durée Pour des lignes de base jusqu'à En étudiant le diagramme des
d'observation d'une ligne de base est 20 km, on tentera de résoudre les satellites et les reports du GDOP,
proportionnelle à sa longueur. ambiguïtés par l'algorithme Statique vous constaterez qu'il existe
Rapide intégré au logiciel de Post- plusieurs fenêtres favorables (cf.
L'ionosphère étant activée par le Traitement SKI-Pro. page 14) réparties sur 24 heures.
rayonnement solaire, ses Nous vous recommandons de tirer
perturbations sont plus fortes le jour En conditions favorables, il est profit des fenêtres favorables pour
que la nuit. Il en résulte que les possible de résoudre les ambiguïtés travailler en Statique Rapide et
observations nocturnes en Statique pour des lignes de base dont la d'élaborer votre plan de travail avec
Rapide permettent de calculer des longueur excède 20 km. soin.
lignes de base environ deux fois plus
longues que celles effectuées de Il n’est en principe pas conseillé de Il est impossible de planifier des
jour. En d'autres termes, les durées résoudre les ambiguïtés sur des observations GPS à la minute près.
d'observation peuvent souvent être lignes de base de plus de 80 km. Un Plutôt que d'observer un maximum
diminuées de moitié la nuit. algorithme de Post-Traitement de points dans une fenêtre en
différent est utilisé par SKI-Pro dans réduisant les temps d'observation au
L'activité ionosphérique suit un cycle de tels cas. Cet algorithme élimine minimum, il est préférable de
de 11 années et connaît en grande partie l’influence mesurer moins de points et
actuellement une progression. ionosphérique mais ne tient pas d'augmenter leurs durées
compte du fait que les ambiguïtés d'observation. Cette stratégie est
Le tableau de la page 16 fournit les doivent être des nombres entiers. particulièrement payante pour les
durées d'observation associées aux Une durée d’observation suffisante levers de haute précision.
longueurs de lignes de base dans est à prévoir pour satisfaire aux
les conditions ionosphériques exigences de précision imposées.
actuelles.
Planification globale d'un lever GPS 10 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frTransformation dans un système de coordonnées locales
Le System 500 et le System 300 Ils doivent être répartis de façon
fournissent des positions relatives homogène à l'intérieur de la zone à
précises de points observés dans un lever. Un calcul correct de tous les
réseau GPS et reliés lors du Post- paramètres de transformation
Traitement. Les coordonnées sont (translations, rotations, échelle),
basées sur le référentiel WGS 84. requiert de disposer de trois points
au minimum, quatre voire plus étant
Il est nécessaire, pour la plupart des préférables.
projets, de transformer les
coordonnées WGS 84 obtenues par Vous voudrez bien vous reporter à la
le lever GPS en coordonnées locales partie de l’aide en ligne consacrée
planes, c.-à-d. en coordonnées aux transformations et aux
planes de la projection locale basée projections pour plus de détails sur
sur l'ellipsoïde local. le calcul des transformations dans
SKI-Pro.
Des points connus en coordonnées
locales doivent être intégrés au
réseau GPS afin que cette
transformation puisse être calculée.
Ces points communs, connus en
coordonnées WGS 84 et locales,
servent à déterminer les paramètres
de transformation et à vérifier la
cohérence du système local.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 11 Planification globale d'un lever GPSTransformation dans un système de coordonnées locales, suite
Planification globale Stations de référence provisoires
9 Planifiez la campagne avec soin. Sur les plan de la précision et de la productivité, il est
9 Etudiez le projet, le nombre de points, la précision généralement préférable de mesurer de courtes lignes
requise. de base depuis plusieurs stations de référence
provisoires plutôt que d'essayer de mesurer de longues
9 Etudiez les possibilités de rattachement à des réseaux
lignes de base depuis un seul point central.
existants.
9 Etudiez la transformation en coordonnées locales.
9 Réfléchissez aux méthodes d'observation et de calcul
les plus appropriées.
9 Pour une précision élevée, limitez la longueur des
lignes de base au minimum.
