Brevet FR2772134A1 — publié le 19990611

La présente invention concerne un dispositif pour effectuer des levés hydrographiques à partir d'une embarcation. Les levés hydrographiques sont nécessaires à l'établissement de cartes pour la navigation et la connaissance des fonds marins, fluviaux et lacustres ainsi qu'aux opérations de dragage. Pour effectuer ces levés, on connait déjà des dispositifs comprenant - un récepteur GPS (Global Positioning System) différentiel embarqué pour effectuer un positionnement par satellite, muni d'un moyen de communication HF, - une station GPS différentielle terrestre munie d'un moyen de communication HF, - un sondeur hydrographique embarqué et sa base acoustique, et - un dispositif informatique embarqué pour le traitement des données fournies par le sondeur hydrographique et par le récepteur GPS différentiel. La station GPS différentielle terrestre calcule la correction de positionnement à appliquer au récepteur GPS différentiel embarqué et la lui transmet par les moyens de communication HF. Les dispositifs actuellement disponibles pour effectuer ces opérations fournissent des résultats satisfaisants. Néanmoins, dans les embarcations, ils constituent un équipement global encombrant et fragile de sorte qu'ils ne sont pas aptes à être déplacés fréquemment d'une embarcation à une autre. De ce fait, pour faire face à d'éventuelles avaries affectant ces matériels, il faut disposer de plusieurs embarcations aptes à effectuer des levés, c'est-à-dire équipées chacune de son propre dispositif de levés hydrographiques. De plus, lorsque les différents appareils constituant un dispositif de levés hydrographiques sont installés à demeure sur une petite embarcation, ils sont soumis aux intempéries, ce qui peut les endommager et leur entretien nécessite le déplacement d'un technicien spécialisé qui doit intervenir sur l'embarcation. Enfin, il n'est pas économiquement raisonnable de multiplier les embarcations pour couvrir une vaste zone à surveiller ou pour stationner dans des lieux entre lesquels il n'existe pas de voie de communication nautique. La présente invention vise à résoudre ces inconvénients. La présente invention a pour objet un dispositif pour effectuer des levés hydrographiques à partir d'une embarcation, comprenant - un récepteur GPS différentiel embarqué, pour effectuer un positionnement par satellite, muni d'un moyen de communication HF ou UHF ou VHF, - une station GPS différentielle terrestre, munie d'un moyen de communication HF ou UHF ou VHF, - un sondeur hydrographique embarqué et sa base acoustique, - un dispositif informatique embarqué pour le traitement des données fournies par le sondeur et par le récepteur GPS différentiel, caractérisé par le fait que le récepteur GPS différentiel embarqué, le sondeur hydrographique embarqué et le dispositif informatique embarqué sont choisis de petites dimensions et sont réunis dans un boîtier portable à l'intérieur duquel ils sont agencés de manière à pouvoir y fonctionner sans modification de leur agencement, une ouverture prévue dans le boitier permettant d'accéder à son intérieur pour extraire la base acoustique du sondeur hydrographique et faire fonctionner le récepteur GPS différentiel embarqué, le sondeur hydrographique embarqué et le dispositif informatique embarqué. En d'autres termes, le dispositif selon l'invention réunit dans un meme boitier portable tous les appareils qui sont traditionnellement installés à demeure sur l'embarcation, ce qui permet, d'une part de transporter facilement ces appareils d'une embarcation à une autre, et d'autre part de les mettre à l'abri des intempéries. De plus, en cas de panne survenant dans l'un des appareils agencés dans le boitier portable, l'ensemble des quatre appareils peut être facilement remis à un technicien spécialisé qui peut effectuer la réparation sans avoir à se déplacer sur l'embarcation. