Brevet FR2782868A1 — publié le 20000303

La présente invention concerne de façon générale l'estimation de position par l'utilisation d'un système basé sur un satellite, et elle concerne en particulier un procédé et un système pour déterminer l'emplacement d'un terminal terrestre par l'utilisation de signaux pilotes émis par un satellite en orbite terrestre géosynchrone. Une détermination de position classique peut être accomplie en utilisant le système appelé Global Positioning System (GPS). Dans le GPS, plusieurs satellites en orbite terrestre émettent des signaux hertziens codés. Des récepteurs de ces signaux se trouvant sur la Terre sont capables de déterminer leurs positions dans un système de coordonnées de référence centré sur la Terre qui est utilisé par le GPS. En se basant sur quatre satellites GPS, un récepteur terrestre peut estimer rapidement sa position à quelques mètres près, si ses estimations initiales de retard temporel et de positon GPS sont connues. Cependant, si de telles estimations initiales ne sont pas disponibles, le récepteur GPS peut prendre jusqu'à une minute pour acquérir sa position à partir des signaux GPS. Il est donc nécessaire d'améliorer la vitesse avec laquelle une position d'utilisation initiale est acquise. De plus, une détermination exacte de la position d'un utilisateur mobile permet une estimation exacte du retard de transmission aller et retour entre le terminal d'utilisateur et le satellite. Des estimations de retard sont importantes dans des systèmes de communication par satellite avec accès multiple par répartition dans le temps (AMRT), comme le système appelé "Geosynchronous Earth Orbit Mobile Satellite System", c'est-à-dire le système Geo Mobile (GEM). Dans des systèmes de communication AMRT fonctionnant en radiofréquence (RF), des terminaux d'utilisateur émettent des salves de message à des instants prédéterminés correspondant à des créneaux temporels. Pour faire en sorte que sa salve atteigne le satellite à l'instant correct, un terminal d'utilisateur doit déterminer son "instant d'émission", c'est-à-dire le moment auquel il doit émettre, qui est fonction du retard de transmission. De plus, dans le cadre de la détermination de son instant d'émission, un terminal d'utilisateur doit demander une affectation de créneau temporel par le système, avant l'établissement d'une liaison de communication. Des terminaux d'utilisateurs peuvent émettre des demandes de créneaux temporels pendant une fenêtre de canal d'accès aléatoire (ou RACH pour "random access channel"). La fenêtre de RACH est un intervalle prédéterminé défini par le système de façon à apparaître à la suite de chaque émission régulière par le satellite d'un message indicateur de RACH, sur un canal de commande de diffusion (ou BCCH pour "broadcast control channel"). En réponse à chaque indicateur de RACH, un terminal d'utilisateur peut émettre sa demande pendant la fenêtre de RACH, qui s'ouvre à un instant prédéterminé après l'indicateur de RACH. La durée de la fenêtre de RACH dépend de l'exactitude des estimations de retard du terminal d'utilisateur. Des estimations de retard exactes permettent à un système de fonctionner avec une plus petite fenêtre de RACH. Ceci permet à son tour au système de consacrer davantage de créneaux temporels à des salves de message, ce qui augmente la capacité effective du système de communication. Dans un système de communication tel que le GEM, un terminal d'utilisateur est en communication avec un seul satellite géosynchrone à la fois. Par conséquent, un seul satellite est disponible pour un utilisateur de GEM pour effectuer l'acquisition de position. Il existe donc un besoin portant sur un procédé et un système capables de déterminer une position d'utilisateur sur la base d'émissions provenant d'un seul satellite géostationnaire. Un avantage de la présente invention consiste en ce qu'elle procure un procédé et un système de détermination de position utilisant les niveaux de signal relatifs d'une multiplicité de signaux pilotes définissant des faisceaux étroits émis par un seul satellite géosynchrone. Un autre avantage de la présente invention consiste en ce qu'elle permet à un terminal d'utilisateur de déterminer sa position sans connaissance antérieure de sa position ou de son retard temporel. Un avantage supplémentaire de la présente invention consiste en ce qu'elle est capable d'acquérir en moins de trois secondes une estimation de position exacte, qui peut ensuite être utilisée pour déterminer le retard temporel. Le procédé et le système originaux mettant en oeuvre la présente invention et décrits ici peuvent comprendre un terminal d'utilisateur (TU) capable d'estimer sa position en utilisant des mesures de puissance relative