9 Utilisez des stations de référence provisoires
- étudiez les besoins en contrôles indépendants :
- occupez les points à deux reprises dans des
R-Stations de référence provisoires
fenêtres différentes
- refermez les polygonales. Exemple:
9 Mesurez des lignes de base indépendantes entre les
points. Etablir 6 stations de référence provisoires en Statique ou
9 Etudiez la possibilité d'utiliser deux stations de en Statique Rapide.
référence. • Contrôler le réseau des stations de référence
9 Utilisez de bonnes fenêtres. provisoires par plusieurs mesures de position ou par
9 Etudiez la possibilité d'observer de longues lignes de des lignes de base indépendantes.
base la nuit. • Définir les nouveaux points depuis les stations de
9 Pour des travaux de haute précision, essayez de ne référence provisoires, en Statique Rapide, par la
pas mesurer un nombre maximum de points dans une mesure de lignes de base rayonnées.
même fenêtre. • Vérifier au besoin les points critiques.
Planification globale d'un lever GPS 12 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frPlanification de la mission
GDOP (Geometric Dilution of Sélection des bonnes
Precision) - Coefficient fenêtres GPS
d'affaiblissement de la Il est recommandé, pour la bonne Les fenêtres défavorables devraient
précision exécution de levers GPS de haute exclusivement servir de transition
précision, d'effectuer les entre plusieurs bonnes fenêtres lors
La valeur de GDOP vous aide à
observations dans de bonnes d'observations de longue durée, par
évaluer la qualité de la géométrie de
la constellation des satellites. Un fenêtres. Si vous connaissez la exemple depuis des stations de
GDOP faible indique une bonne latitude et la longitude à environ 1° référence et pour de longues lignes
géométrie alors qu'un GDOP élevé près, le diagramme des satellites, le de base.
traduit une constellation défavorable. GDOP, l'élévation et les cartes du
Plus la valeur du GDOP est faible ciel du module de conception de Utilisez la carte du ciel pour
(bonne), plus la probabilité d'obtenir réseaux de SKI-Pro vous aideront à déterminer si les signaux émis
de bons résultats est élevée. sélectionner les fenêtres depuis les satellites pourront ou non
Une géométrie des satellites d'observation adéquates. être reçus s'il existe des obstructions
défavorables peut être comparée au à proximité d'un point. Une
Prenez un soin particulier à la dégradation du GDOP peut
"rayon d'indécision" d'un relèvement
classique. Si la géométrie est sélection des fenêtres pour les s'ensuivre. Contrôlez le GDOP en
mauvaise, la solution fournie par le observations en mode Statique désactivant le satellite correspondant
Post-Traitement sera peu Rapide. dans le module de disponibilité des
satisfaisante. satellites. Il est recommandé
Une fenêtre d'observation appropriée
Lorsque vous mesurez en Statique d'effectuer une reconnaissance
pour le mode Statique Rapide doit
Rapide, veillez à ce que la valeur du soignée de tels sites.
contenir un minimum de 4 satellites
GDOP soit inférieure ou égale à 8, d'élévations supérieures à 15° avec un
ou mieux encore, qu'elle ne dépasse GDOP ≤ 8, conditions à respecter à la
pas 5. référence ainsi qu'au mobile.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 13 Planification de la missionSélection des bonnes fenêtres GPS, suite Sélection des bonnes fenêtres Exemple: Fenêtre pour Statique Rapide : 9 4 satellites ou plus avec une élévation supérieure à 15°. 9 GDOP ≤ 8. Conditions idéales : 9 5 satellites ou plus. 9 GDOP ≤ 5. 9 Des élévations supérieures à 20°. Toujours : 9 Utiliser les cartes du ciel pour détecter les obstructions. 9 Recalculer le GDOP si un satellite est masqué. 9 Etre vigilant si 2 satellites sur 4 ou 5 présentent une élévation faible (
Durées d'observation et longueurs de lignes de base
La durée d'observation nécessaire à A moins d'être très restrictif, il est impossible de citer des durées
l'obtention d'un résultat précis en d'observation pouvant être totalement garanties. Le tableau de la page
Post-Traitement dépend de plusieurs suivante donne des indications, basées sur des tests effectués à des
facteurs : la longueur de la ligne de latitudes moyennes aux niveaux actuels de perturbations ionosphériques
base, le nombre de satellites, la avec un capteur bifréquence.
