Brevet FR3027409A1 — publié le 20160422

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine de la localisation et plus particulièrement la localisation d'unités de communication mobiles lors de leur déploie- ment en extérieur comme par exemple le déploiement d'équipes de secours, de forces d'intervention, d'équipes de constructions ou de randonneurs. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un système classique de localisation fait appel à des récepteurs de géolocalisation par satellite de type GPS ou similaire (GLONAS, Galileo, équipant les unités de communication des membres d'un groupe. Ces récepteurs GPS permettent de localiser chaque membre du groupe dans un référentiel terrestre à l'aide de leur latitude, ion- gitude et altitude. Les unités de communication peuvent transmettre leurs positions par radio et donc informer un coordinateur de leurs positions respectives. Ce système présente cependant des inconvénients liés à la technologie GPS. En effet, celle-ci peut être rendue inopérante ou imprécise en raison de facteurs environnementaux tels que des orages, une forte humidité ou des interférences radios. Les récepteurs GPS peuvent être également inopérants dans des lieux couverts tels que des bâtiments ou des installations souterraines. Le temps de déploiement d'une localisation par GPS étant lié au temps nécessaire à ce que le récepteur GPS reçoive des signaux issus d'un nombre suffisant de satellites pour pouvoir déterminer sa position, il peut se passer plusieurs minutes avant qu'une unité puisse être positionnée. Enfin, la précision dégradée du GPS pour des utilisations non militaires peut se révéler inadaptée pour certaines interventions qui requièrent une localisation précise dans un bâtiment, comme par exemple des interventions de secours en cas d'incendie.35 OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un procédé de positionnement relatif d'unités de communication pou- vant être déployé rapidement et indépendamment de la qua- lité ou de l'existence d'une couverture par un système de géolocalisation par satellite de la zone dans laquelle se situent les unités. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit selon l'invention, un procédé de positionnement relativement à une unité de communication coordinatrice d'un groupe d'unités de communication subordonnées comprenant au moins une première, une deuxième, une troisième et une quatrième unité de communication subordonnées qui sont mobiles entre elles et qui comprennent chacune un émetteur/récepteur UWB et des moyens de communication numérique sans fil avec l'unité coordinatrice, chaque unité subordonnée comprenant une horloge interne synchronisée avec celle de l'unité coordinatrice pour définir une période de commu- nication partagée, le procédé comprenant les étapes sui- vantes : - lors d'une phase préparatoire, transmission par l'unité coordinatrice à chaque unité subordonnée, via les moyens de communication numérique sans fil, d'une table d'identification spécifique comprenant un identifiant, une signature UWB et une durée de retard à l'émission, et communication, via les moyens de communication numérique sans fil, des tables d'identification de chaque unité aux autres unités subordonnées ; et, lors d'une phase opératoire, - émission par chaque unité de sa signature UWB, cette émission étant réalisée après l'écoulement, compté à partir du début de la période de communication, de la durée de retard à l'émission ; analyse par chaque unité des signatures UWB émises par les autres unités et détermination des distances séparant cette unité de chacune des autres uni- tés ; - transmission à l'unité coordinatrice par chaque unité subordonnée des distances séparant cette unité subordonnée de chacune des autres unités, cette transmission se faisant à l'aide des moyens de communication nu- mérique sans fil ; - détermination par l'unité coordinatrice des po- sitions relatives des unités subordonnées. Ce procédé permet de déterminer la position d'unités de communication mobiles entre elles sans avoir à recourir à des installations fixes de balisage ou à la disponibilité d'une couverture par satellites, ce qui permet un déploiement rapide des unités de communication sur un terrain inconnu, à l'aide d'un matériel léger et portatif. L'invention se rapporte également à un dispositif de positionnement comprenant des moyens de traitement de données et des moyens de mémorisation, une horloge interne pourvue des moyens de sa synchronisation, un émetteur /récepteur UWB et des moyens de communication numérique sans fil, le dispositif étant agencé pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limita- tifs de l'invention BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique des unités de communication selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique du décou- page temporel des communications entre les unités de com- munication de la figure 1 ; - la figure 3 est un logigramme représentant les étapes d'un premier mode de réalisation du procédé de po- sitionnement selon l'invention ; la figure 4 est une vue schématique des échanges entre les unités de communication de la figure 1 ; - la figure 5 est une vue schématique des tables d'identification des unités de communication de la figure 1 ; - la figure 6 est une représentation schématique de la signature UWB d'une des unités de communication de la figure 1 ; la figure 7 est une vue schématique des échanges entre les unités de communication selon un mode particulier de réalisation ; - la figure 8 est un logigramme représentant les étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé de positionnement selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, le procédé de positionnement selon l'invention est décrit en application