de signaux pilotes d'au moins trois faisceaux étroits émis par un satellite en orbite géosynchrone. Chaque faisceau étroit correspond à un signal pilote respectif. De plus, les signaux pilotes peuvent être émis en utilisant une antenne à groupement d'éléments à déphasage montée sur le satellite. Le TU effectue sa détermination de positon en comparant des niveaux relatifs estimés des signaux pilotes avec un ou plusieurs niveaux de signal relatifs réels mesurés au TU. Pour estimer des niveaux de signal relatifs, le TU obtient tout d'abord la position des centres de faisceaux étroits et celle du satellite à partir d'une information de système acheminée par les signaux pilotes. Avec cette information et le diagramme d'atténuation de l'antenne de satellite, le TU peut estimer le niveau relatif des signaux pilotes à des points correspondants à l'intérieur de la région dans laquelle le TU se trouve. Entre deux faisceaux étroits, ou plus, le niveau de signal relatif estimé peut être calculé de façon itérative jusqu'à ce qu'il converge vers le niveau de signal pilote relatif mesuré. Après convergence, la position à l'intérieur de la région correspondant au niveau de signal relatif estimé peut représenter la position approchée du TU. Du fait qu'un TU conforme à un mode de réalisation de l'invention repose sur l'utilisation du niveau relatif de signaux pilotes provenant d'un seul satellite, il n'exige pas une connaissance préalable de la position ou de l'instant d'émission du TU pour déterminer la position du TU. En outre, du fait qu'aucune connaissance préalable de position ou d'instant d'émission n'est nécessaire, le TU peut déterminer rapidement sa position à partir d'un "démarrage à froid", en comparaison avec le temps d'acquisition exigé par un récepteur GPS. De plus, contrairement à des systèmes de communication RF terrestres, tels que des systèmes d'abonnés cellulaires, un système de communication qui met en oeuvre l'invention repose sur des signaux pilotes émis par une seule source, c'est-à-dire une antenne à groupement d'éléments à déphasage d'un satellite. Par conséquent, les niveaux de signal relatifs sont essentiellement fonction de la forme du faisceau émis par l'antenne, plutôt que de la distance physique entre des répéteurs RF. En outre, du fait que les signaux pilotes mesurés sont émis par une seule source, ils peuvent emprunter le même chemin du satellite vers le TU. Par conséquent, des conditions d'environnement, telles que des phénomènes climatiques, affectent uniformément le niveau des signaux pilotes reçus au TU. Du fait que chaque signal pilote est affecté de façon similaire, la puissance de signal relative mesurée par le TU reste dans une large mesure non affectée par des changements de l'environnement. Ceci permet au TU de déterminer sa position de manière exacte, avec une sensibilité notablement réduite vis-à-vis de variations dans son environnement d'utilisation. L'estimation de position par le TU peut être accomplie en utilisant le système Geo Mobile (GEM). La détermination de position est utile pour : 1) pouvoir plus facilement faire le point avec le système GPS ("Global Positioning System"); et 2) estimer le retard aller et retour différentiel entre la position de terminal d'utilisateur réelle, le satellite et le retard aller et retour indiqué dans l'information de système de signaux pilotes pour le centre du faisceau étroit. La détermination de la position approchée du TU réduit le temps d'acquisition de position par le GPS ; part, la détermination du retard du TU permet au système GEM de fonctionner plus efficacement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 illustre un système basé sur un satellite conforme à un mode de réalisation de la présente invention ; La figure 2 est un schéma synoptique détaillé du terminal d'utilisateur représenté sur la figure 1; La figure 3 est un organigramme illustrant un procédé d'estimation de la position d'un terminal d'utilisateur conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention; Les figures 4 à 6 montrent des organigrammes représentant les détails du procédé représenté sur la figure 2; La figure 7 illustre la projection de faisceaux étroits sur la surface de la Terre; La figure 8 illustre des faisceaux étroits projetés sur un plan perpendiculaire à un rayon du satellite; La figure 9 illustre un système d'axes de coordonnées définissant les positions de la Terre, du satellite et de faisceaux étroits; La figure 10 illustre la transformation d'un faisceau étroit à partir de la surface de la Terre vers un plan perpendiculaire au rayon du satellite; La figure 11 illustre une grappe de faisceaux étroits et des niveaux de signal relatifs projetés sur le plan ; et La figure 12 illustre graphiquement