géométrie des satellites (GDOP) et
l'ionosphère. L'activité ionosphérique évolue selon un cycle de 11 années. Elle est
actuellement en augmentation vers son niveau maximum. On peut ainsi
Etant donné que les observations en s'attendre à ce que les durées d'observation aient à être prolongées ou les
Statique Rapide ne se feront qu'avec longueurs de lignes de base réduites. L'activité ionosphérique est également
4 satellites ou plus et un GDOP < 8, fonction de la position à la surface de la Terre. Son influence est
la durée d'observation requise est généralement plus faible aux latitudes moyennes que dans les régions
principalement fonction de la polaires ou équatoriales.
longueur de la ligne de base et des
perturbations ionosphériques. Remarquez que les signaux émanant de satellites d'élévations
faibles sont plus affectés par les perturbations atmosphériques que
Les perturbations ionosphériques ceux émis par des satellites élevés. Pour des observations en
varient en fonction de l'heure et de la Statique Rapide, il peut être utile d'augmenter les durées
position à la surface de la Terre. d'observation si deux satellites sur quatre ou cinq présentent une
Celles-ci étant bien plus faibles de élévation faible ( < 20°).
nuit, les temps d'observations
nocturnes en Statique Rapide
peuvent souvent être diminués de
moitié ou la longueur des lignes de
base doublée. Il peut ainsi être
avantageux de mesurer des lignes
de base de 20km à 30 km de nuit.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 15 Durées d'observation et longueurs de lignesDurées d'observation et longueurs de lignes de base, suite
Durées et longueurs de lignes de base
La durée d'observation dépend :
• de la longueur de la ligne de base
• du nombre de satellites
• de la géométrie des satellites (GDOP)
• de l'ionosphère
Les perturbations ionosphériques varient en fonction de l'heure, du cycle
jour/nuit, du mois, de l'année et de la position à la surface de la Terre.
Le tableau fournit une aide indicative pour des longueurs de lignes de base
et des durées d'observation à des latitudes moyennes aux niveaux actuels
de perturbations ionosphériques avec un capteur bifréquence.
Méthode Nbre de Longueur de Durée d’ob servation
d’obs. sats GDOP ligne de base approxi mative
≤8 De jour De nuit
Statique 4 ou plus Jusqu’à 5 km De 5 à 10 min 5 min
Rapide 4 ou plus De 5 à 10 km De 10 à 20 min De 5 à 10 min
5 ou plus De 10 à 15 km Plus de 20 min De 5 à 20 min
Statique 4 ou plus De 15 à 30 km De 1à 2 h 1h
4 ou plus Plus de 30 km De 2 à 3 h 2h
Durées d'observation et longueurs de lignes 16 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frObservations sur le terrain
Site de référence
La topographie GPS est une Les résultats pour les différents Remarquez qu'il n'est pas
technique différentielle consistant à points itinérants dépendront du nécessaire de mettre le
observer et à calculer des lignes de capteur à la référence. Il est donc capteur de référence en
base entre les stations de référence essentiel que celui-ci opère de façon station sur un point connu. Il
et les mobiles. Comme de fiable : est bien plus avantageux
nombreuses lignes sont déterminées d'établir des stations de
à partir de la même station de • L'alimentation électrique doit être référence provisoires en des
référence, le choix et la fiabilité de garantie. Utilisez une batterie sites répondant aux
cette dernière revêtent une chargée. Raccordez exigences susmentionnées
importance particulière. éventuellement deux batteries. que de mettre le capteur de
Lorsque c'est possible, prévoyez référence en station sur des
Les sites des stations de référence points connus inadaptés aux
un transformateur branché sur le
doivent être favorables aux observations GPS.
observations GPS. Un bon site doit secteur.
présenter les caractéristiques • Assurez-vous que la capacité
Des points connus en coordonnées
suivantes : mémoire est suffisante pour
locales doivent être intégrés au
• Absence d'obstructions au-dessus enregistrer toutes les réseau GPS pour le calcul de la
d'un angle de coupure de 15°. observations. transformation du système WGS84
• Absence de surfaces • Contrôlez la hauteur et au système local. Il n'est pas
réfléchissantes pouvant être la l'excentrement de l'antenne. nécessaire d'utiliser ces points
cause de trajets multiples. • Vérifiez que les paramètres de comme stations de référence. Il
• Sûreté, absence de toute configuration (type d’observation, peuvent être levés par le mobile.
circulation, possibilité de laisser le fréquence d’enregistrement, etc.)
capteur sans surveillance.
ont été correctement fixés et qu’ils
• Absence d'émetteur-récepteur
puissant (radio, antennes TV, etc.) coïncident avec ceux du mobile.