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la station GPS différentielle terrestre est également portable, ce qui permet de constituer un ensemble intégralement portable, non seulement d'une embarcation à une autre, mais également d'un site à un autre. Avantageusement, le dispositif informatique embarqué pour le traitement des données fournies par le sondeur hydrographique et le récepteur GPS différentiel est constitué par un ordinateur personnel portable équipé d'un logiciel de controle des levés hydrographiques et d'un logiciel de gestion des levés et de contrôle de la navigation. Le choix d'un ordinateur personnel portable permet d'assurer la simplicité de sa maintenance et éventuellement de son remplacement. Pour le branchement d'une antenne GPS embarquée et d'une antenne HF ou VHF ou encore UHF embarquée, le boitier portable comporte, de préférence sur une plaque à bornes située dans ledit boitier, des prises démontables. Cette plaque à bornes peut être postionnée par exemple dans un angle du boîtier, accessible depuis l'extérieur par son ouverture. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente une vue d'ensemble schématique du dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente, en perspective, le boitier portable selon 1 ' invention, - la figure 3 représente le système de positionnement GPS différentiel. Le dispositif représenté à la figure 1 comprend un boîtier portable 1 à l'intérieur duquel sont agencés un sondeur hydrographique 2 tel que celui de la Société NAVITRONICS SYSTEM référencé NAVISOUND 100 A, un récepteur GPS différentiel embarqué 3 tel que celui référencé NR 108 de la Société DASSAULT SERCEL et un ordinateur portable 4 de type ordinateur personnel. Ces trois appareils sont reliés entre eux de la manière suivante Le sondeur hydrographique 2 envoie à l'ordinateur portable 4 l'enregistrement numérique du fond qui est visualisable sur l'écran de l'ordinateur, ainsi que l'identification des sondes et leurs positions qui sont enregistrées sur le disque dur de l'ordinateur. Une antenne GPS 5 est prévue sur le boîtier portable 1 pour capter les signaux de plusieurs satellites géostationnaires 6. Une autre antenne 7 HF ou UHF ou VHF est également prévue pour communiquer via un récepteur intégré ou récepteur GPS avec une station GPS différentielle terrestre 8 munie d'un émetteur HF ou UHF ou VHF 9 qui est aussi équipé d'une antenne 10 de ce type. Le récepteur GPS différentiel 3, tenant compte des correctifs de positionnement fournis par la station GPS différentielle 8, détermine les coordonnées (X,Y) d'un point sondé de la maniére qui sera décrite ci-après et ces coordonnées sont transmises à l'ordinateur portable 4. Ce dernier exécute un logiciel de gestion des levés et de la navigation ainsi qu'un logiciel de saisie et de contrôle des levés à partir des positions calculées par le récepteur GPS différentiel 9 et des données de sondage fournies par le sondeur hydrographique. Comme logiciels appropriés, on peut citer par exemple le logiciel HYDRONAV, commercialisé par la société NAVITRONIC, qui assure la gestion des levés et le contrôle de la navigation et le logiciel HYDROCONTROL de contrôle des levés, commercialisé par la Société PSI. Le sondeur 2 est relié à une base acoustique 11 qui permet de mesurer la profondeur et peut fonctionner à 30 KHz pour les milieux vaseux ou à 200 KHz pour les fonds durs. Le boitier portable 1 est mieux visible sur la figure 2 sur laquelle il apparait que ledit boitier portable est parallélépipédique et comporte une ouverture frontale 12 et une ouverture dorsale 13 permettant l'accès aux trois appareils, à la base acoustique 11 et aux deux antennes 5 et 7 qu'il contient. Des prises (non visibles) sont prévues dans le boîtier pour brancher les antennes 5 et 7 et la base acoustique 11. Pour le transport, les deux antennes 5 et 7 et la base acoustique 11 sont rangées dans le boîtier dont les ouvertures frontale et dorsale sont obturées. L'intérieur du boîtier est muni à cet effet de moyens de fixation (non représentés) des deux antennes 5 et 7 et de la base acoustique 11, pour éviter que ces dernières ne bougent dans le boitier et endommagent certains appareils. Le boîtier 1 est en outre muni de poignées 15 pour son transport. A titre d'exemple, on peut réaliser le boîtier en un matériau composite alvéolé avec les dimensions suivantes : 50 cm en longueur, 40 cm en hauteur, 40 cm en profondeur. De préférence, le boitier portable est conçu pour être