les distances et les angles mesurés dans l'estimation de la position, en plan, du terminal d'utilisateur. En se référant maintenant aux dessins, et en particulier à la figure 1, on voit un système basé sur un satellite conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Le système 20 comprend un terminal d'utilisateur (TU) terrestre 23 en communication radiofréquence (RF) avec un satellite 22 ayant une orbite pratiquement géosynchrone. Le TU 23 peut être un combiné mobile ou n'importe quel autre dispositif approprié pour des communications par satellite. Le satellite 22 peut être un satellite de communication géostationnaire ayant une antenne à groupement d'éléments à déphasage (non représentée) capable d'émettre une multiplicité de faisceaux étroits vers la surface de la Terre, comme un satellite faisant partie du système GEM. Un signal pilote est inclus dans chaque émission de faisceau étroit. Chaque signal pilote peut comprendre une porteuse ayant une fréquence particulière, permettant de l'identifier parmi les autres signaux pilotes. Une information de système, telle que la position du satellite, des positions de centres de faisceaux étroits, une information de canal de commande de diffusion (BCCH), une information de paramètres d'antenne de satellite, et autres, peuvent être modulées sur les signaux pilotes. Dans le système 20, le satellite 22 est en orbite géostationnaire nominale, et par conséquent il apparaît presque fixe par rapport à la Terre, par opposition à un système de satellite en orbite terrestre basse. Le satellite 22 se trouve à environ 35787 km de la surface de la Terre. A cette altitude, il est admissible de considérer une Terre sphérique avec un rayon de 6378 km et de négliger l'altitude du TU sur la Terre. Comme représenté sur la figure 7, des faisceaux étroits 100-102 dans le système 20 ont la forme de cônes émis par le satellite 22. La projection de ces cônes sur la Terre 105 forme la zone desservie par les faisceaux. De la perspective du satellite, tous les faisceaux étroits ont environ 0,695 de diamètre, c'est-à-dire qu'ils sont séparés d'environ 0,695 par rapport à leur voisin le plus proche, si l'orbite du satellite n'est pas inclinée par rapport à l'équateur céleste. Cependant, du fait que le satellite se déplace sur une excursion prédéterminée comprise entre environ 6 et -6 de déclinaison, au cours de la journée, à cause du fonctionnement sur une orbite inclinée, à l'antenne du satellite la largeur de faisceau émise variera d'une manière prédéterminée de façon à maintenir une "trace" du faisceau sur le sol pratiquement constante. Le maintien d'une trace constante maintient une zone de service fixe pour chacun des faisceaux étroits. Le satellite peut faire varier les largeurs des faisceaux en ajustant des valeurs de coefficients utilisées par l'antenne à groupement d'éléments à déphasage. Ces valeurs peuvent être calculées à l'avance et stockées dans une table à consulter à laquelle on accède à des intervalles réguliers sur la base de l'orbite du satellite. Bien que la trace du faisceau étroit définisse des zones de service, l'énergie RF d'un faisceau étroit particulier pénètre invariablement dans des zones de traces de faisceaux étroits voisins. Par conséquent, des signaux RF d'un faisceau étroit peuvent être reçus dans la zone de service d'autres faisceaux étroits, mais avec un niveau de puissance beaucoup plus faible. Ceci permet au TU 23 de mesurer les niveaux de puissance des signaux pilotes de faisceaux étroits voisins. Du fait de la courbure de la Terre, des faisceaux étroits illuminent une zone sur le sol ayant des diamètres qui augmentent avec le déplacement par rapport au point situé sous le satellite. Comme représenté sur la figure 8, lorsque les zones d'illumination de faisceaux étroits sur la Terre sont projetées sur un plan perpendiculaire au rayon du satellite, elles sont toutes approximativement équivalentes en taille et en forme, indépendamment du fonctionnement sur une orbite inclinée. La transformation mathématique de zones de faisceaux étroits de façon qu'elles aient des dimensions équivalentes est importante du fait qu'elle permet de modéliser avec précision le diagramme d'atténuation du faisceau étroit. La figure 2 montre un schéma synoptique détaillé du TU 23 représenté sur la figure 1. Le TU 23 peut comprendre un émetteur-récepteur 24 classique permettant au TU 23 de communiquer avec le satellite 22 sur un canal RF. Le TU 23 peut également comprendre un récepteur GPS 29 classique, un processeur 25, et une mémoire d'ordinateur 26. L'émetteur-récepteur 24 comprend un récepteur 27 et un émetteur 28. Le récepteur 27 comprend un circuit classique pour convertir des signaux RF reçus à partir du satellite