à proximité.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 17 Observations sur le terrainNécessité d'un point connu en WGS 84
Le calcul d'une ligne de base exige Si les coordonnées WGS 84 d'un Si une Position de Point Isolé est
que les coordonnées d'un point (la site ne sont pas connues ou ne calculée à partir de quelques
référence) soient maintenues fixes. peuvent pas être obtenues, le calcul minutes d'observations seulement,
Les coordonnées de l'autre point (le de Position de Point Isolé (SPP, les effets de la disponibilité sélective
mobile) sont déterminées par rapport Single Point Position) pourra être ne pourront être diminués. Les
à ce point "fixe". utilisé dans SKI. Tenez toutefois résultats risquent alors de présenter
compte du fait que la disponibilité une erreur de 100 m voire plus.
Pour éviter que les résultats soient
sélective (Selective Availability, SA)
faussés par des erreurs
peut être active. Seules des durées Lorsque vous déterminez une
systématiques, les coordonnées du
point "fixe" doivent être connues à d'observation adéquates permettent Position de Point Isolé pour le point
environ 20 mètres près dans le d'en minimiser les effets dans le initial d'un réseau, effectuez toujours
système de coordonnées WGS 84. Il calcul de la Position de Point Isolé. le calcul sur un site pour lequel vous
serait bon de connaître les disposez de plusieurs heures
coordonnées WGS 84 du point "fixe" Le capteur de la référence enregistre d'observations. Les coordonnées
à environ 10 mètres près faute de généralement des observations WGS 84 résultantes devraient alors
quoi des erreurs d'échelle de 1 à 2 durant de longues heures tandis que être bonnes à environ 10 mètres
ppm pourraient être introduites. le mobile se déplace de point en près.
point. Dans un tel cas, la Position de
Cela signifie que pour tout lever GPS Point Isolé pour le capteur de la La durée minimale d'observation
de précision les coordonnées référence calculée dans SKI-Pro ne pour le calcul d'une Position de Point
absolues d'un site du réseau doivent devrait pratiquement pas se ressentir Isolé fiable est probablement de 2 à
être connues en WGS 84 avec une des effets de la disponibilité 3 heures avec 4 satellites ou plus et
précision d'environ 10 mètres. Les sélective. un bon GDOP. Plus la durée
coordonnées WGS 84 d'un site sont d'observation est longue, meilleure
souvent disponibles ou peuvent sera la Position de Point Isolé.
facilement être obtenues comme
expliqué à la page 23.
Observations sur le terrain 18 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frObservation de nouveaux points Guidage avec l'indicateur Stop & Go
L'opérateur du capteur itinérant L'indicateur Stop & Go du capteur L'indicateur Stop & Go ne pouvant
(mobile) doit également accorder de fournit à l'opérateur du récepteur surveiller que le mobile, il ne peut
l'attention à certains aspects, itinérant les temps de mesure fournir qu'une estimation de la durée
notamment dans le cas de levers en approximatifs pour des observations de mesure nécessaire. Il ne doit
Statique Rapide avec de courtes en Statique Rapide sur quatre donc être utilisé que comme simple
durées d'observation. satellites ou plus, avec un GDOP guide.
inférieur ou égal à 8. Il évalue le
• Assurez-vous que les paramètres moment où le nombre d'observations
de configuration (la fréquence réalisé est suffisant pour permettre
d'enregistrement, etc.) sont leur Post-Traitement, autrement dit la
correctement fixés et coïncident résolution des ambiguïtés.