étanche au moins aux ruissellements et comporte des moyens de ventilation (non représentés), ce qui lui permet de s'adapter a toutes sortes de conditions d'environnement. I1 est en outre monté sur des supports constitués par des amortisseurs (non représentés). Sur la figure 3 on a représenté le récepteur GPS 3 et la station GPS 8 ainsi que l'ordinateur portable 4 pour illustrer la méthode de positionnement GPS différentielle. Le récepteur GPS 3 détermine la position de l'embarcation. La station terrestre 8, qui comporte une antenne GPS 16, effectue la même opération. On sait que le positionnement GPS ne fournit pas une précision suffisante. I1 existe donc une erreur de positionnement qu'il faut corriger pour connaitre les coordonnées exactes de l'embarcation. Cette erreur est déterminée par comparaison de la position réelle connue (Xt réel, Yt réel) de la station terrestre et de ses coordonnées calculées par triangulation (xi, ,Yt) Une fois cette erreur (EX, AY) déterminée, elle est envoyée par l'émetteur 9 au récepteur HF du récepteur GPS 3 qui corrige en conséquence son calcul de positionnement pour retrouver les coordonnées exactes de l'embarcation. Par cette méthode différentielle, on peut déterminer la position de l'embarcation avec une précision comprise entre 1 m et 5 m sur un rayon de 100 km. Sur un rayon limité à 10 km, on peut atteindre une précision de 1 à 2 m, ce qui est particulièrement utile en zone portuaire à proximité des ouvrages. Les coordonnées exactes de l'embarcation sont transmises à l'ordinateur qui représente sur son écran la route suivie par l'embarcation au cours du sondage et qui enregistre lesdites coordonnées sur son disque dur. I1 est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour effectuer des levés hydrographiques à partir d'un embarcation comprenant - un récepteur GPS différentiel (3) embarqué pour effectuer un positionnement par satellite, muni d'un moyen de communication HF ou UHF ou VHF. - une station GPS différentielle (8) terrestre, munie d'un moyen de communication HF ou UHF ou VHF - un sondeur hydrographique (2) embarqué et sa base acoustique (11), - un dispositif informatique embarqué (4) pour le traitement des données fournies par le sondeur et par le récepteur GPS différentiel, caractérisé par le fait que le récepteur GPS différentiel (3) embarqué, le sondeur hydrographique (2) embarqué et le dispositif informatique (4) embarqué sont choisis de petites dimensions et sont réunis dans un boitier portable à l'intérieur duquel ils sont agencés de manière à y fonctionner sans modification de leur agencement, une ouverture (12,13) prévue dans le boîtier permettant d'accéder à son intérieur pour extraire la base acoustique du sondeur hydrographique et faire fonctionner le récepteur GPS différentiel (3) embarqué, le sondeur hydrographique (2) embarqué et le dispositif informatique (4) embarqué. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la station GPS différentielle (8) terrestre est également portable. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le dispositif informatique (4) embarqué pour le traitement des données est constitué par un ordinateur personnel portable équipé d'un logiciel de saisie et contrôle des levés hydrographiques et d'un logiciel de gestion des levés et de la navigation. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boitier portable (4) comporte intérieurement et de préférence sur une plaque à bornes, des prises étanches (14) pour une antenne GPS (5) embarquée, pour une antenne HF ou UNF ou VHF (7) embarquée et pour la base acoustique (11). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'intérieur du boitier portable (1) est muni de moyens de fixation des deux antennes (5,7) et de la base acoustique (11) pour le transport du boîtier, l'ouverture (12,13) du boitier étant alors obturée. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boitier portable (1) est étanche au moins aux ruissellements. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boitier portable (1) est muni de supports constitués par des amortisseurs. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boîtier portable (1) comporte des moyens de ventilation.