en données numériques convenant pour l'utilisation par le processeur 25, comme un récepteur à modulation par déplacement de phase en quadrature (ou QPSK) classique, pour des communications par satellite. Le récepteur 27 comprend également des circuits classiques pour mesurer le niveau de signaux RF entrants et pour décoder à partir des signaux RF entrants une information de système basé sur un satellite. Le récepteur 27 peut fournir au processeur 25 des représentations numérisées de l'information de système et des niveaux de signal. Les niveaux de puissance des signaux pilotes entrants peuvent être mesurés en faisant une moyenne temporelle des niveaux de leurs signaux porteurs respectifs. Le processeur 25 peut être n'importe quel dispositif électronique capable d'effectuer des calculs en utilisant les données fournies par le récepteur 27. Le processeur 25 peut comprendre un ordinateur universel, un microprocesseur, un processeur de signal numérique (ou DSP), ou un circuit intégré spécifique d'une application (ou ASIC) conçu de façon spécifique pour effectuer une estimation de position comme exposé ici. La mémoire 26 peut stocker un ensemble d'instructions exécutables pour diriger le processeur 25 de façon à estimer la position du terminal 23 sur la base des niveaux de signal relatifs mesurés et de l'information de système fournie par le récepteur 27. L'algorithme qui est mis en oeuvre par ces instructions est représenté par les organigrammes des figures 3-6. En se référant à la figure 3, on voit un procédé 30 pour estimer la position du TU 23 conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Le procédé 30 peut être inclus sous la forme d'une fonction du processeur 25. A l'étape 32, le TU 23 mesure la puissance de signal relative, c'est-à-dire le niveau, entre une multiplicité de faisceaux étroits voisins les uns des autres. A l'étape 34, un faisceau étroit central est sélectionné parmi la multiplicité de faisceaux étroits qui sont émis par le satellite 22. Des détails de la manière selon laquelle les étapes de mesure de puissance et de sélection sont effectuées, sont donnés dans la demande de brevet des E.U.A. associée, n 09/115096, intitulée "Spot Beam Selection in a Mobile Satellite Communication System", incorporée ici par référence. Fondamentalement, au satellite, chaque faisceau étroit est émis par l'antenne avec un niveau de puissance prédéterminé. Le niveau de puissance d'émission de chaque faisceau étroit peut être pratiquement le même. Dans un tel cas, le faisceau étroit central aura le niveau de signal pilote le plus élevé, mesuré au TU 23. Le TU 23 se trouve quelque part à l'intérieur du faisceau étroit central. Ensuite, à l'étape 36, le TU 23 estime sa position sur la Terre sur la base des niveaux de signal relatifs mesurés des faisceaux étroits. La figure 4 montre des détails de ce processus d'estimation. Comme représenté sur la figure 4, un procédé 40 accomplit la procédure d'estimation de position de l'étape 36. Ce procédé d'estimation de position peut utiliser les mesures de puissance relative de trois faisceaux en même temps. De plus, il peut calculer des positions approchées pour une à douze combinaisons de trois faisceaux étroits, en fonction du nombre de voisins dans la grappe. Il fait ensuite la moyenne de ces positions approchées pour obtenir la position approchée moyenne finale. Le fait de faire la moyenne des positions de TU qui sont déterminées avec différentes combinaisons de faisceaux étroits réduit l'erreur occasionnée par une faible variation statistique dans le niveau de puissance de chaque faisceau étroit, produite par l'émetteur du satellite. Comme illustré sur la figure 8, une grappe comprend de façon caractéristique un faisceau étroit central 110 et six faisceaux étroits voisins 112. Chaque combinaison dans la grappe comprend le faisceau étroit central et deux faisceaux voisins. Les combinaisons de faisceaux peuvent être projetées sur un plan bidimensionnel perpendiculaire au point se trouvant au-dessous du satellite. Sur ce nouveau plan, les faisceaux étroits ont des dimensions approximativement équivalentes. En projetant les faisceaux étroits sur une surface telle qu'ils aient des dimensions pratiquement équivalentes, le diagramme d'atténuation d'antenne utilisé pour créer les faisceaux peut être modélisé mathématiquement de façon plus précise. Ceci améliore la précision globale de l'estimation de position du TU. Bien que la projection sur un plan bidimensionnel soit décrite en détail ici, cette description est un exemple et il apparaîtra aisément à l'homme de l'art qu'on peut utiliser n'importe quelle surface, telle qu'une sphère de rayon unité entourant le satellite, qui permet de faire en sorte que les faisceaux étroits