avec ceux du capteur de la
référence. A présent, les estimations sont
• Contrôlez la hauteur et calculées pour trois plages de lignes
l'excentrement de l'antenne. de base, de 0 à 5 km, de 5 à 15 km
• Surveillez le GDOP en cas de et au-delà de 15 km. Les estimations
courte durée d'observation. se basent sur la situation prévalant
• N'effectuez des mesures qu'avec actuellement pour les observations
un GDOP ≤ 8 pour une précision GPS à des latitudes moyennes et
de 5 à 10mm + 1 ppm en Statique supposent que le mobile et la
Rapide. référence poursuivent les mêmes
satellites.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 19 Observations sur le terrainRemplir une fiche de terrain Comme pour tous les travaux topographiques, il s'avère utile de remplir une fiche de terrain pour chaque site d'observation GPS. Les fiches de terrain facilitent le contrôle et l'édition durant le Post-Traitement. Stations de Référence Capteur itinérant (mobile) 9 Absence d'obstructions au-dessus de 15°. 9 Angle de coupure de 15°. 9 Absence de surfaces réfléchissantes (trajets 9 Les obstructions ne doivent pas empêcher la multiples). réception des signaux. 9 Sûreté, possibilité de laisser l'équipement sans 9 Absence de surfaces réfléchissantes (trajets surveillance. multiples). 9 Absence d'émetteur-récepteur à proximité. 9 Absence d'émetteur-récepteur à proximité. 9 Alimentation électrique fiable. 9 Batterie chargée. 9 Grande capacité de mémoire. 9 Capacité mémoire suffisante. 9 Paramètres de configuration corrects ( p. e. fréquence 9 Paramètres de configuration corrects (p. e. fréquence d'enregistrement). d'enregistrement des données). 9 Contrôle de la hauteur et de l'excentrement de 9 Contrôle de la hauteur et de l'excentrement de l'antenne. l'antenne. 9 Possibilité de stationner un point inconnu. 9 Sélection des bonnes fenêtres d'observation. 9 Il est préférable d'établir des stations de référence 9 Surveillance du GDOP (≤ 8). provisoires en de bons sites plutôt qu'en des points 9 Utilisation de l'indicateur Stop & Go comme un guide. connus inappropriés. 9 Remplissage d'une fiche de terrain. Pour des travaux GPS de précision, les coordonnées WGS 84 d'un point doivent être connues à environ 10 mètres près. Observations sur le terrain 20 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr
Remplir une fiche de terrain, suite
Conseils pratiques Fiche de terrain
9 Embases : contrôlez la bulle et le plomb optique. Id Point : Date:
9 Veillez au calage et au centrage corrects de l'embase
N° de série du capteur : Opérateur:
et du trépied.
9 Contrôlez la lecture de hauteur et l'excentrement de N° de carte mémoire :
l'antenne. Type de mise en station :
9 Une erreur altimétrique se répercute sur toutes les
composantes de la solution ! Hauteur d'antenne lue :
9 Utilisez une radio pour maintenir le contact entre la Début de la poursuite :
référence et le mobile.
9 Orientez les antennes pour les travaux de haute Fin de la poursuite :
précision. Nombre d'époques :
Nombre de satellites :
GDOP :
Position de navigation : Lat. Lon. Alt
Notes:
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 21 Observations
Observations sur
sur le
le terrain
terrainImportation des données dans SKI-Pro
Contrôle et édition durant le Sauvegarde de données
transfert de données brutes et de projets
Les données peuvent être • Hauteur d'antenne : comparez-la Effectuez toujours une sauvegarde
transférées directement dans SKI- aux fiches de terrain. sur une disquette ou sur le disque
Pro via le logement de carte du PC, dur après la lecture d'un jeu de
via un lecteur de carte externe, Remarquez que certains des données. Vous pouvez alors effacer
depuis le contrôleur (System 300) ou paramètres de site ci-dessus puis réutiliser la carte mémoire tout
le capteur (System 500) ou depuis peuvent être modifiés dans en conservant les données brutes. Il
une disquette contenant les données certains modules de SKI-Pro. est conseillé de créer un répertoire
brutes. Au cours du transfert de Les lignes de base pour chaque carte en cas de
données, l'opérateur a la possibilité concernées doivent alors être sauvegarde de données de plusieurs
de contrôler et d'éditer certaines redéterminées. cartes mémoires.
données et particulièrement :
Après l'importation de toutes les
• L'identifiant de point : vérifiez données relatives au projet, il est
l'orthographe, le respect des souvent opportun d'effectuer une
majuscules et minuscules, les sauvegarde de tout le répertoire du
espaces, etc. projet avant le Post-Traitement des
• Assurez-vous que le même données.
identifiant est associé aux
différentes mesures d'un même
point et que des points différents
du même projet ont des
identifiants différents.