projetés sur elle aient des dimensions approximativement équivalentes. De plus, on peut déterminer la position du TU conformément à un mode de réalisation de l'invention sans projeter les faisceaux étroits sur une surface autre que la Terre. Cependant, pour améliorer la précision de l'acquisition de position, on peut projeter sur le plan bidimensionnel une combinaison de trois faisceaux étroits (étape 42). Plusieurs transformations sont effectuées pour projeter les faisceaux étroits sur un plan 124 perpendiculaire au rayon du satellite (axe x') et centré sur le point 120 se trouvant au-dessous du satellite, comme représenté sur la figure 9. Après avoir projeté la grappe de trois faisceaux sur le plan bidimensionnel, comme représenté sur la figure 11, on effectue une recherche le long d'un axe désigné par axe2, pour localiser un point auquel un niveau de signal relatif estimé entre le faisceau étroit central 150 et un premier faisceau étroit voisin 152, est égal à celui réellement mesuré par le TU 23 (étape 44). Comme représenté sur la figure 11, axe2 est une ligne reliant les centres du faisceau central 150 et du premier faisceau étroit 152. Les lignes en tirets et en pointillés sur la figure 11 représentent une approximation des lieux de points ayant un niveau de signal relatif égal. La recherche le long de l'axe2 peut être basée sur les niveaux relatifs des signaux pilotes du faisceau étroit central et du premier faisceau étroit. Plus précisément, la recherche est effectuée en générant de façon itérative des niveaux de signal relatifs estimés correspondant à différents points le long de l'axe2, et en comparant ensuite les niveaux relatifs estimés au niveau de signal relatif réel mesuré par le TU 23. L'itération se poursuit jusqu'à ce que le niveau relatif estimé converge vers le niveau relatif mesuré. Les coordonnées sur l'axe2 résultant de cette étape sont représentées par (Yu2, zu2). L'algorithme pour effectuer cette recherche est décrit en détail ci-dessous. A l'étape 46, une seconde recherche est effectuée le long de l'axe3 pour trouver le point entre le faisceau étroit central 150 et un second faisceau étroit voisin 154 auquel les niveaux de signal relatifs estimé et mesuré sont pratiquement égaux. L'axe2 est une ligne reliant les centres du faisceau central 150 et du second faisceau étroit 154. La seconde recherche est effectuée d'une manière identique à celle décrite ci-dessus pour l'axe2. Les coordonnées sur l'axe3 résultant de cette étape sont représentées par (yu3, zu3). A l'étape 48, on détermine la position du TU sur la base des coordonnées trouvées le long de l'axe2 et l'axe3. L'algorithme itératif pour accomplir les étapes 44-48 est décrit en détail ci-dessous. A l'étape 50, on projette sur la surface tridimensionnelle de la Terre la position du TU 23 sur le plan bidimensionnel. Des détails de cette étape sont donnés sur la figure 6. La figure 5 montre un procédé 70 pour projeter les faisceaux étroits sur un plan bidimensionnel tangent au point 120 situé au-dessous du satellite. Les faisceaux étroits sont projetés de façon qu'ils aient des dimensions approximativement équivalentes sur le plan. Comme mentionné ci-dessus, une telle projection des faisceaux étroits tridimensionnels sur le plan bidimensionnel exige plusieurs transformations mathématiques. La première transformation fait tourner d'angles #sat et #sat le système de coordonnées fixé à la Terre et centré sur la Terre (FTCT) , défini par les axes x, y et z représentés sur la figure 9, de façon que le nouveau système de coordonnées (x', y', z') ait sont axe x' aligné avec le rayon du satellite qui passe par le point se trouvant au-dessous du satellite (étape 72). Le système de coordonnées FTCT est prédéfini, avec les axes mutuellement perpendiculaires. La position présente du satellite par rapport à ce système de coordonnées est prédéterminée par des stations de poursuite de satellite. Par conséquent, connaissant la position présente du satellite (xsat' ysat' zsat) . on peut calculer les angles #sat et #sat conformément aux Equations 7-8. Pour effectuer la rotation, on fait tourner de #sat l'axe x et l'axe y du système FTCT, et on fait tourner de #sat l'axe x et l'axe z. Les axes transformés restent perpendiculaires l'un à l'autre. Si le satellite n'a pas une orbite inclinée, #sat est l'angle entre l'axe x et le rayon du satellite x' passant par le point situé au-dessous du satellite, et #sat est égal à zéro. A la suite de l'étape 72, seules les coordonnées des faisceaux étroits sont déplacées, tandis que le système de coordonnées reste fixe en (x', y', z'). La seconde transformation projette les faisceaux sur la Terre vers le plan bidimensionnel qui passe par le point situé au-dessous du satellite et qui a son origine à ce point (étape 74). Après cette étape, les faisceaux étroits se trouvent sur le plan bidimensionnel, en étant décalés par rapport au centre du plan. Pour simplifier davantage le problème, on effectue deux transformations supplémentaires. On applique une translation à la grappe de trois faisceaux étroits sur ce plan bidimensionnel, de façon que le faisceau étroit central soit placé au centre du plan (étape 78). Ceci améliore l'équivalence des faisceaux étroits. De plus, on applique une translation au plan de façon que le centre du plan correspondant au point situé au-dessous du satellite concorde avec les coordonnées du centre de la Terre (étape 76). Cette étape élimine la coordonnée d'axe x des positions de faisceaux étroits. Avec ces quatre transformations, le nombre d'inconnues est réduit d'une unité : y et z sont les inconnues et x est maintenant égal à zéro pour l'ensemble des trois faisceaux étroits. On décrit dans ce qui suit la procédure mathématique qu'exigent les quatre étapes pour projeter trois faisceaux étroits sur le plan bidimensionnel. A titre de règle de notation générale pour les équations et les figures décrites ici, (x, y, z), (x', y', z'), etc., sans indices représentent des axes, tandis que (Xir Yir zi) (xi', Xi' zi). etc., représentent des coordonnées de faisceaux étroits. A l'étape 72, on fait tourner le système de coordonnées ayant son origine au centre de la Terre, pour l'aligner avec le rayon du satellite passant par le point 120 situé au-dessous du satellite. On fait tourner les axes (x, y, z) de #sat et #sat' de façon que le rayon du satellite (axe x') soit aligné avec l'axe x, comme représenté sur la figure 10. Les coordonnées des trois centres de (faisceau étroit)i (i = 1, 2,3) et du satellite deviennent A l'étape 74, la grappe de faisceaux étroits est projetée sur le plan bidimensionnel. La figure 10 illustre les angles et les distances utilisés pour cette projection. La projection est accomplie en plaçant le centre de chaque (faisceau étroit)i (i = 1, 2,3) sur le plan bidimensionnel. La position du satellite ne change pas pendant cette transformation. On trouve l'angle entre le satellite et le centre du (faisceau étroit)i (i = 1, 2,3) par : On détermine si xi ou yi est négatif. Dans l'affirmative, Les positions des centres du (faisceau étroit)i (i = 1, 2,3) sur le plan bidimensionnel sont données par les Equations 14-16. A l'étape 76, on applique une translation de 6378 km à la coordonnée x du centre du (faisceau étroit)i (i = 1, 2,3) et du satellite, pour placer le plan au centre du système de coordonnées terrestre. Les Equations 17-19 représentent la position transformée du satellite. avec les valeurs suivantes : R = 6378 km; H = 35787 km; #sati' #sati' dl et d2 sont représentés sur la figure 10. A l'étape 78, on applique une translation aux coordonnées du centre du (faisceau étroit)i (i = 1, 2,3) et du satellite, de façon que le centre du plan concorde avec le centre du faisceau étroit central (y1, zl). Ceci est accompli de la façon suivante : Le problème de l'acquisition de position en mode tridimensionnel est maintenant réduit à un problème bidimensionnel avec deux inconnues y''' et z'''. Sur ce nouveau plan, le TU peut maintenant rechercher sa position efficacement avec le moindre volume de calculs. Le TU recherchera tout d'abord sur ce plan, comme représenté sur la figure 11, un point (yu2, Zu2), le long de l'axe2, joignant le (faisceau étroit), et le (faisceau étroit)2. Le point (yu2, zu2) représente la position sur l'axe2 à laquelle la puissance relative entre le (faisceau étroit), et le (faisceau étroit)2, estimée par l'algorithme itératif, est pratiquement égale à celle mesurée par le TU 23. Le TU 23 répétera ensuite la même recherche itérative entre le (faisceau étroit), et le (faisceau étroit)3. Le TU recherchera le long de axe3, joignant le (faisceau étroit) et le (faisceau étroit)3, un point (yu3, zu3) avec une puissance relative estimée égale à la puissance relative réelle mesurée entre le (faisceau étroit),et le (faisceau étroit)3. Théoriquement, la position du TU est à l'intersection de deux lignes respectivement perpendiculaires à l'axe2 et l'axe3. Plus précisément, le fait de tracer une première ligne perpendiculaire à l'axe2 au point (yu2, zu2),et une seconde ligne perpendiculaire à l'axe3 au point (yu3, zu3), donnera des lignes sécantes. L'intersection des deux lignes représente une estimation de la position du terminal d'utilisateur. On utilise l'algorithme itératif suivant pour effectuer les recherches décrites ci-dessus. Ces recherches estiment la position du terminal d'utilisateur une fois que les étapes 72-78 ont été accomplies. Les conventions de notation utilisées dans la description de cet algorithme sont les suivantes : 1) Le faisceau étroit central est appelé (faisceau étroit),. 