Importation
Observationsdes
surdonnées
le terrain
dans SKI-Pro 22 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frObtention de coordonnées WGS 84 initiales pour un point
Comme expliqué page 18, le calcul L'établissement d'enseignement Lorsque vous utilisez cette méthode,
d'une ligne de base nécessite de supérieur ou le service topographique veillez à choisir un site pour lequel
maintenir fixes les coordonnées d'un local sera généralement en mesure de vous disposez de plusieurs heures
point. Les coordonnées de l'autre vous fournir des paramètres de d'observation. Les effets de la
point sont alors calculées par rapport transformation approchés. disponibilité sélective (SA) seront
au point "fixe". Comme expliqué page 17, il n'est pas alors minimisés et les coordonnées
indispensable que le capteur de la WGS84 résultantes devraient
Un lever GPS de précision nécessite référence soit mis en station sur un satisfaire à l'exigence de précision
de connaître les coordonnées point connu. S'il a été positionné sur (10 mètres) définie.
absolues d'UN site du réseau en un point nouveau (inconnu) et qu'un Reportez-vous au paragraphe "
WGS 84 à environ 10 mètres près. point connu a été observé avec le Nécessité d'un point connu en WGS
De telles coordonnées WGS 84 pour mobile, calculez simplement la 84", page 18, pour plus de détails.
un site sont souvent disponibles ou première ligne de base du point connu
peuvent facilement être obtenues. (le mobile) au point inconnu (la N'oubliez pas que des coordonnées
référence) de manière à obtenir et à initiales de qualité insuffisante pour
SKI-Pro permet de transformer stocker les coordonnées WGS84 le capteur de la référence affectent
facilement les coordonnées planes initiales requises pour le capteur de la le calcul de la ligne de base et
d'un point connu en coordonnées référence. peuvent conduire à des résultats
cartésiennes ou géographiques sur hors tolérance.
l'ellipsoïde local. Si les paramètres Si vous ne disposez pas de bonnes
de transformation entre le système coordonnées initiales en WGS84 et
WGS84 et le système local sont que vous ne pouvez pas les calculer
connus de manière approchée, des selon les procédures décrites dans les
coordonnées WGS 84 peuvent deux derniers paragraphes, il vous est
aisément être déterminées avec la possible de recourir au calcul de la
précision requise. Position de Point Isolé (Single Point
Position, SPP) dans SKI-Pro.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 23 Obtention de coordonnées WGSsur
Observations 84le
initiales
terrainParamètres de Post-Traitement
Angle de coupure
Dans la grande majorité des cas, les En topographie GPS, il est d'usage Il peut parfois être avantageux,
paramètres de Post-Traitement GPS de fixer l'angle de coupure à 10° cependant, de porter l'angle de
par défaut peuvent être acceptés par dans le capteur. 15° est la valeur par coupure à environ 20° dans le cas
l’opérateur sans que le moindre défaut du Post-Traitement de de fortes perturbations
changement ait jamais à être données. Evitez les angles de ionosphériques pour autant que le
effectué. L'opérateur pourra coupure inférieurs à 10° s'il vous faut nombre de satellites au-dessus de
cependant être amené à modifier l'un obtenir des résultats très précis. 20° soit suffisant et que le GDOP soit
ou l'autre paramètre en de très rares bon (utilisez le module de
et très spécifiques occasions. Les Il vous est possible d'augmenter Disponibilité des Satellites de SKI-
paramètres les plus courants vont à l'angle de coupure mais nous vous Pro pour contrôler le GDOP).
présent être décrits : recommandons d'être très prudent
lorsque vous le faites. Si l'angle de Il peut arriver que le calcul d'une
coupure pour le Post-Traitement est ligne de base ne corresponde pas à
supérieur à celui défini dans le la précision recherchée même en
capteur, certaines observations ne observant cinq satellites. Si l'un de
seront pas utilisées pour le calcul ces satellites ne s'élève jamais au-
des lignes de base et vous pourrez dessus d'environ 20°, le contact avec
"perdre" un satellite. Il peut arriver ce satellite risque d'être fortement
que seuls trois satellites soient perturbé par l'ionosphère. Une
utilisés dans le calcul au lieu de augmentation de l'angle de coupure
quatre. Des résultats fiables ne sont et un nouveau calcul avec seulement
pas envisageables avec seulement quatre satellites à fortes élévations
trois satellites. peut parfois produire un meilleur
résultat.