2) Les coordonnées du centre du (faisceau étroit)i (i = 2, 3) sont désignées par yi "' et zi"'. 3) La puissance relative, c'est-à-dire le niveau mesuré entre le (faisceau étroit)et le (faisceau étroit)i (i = 2, 3) est appelée niveau~puissance~maxi. 4) La puissance relative estimée entre le (faisceau étroit) et le (faisceau étroit) i (i = 2, 3), calculée par l'algorithme, est appelée puissance-diffi. 5) les coordonnées du point le long de l'axe2 avec une puissance relative estimée (puissance-diff2) équivalente à la puissance relative mesurée (niveau puissance max2) sont désignées par yu2 et zu2. De façon similaire, les coordonnées du point le long de l'axe3 avec une puis- sance relative estimée (puissance~diff3) équivalente à la puissance relative mesurée (niveau~puissance~max3) sont désignées par yu3 et zu3. 6) Les valeurs initiales pour les niveaux de signal re- latifs estimés le long de l'axe2 et l'axe3 sont respec- tivement représentées par niveau~puissance~ min2 et ni- veau~puissance~min3. Ces valeurs initiales sont prédé- terminées pour représenter la puissance relative au cen- tre du (faisceau étroit),. Comme représenté sur la fi- gure 11, cette valeur peut être de-3,41 dB pour une largeur de faisceau idéale de 0,695 . Cependant, les va- leurs initiales peuvent varier en fonction de l'orbite du satellite, des caractéristiques de l'antenne, du dia- gramme d'atténuation, et autres. L'algorithme est exécuté deux fois : une fois pour l'axe2 (i = 2) et une fois pour l'axe3 (i = 3). L'algorithme commence par l'initialisation des variables suivantes : incrément = 1,0; incrément, = 0,0; niveau~puissance~min2 et niveau~puissance~min3 sont fixés aux niveaux relatifs estimés au (faisceau étroit),central; puissance~diff2= puissance~diff3= 100,0 ; niveau~puissance~max2 = niveau de signal relatif mesuré entre (faisceau étroit),et (faisceau étroit)2; niveau~puissance~max3 = niveau de signal relatif mesuré entre (faisceau étroit),et (faisceau étroit)3. La recherche commence en déterminant si le TU se trouve dans la moitié du faisceau étroit central plus proche de (faisceau étroit)i, ou dans la moitié plus éloignée de (faisceau étroit)i. Ceci est effectué en comparant le niveau de signal relatif estimé initial au niveau relatif mesuré, comme indiqué par la structure "if-then-else" suivante (Equations 25-26). Du fait que le centre de (faisceau étroit), se trouve à l'origine (0,0), l'effet de la structure "if-then-else" est de commencer la recherche dans le quadrant opposé à l'emplacement de (faisceau étroit)isi le niveau relatif mesuré est inférieur au niveau relatif initial au centre de (faisceau étroit),. If (niveau~puissance~mini 0 (niveau~puissance~maxi) Ensuite, une boucle "WHILE" contenant les calculs suivants est exécutée de façon itérative. La boucle calcule un niveau de signal relatif estimé et elle le compare au niveau de signal relatif mesuré. La boucle se poursuit pendant que les niveaux de signal mesuré et estimé ne sont pas égaux. L'exécution de la boucle "WHILE" pour i = 2 et i = 3 donne les coordonnées (y" ' u2, z " ' ' u2) et (y fil u3, z'" u3) , qui indiquent des points respectivement sur l'axe2 et l'axe3 auxquels le niveau de signal relatif estimé est égal au niveau de signal relatif mesuré. A partir de ces coordonnées, on peut déterminer la position du TU. La boucle "WHILE" est la suivante : WHILE (niveau~puissance~maxi ! = puissance~ diffl) puissance~diffi = #Di - #D1 if (puissance-diffi > niveau~puissance~maxi) { else } } END WHILE LOOP Dans la boucle "WHILE" ci-dessus, les niveaux de signal relatifs estimés sont calculés en fonction d'une équation d'approximation de diagramme d'antenne. L'équation de diagramme d'antenne est représentée par les Equations 36-37. Les Equations 36-37 reposent sur une approximation 2#*ap / en sin(x)/x du diagramme d' antenne, avec x = 2#*ap/# sin(##) ; ap = 4,5 m est l'ouverture de l'antenne du satellite; et = 0,2 m est la longueur d'onde de la porteuse. On peut ce- pendant utiliser d'autres expressions mathématiques pour modéliser le diagramme d'atténuation de l'antenne, comme un développement en série de Taylor, une fonction de Bessel ou n'importe quelle équation d'approximation de diagramme ap- propriée. Les variables H1, Hi, Hfixé' #1, #i, ##1 et ##i sont représentées graphiquement sur la figure 12. Après que l'exécution de la boucle "WHILE" a été achevée à la fois pour l'axe2 et l'axe3, les équations suivantes sont utilisées pour calculer les coordonnées (ynew''', znew''') du TU dans le plan bidimensionnel. Une fois que la position du terminal d'utilisateur a été déterminée sur le plan bidimensionnel, les coordonnées de cette position sont rétroprojetées sur la surface de la Terre. Ce processus de projection est illustré par le procédé 90 représenté sur la figure 6. Le procédé 90 décrit les trois étapes exigées pour rétroprojeter sur la surface de la Terre la position estimée du terminal d'utilisateur. A l'étape 92, les coordonnées du TU sont soumises à une translation de façon que le faisceau étroit central (faisceau étroit)1, qui se trouvait au centre du plan, retourne à sa position d'origine sur le plan bidimensionnel : A l'étape 94, les coordonnées du TU sont soumises à une translation les ramenant du plan bidimensionnel jusqu'à la surface de la Terre : Avec avec R = 6378 km et H = 35787 km. A l'étape 96, le système de coordonnées centré sur la Terre est soumis à une rotation à partir du rayon du satellite vers son orientation d'origine. Ceci est accompli en faisant tourner de Osât et #sat les coordonnées du faisceau étroit central, de façon que le satellite retourne à sa position d'origine : Avec Les coordonnées de la position estimée du terminal d'utilisateur sur la surface de la Terre sont xnew, Ynew et znew- Les étapes représentées sur les figures 4-6 peuvent être répétées pour une à douze combinaisons de trois faisceaux étroits, en fonction du nombre de voisins dans la grappe. En utilisant plus d'une combinaison de faisceaux étroits, la position estimée finale du terminal d'utilisateur peut être la moyenne des positions estimées (xnew, ynew' znew) provenant de chaque combinaison de trois faisceaux étroits. La position estimée du TU peut ensuite être convertie en un format de coordonnées GPS et fournie au récepteur GPS 29, à titre d'estimation de position initiale. Ceci réduit considérablement le temps d'acquisition de GPS lorsqu'une estimation de position initiale de GPS n'est pas disponible par ailleurs. De plus, la position estimée du TU peut être utilisée par le TU ou le système basé sur un satellite pour déterminer le retard de communication entre le TU et le satellite. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système (22) pour estimer une position, caractérisé par un terminal terrestre (23) capable de mesurer des niveaux de signal relatifs d'une multiplicité de faisceaux étroits émis par un satellite (22) sur une orbite pratiquement géosynchrone, et d'estimer la position du terminal sur la base des niveaux de signal relatifs mesurés. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le terminal (23) comprend des moyens pour sélectionner un faisceau étroit ayant le signal mesuré de niveau le plus élevé. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des faisceaux étroits a un diagramme d'antenne qui se comporte comme une fonction sélectionnée dans le groupe comprenant sin(x)/x, un développement en série de Taylor et une fonction de Bessel. 4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le terminal (23) est capable de déterminer la position du satellite à partir d'un signal pilote émis par le satellite (22). 5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le terminal (23) est capable de déterminer les positions des faisceaux étroits à partir d'un signal pilote émis par le satellite (22). 6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le terminal comprend : des moyens pour calculer une multiplicité de niveaux de signal relatifs estimés ; des moyens pour déterminer la position du terminal en comparant les niveaux de signal relatifs mesurés et les niveaux de signal relatifs estimés. 7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le terminal est inclus dans un combiné pour des communications mobiles par satellite. 8. Procédé (80) pour estimer la position d'un terminal terrestre, caractérisé en ce que : on mesure des niveaux de signal relatifs entre un faisceau étroit central et une multiplicité de faisceaux étroits voisins émis par un satellite sur une orbite pratiquement géosynchrone ; détermine les positions du faisceau étroit central et des faisceaux étroits voisins, à partir d'un signal pilote émis par le satellite ; détermine la position du satellite à partir du signal pilote ; génère une multiplicité de ni- veaux de signal relatifs estimés, sur la base des positions du satellite et des faisceaux étroits ; on estime la po- sition du terminal en comparant les niveaux de signal rela- tifs estimés et les niveaux de signal relatifs mesurés. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : la projection des faisceaux étroits sur une surface, de façon que les faisceaux étroits aient des dimensions approximativement égales ; l'estima- tion de la position du terminal sur la surface. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la projection sur la surface de la Terre de la position du terminal sur la surface.