Paramètres desur
Observations Post-Traitement
le terrain 24 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frEphémérides Type de solution
SKI-Pro utilise les éphémérides Le paramétrage par défaut du La sélection de "Flottante" entraîne
radiodiffusées enregistrées dans le système, "Automatique", est en la non-résolution des ambiguïtés.
capteur. Il s'agit de la procédure principe accepté pour des travaux Selon la fréquence, vous pouvez
couramment utilisée dans le monde GPS de précision. Les observations déterminer une solution flottante L1,
entier pour tous les travaux GPS de de Code et de Phase disponibles L2, L1+L2 ou L3. La sélection d’une
routine. L'utilisation d'éphémérides seront alors utilisées dans le calcul. solution flottante L3 se révèle
précises présente peu d'intérêt pour judicieuse lors du traitement de
ce type de travaux GPS. Il ne devrait pas y avoir de grande longues lignes de base observées
différence entre la sélection de durant de longues périodes.
"Automatique" et celle de la "Phase" Remarquez qu’une solution flottante
seule. Les résultats devraient être sera automatiquement calculée si la
les mêmes, à peu de choses près. longueur d’une ligne de base excède
la valeur définie dans "Fixer les
"Code" peut être utilisé pour le calcul Ambiguïtés jusqu’à :".
rapide de lignes de base lorsqu’une
précision élevée n’est pas requise,
par exemple en exploration ou dans
le cas de travaux offshore. La
précision en position peut être au
mieux de 0,3 m si seules des
observations de code sont utilisées.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 25 Paramètres de Post-TraitementFréquence
SKI-Pro sélectionne La solution flottante L3 est La sélection de "Automatique"
automatiquement la fréquence ou la suffisamment précise, selon les conduit à l’utilisation d’une solution
combinaison de fréquences la mieux spécifications du système, pour L3 par SKI-Pro si des données bi-
adaptée pour la solution finale. Par autant que les durées d’observation fréquence sont disponibles et si la
conséquent, utiliser un autre soient suffisamment longues. longueur de la ligne de base excède
paramètre que "Automatique" 15 km. Si les ambiguïtés peuvent
présente peu d’intérêt. Si des Si les ambiguïtés ont été être résolues, elles sont introduites
données bi-fréquence sont préalablement résolues sur L1 et L2, dans la solution affranchie de l’effet
disponibles, les deux fréquences un deuxième calcul peut être effectué ionosphérique.
seront en principe utilisées. en introduisant les ambiguïtés entières
fixées pour L1 et L2 dans la Si les ambiguïtés ne peuvent pas
Le délai de propagation du signal combinaison linéaire affranchie de être résolues, le résultat sera une
dans l’ionosphère étant différent pour l’effet ionosphérique. Les perturbations solution flottante L3.
les fréquences L1 et L2, une ionosphériques sont éliminées et des
combinaison linéaire de ces deux ambiguïtés fixées sont utilisées. La sélection de "L1+L2" forcera le
fréquences éliminant l’influence des L’emploi de cette stratégie est calcul à utiliser les deux fréquences
effets ionosphériques peut être conseillé si les ambiguïtés peuvent L1 et L2, sans second calcul
calculée. Cependant, cette solution être résolues et si l’effet ionosphérique affranchi de l’effet ionosphérique,
dite L3 fait perdre le caractère entier est significatif (c.-à-d. avec des lignes indépendamment de la longueur de
des ambiguïtés. Une solution de base excédant 15 km). la ligne de base.
flottante est calculée à la place et les
En revanche, dans le cas de lignes
ambiguïtés restent indéterminées. Il La sélection de "Sans iono (L3)"
de base courtes, l’utilisation de la
n’est pas gênant, pour de très entraînera le calcul par le système
combinaison linéaire affranchie de
longues lignes de base (excédant 80 l’effet ionosphérique accroîtrait le d’une solution L3 indépendamment
km), de disposer d’une solution bruit de fond sans apporter de gain de la longueur de la ligne de base.
flottante, donc de laisser les substantiel. L’emploi d’une solution
ambiguïtés non résolues. standard L1+L2 est recommandé
dans ce cas.
Paramètres de Post-Traitement 26 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frDurée mini pour solution
Déterminer les ambiguïtés jusqu'à flottante
Ce paramètre fixe la longueur La solution flottante sera Ce paramètre définit la durée
maximale d’une ligne de base suffisamment précise si les minimale pour laquelle SKI-Pro
jusqu’à laquelle le système spécifications du système sont autorise le calcul d’une solution
cherchera à résoudre les respectées. flottante pour des intervalles
ambiguïtés. La valeur par défaut est statiques. Dans le cas de durées
de 80 km. Il vous est possible de Si les lignes de base ne dépassent d’observation trop brèves, les
relever cette limite mais nous vous pas la longueur limite, les mesures solutions flottantes peuvent être
conseillons la plus grande prudence sur L1 et sur L2 sont injectées dans insuffisamment précises et une
si vous le faites. Quoi qu’il en soit, le calcul en tant qu’observations simple solution par le code peut se
définir une valeur très élevée et individuelles. La recherche de révéler préférable. Le paramétrage
parfaitement irréaliste ne présente Lambda, développée par l’équipe du par défaut de 300 s signifie que SKI-
aucun intérêt. Une solution flottante professeur Teunissen de la TU Delft, Pro passe à une solution par le code
sera calculée pour les lignes de base constitue une méthode efficace seul si les ambiguïtés ne peuvent
excédant la longueur limite. permettant de déterminer des jeux pas être résolues pour des durées
d’ambiguïtés entières possibles. d’observation inférieures à 300 s.
La fréquence utilisée dans le calcul Divers critères de décision
dépend du paramétrage de l’option statistiques sont utilisés pour vérifier
de la "Fréquence". En cas de le degré d’exactitude de la résolution
sélection d’"Automatique", une des ambiguïtés.
solution L3 sera calculée pour les
lignes de base excédant 15 km. Il
n’est pas gênant, pour de longues
lignes de base (auxquelles des
durées d’observation très longues
sont généralement associées), de
disposer d’une solution flottante L3 à
la place d’ambiguïtés fixées.
Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0fr 27 Paramètres de Post-TraitementModèle troposphérique Modèle ionosphérique
Le résultat final sera sensiblement le Ce paramètre permet la définition du Un minimum de 45 minutes de
même si vous utilisez les modèles modèle utilisé pour réduire l’influence données est requis pour qu'un
Hopfield, Saastamoinen ou Essen exercée par l’ionosphère. Il revêt une Modèle calculé puisse être utilisé.
and Froome, mais ne travaillez importance toute particulière dans la
jamais avec "Pas de troposphère". résolution des ambiguïtés. Le "Modèle Klobuchar" reflète
Vous ne pouvez pas espérer obtenir particulièrement bien le cycle de 11
de bons résultats en l'absence de Le paramètre par défaut est ans de l’activité solaire. L’utilisation
tout modèle troposphérique. "Automatique", il sélectionnera de ce modèle peut se révéler très
automatiquement la meilleure solution avantageuse durant une période de
possible. Si la durée d’observation est forte activité solaire. Le "Modèle
suffisante à la référence, il s’agira du Klobuchar" n’est à sélectionner qu’en
"Modèle calculé". Sinon, le "Modèle cas de traitement d’observations
Klobuchar" sera utilisé, pour autant reçues par des capteurs Leica, ce
que des données d’almanachs soient type de données contenant les
disponibles. Il n’est généralement pas fichiers d’almanach nécessaires à
nécessaire de modifier le paramètre son emploi.
par défaut.
Le modèle standard est basé sur
Le "Modèle calculé" peut également une activité ionosphérique empirique
être sélectionné manuellement. Il est et est fonction de l'angle horaire du
déterminé en utilisant les différences soleil. Lorsque le modèle standard
entre les signaux de L1 et de L2 est sélectionné, des corrections sont
reçus au sol par les capteurs. appliquées à toutes les observations
L'avantage à utiliser ce modèle de phase. Ces corrections
réside dans le fait qu'il est calculé en dépendent de l'angle horaire du
fonction de conditions prévalant au soleil au moment des mesures et de
moment des mesures et à l'endroit l'élévation des satellites.
où elles sont effectuées.
Paramètres de Post-Traitement 28 Guide GPS Statique et Statique Rapide-3.0.0frVous pouvez aussi lire