au positionnement relatif d'un groupe de quatre unités de communication subordonnées comprenant une première unité 10, une deuxième unité 20, une troisième unité 30 et une quatrième unité 40 par rapport à une unité de communica- tion coordinatrice 50. L'unité 50 comprend un émetteur/récepteur à Ultra Large Bande (ou UWB pour « Ultra Wide Band ») 51, un émetteur /récepteur de type Digital Enhanced Cordless Telephone (DECT) 52 et un récepteur GPS 53 tous reliés à une unité de traitement de données 54 comprenant un mi- crocontrôleur 55 dont le fonctionnement est cadencé par une horloge interne 56 ainsi qu'une mémoire 57. La première unité 10 comprend un émet- teur/récepteur UWB 11, un émetteur/récepteur de type DECT 12, un récepteur GPS 13 et une unité de traitement de données 14 contrôleur La quatrième comprenant une horloge interne 15, un micro-16 ainsi qu'une mémoire 17. deuxième unité 20, la troisième unité 30 et la unité 40 comprennent chacune un émet- teur/récepteur UWB 21 (respectivement 31 et 41), un émet- teur/récepteur DECT 22 (respectivement 32 et 42), un ré- cepteur GPS 23 (respectivement 33 et 43) et une unité de traitement de données 24 (respectivement 34 et 44) comprenant une horloge interne 25 (respectivement 35 et 45), un microcontrôleur 26 (respectivement 36 et 46) ainsi qu'une mémoire 27 (respectivement 37 et 47). L'unité de traitement 14 de l'unité 10 comprend quatre filtres prédictifs de type « filtre de Kalman » 18.20, 18.30, 18.40 et 18.50 respectivement dédiés à l'estimation et au lissage des distances D10-20, D10-30, D10-40 et D10-50 séparant l'unité 10 des unités 20, 30, 40 et 50. L'acquisition de ces mesures sera détaillée ultérieurement. L'utilisation de tels filtres prédictifs permet à l'unité 10, de produire, à tout moment, une estimation optimisée des distances gui tient compte notam- ment du moment auquel ont eu lieu chacune des mesures de distance D10-20, D10-30, D10-40 et D10-50. Les unités de traitement 24, 34, 44 et 54 sont elles aussi pourvues de filtres prédictifs dédiés à l'estimation et au lissage des distances séparant les unités 20, 30, 40 et 50 des autres unités 10, 20, 30, 40, et 50. Les unités 10, 20, 30, 40 et 50 sont autonomes en énergie et, par conséquent, mobiles. La communication entre les unités 10, 20, 30, 40 et 50 se fait à l'aide des émetteurs/récepteurs DECT 12, 22, 32, 42 et 52 selon un mode de multiplexage dit Accès Multiple à Répartition dans le Temps (AMRT) sur une période de communication partagée appelée trame 60 se répétant cycliquement et dont la durée est fixe et connue de chaque unité de communiCation (figure 2). Chaque unité 10, 20, 30, 40 et 50 dispose d'une référence temporelle commune TO correspondant au début d'une trame 60. Cette référence temporelle TO est maintenue synchrone entre les unités par l'émission cyclique par l'unité 50 d'un signal de synchronisation DECT 61. Les unités 10, 20, 30 et 40 synchronisent leurs horloges internes respectives 15, 25, 35 et 45 sur ce signal de synchronisation 61. L'unité 50 synchronise, quant à elle, sa propre horloge interne 56 sur l'horloge interne du système de satellites GPS dont elle reçoit les signaux. Les unités 10, 20, 30 et 40 uti- lisent également, pour la synchronisation de leurs horloges internes respectives 15, 25, 35 et 45, le signal de référence issu de leur récepteur GPS respectifs 13, 23, 33 et 43 lorsque ceux-ci sont en mesure de capter un si- gnal GPS. Le signal de synchronisation 61 permet de réa- juster, le cas échant, la synchronisation des unités 10, 20, 30, 40 et 50 entre elles Selon un premier mode de réalisation de l'invention et en référence aux figures 1 à 6, les unités subordonnées 10, 20, 30 et 40 se trouvent à l'intérieur d'une structure fermée, ici un immeuble 80, et l'unité 50 est située à l'extérieur de l'immeuble 80. Lors d'une phase préparatoire 100, l'unité coor- dinatrice 50 envoie un signal DECT 62 (symbolisé par une flèche en trait plein) à l'attention de la première unité 10 transmettant, pour attribution, une table d'identification 19 spécifique à l'unité 10. Cette table d'identification 19 comprend les éléments suivants : un identifiant ID10, une signature UWB SIG10 et une durée de retard à l'émission RE10. L'identifiant ID10 correspond, ici, à un nombre entier. La signature UWB ID10 est représentée en figure 6 et est constituée d'un train d'impulsions non périodiques de durée Ts formé de huit impulsions ultra brèves 81 de durée unitaire 1, ici égale à 0,5 nanoseconde. La durée de retard à l'émission RE10 correspond à la durée, ici égale à une milliseconde, séparant la référence temporelle commune TO marquant le début de la trame 60 et le début de l'émission par l'unité 10 de la signature UWB SIG10. Le signal DECT 62 comprend également, pour information, les tables d'identification 29, 39, 49 et 59 des unités 20, 30, 40 et 50. Ces tables d'identification 29, 39, 49 et 59 comprennent les identifiants ID20, ID30, ID40 et ID50, les signatures UWB SIG20, SIG30, SIG40 et SIG50 ainsi que les durées de re- tard à l'émission RE20, RE30, RE40 et RE50 respectifs des unités 20, 30, 40 et 50. Les valeurs des durées de retard à l'émission RE20, RE30, RE40 et RE50 sont, ici, respectivement de deux, trois, quatre et cinq millisecondes. Un signal DECT 63 est ensuite émis par l'unité de communica- tion coordinatrice 50 à l'attention de l'unité de commu- nication subordonnée 20 et comprend la table d'identification 29 pour attribution ainsi que les tables d'identification 19, 39, 49 et 59 pour information. A la suite du signal DECT 63, un signal DECT 64 est émis par l'unité de communication coordinatrice 50 à l'attention de l'unité de communication subordonnée 30 et comprend la table d'identification 39 pour attribution ainsi que les tables d'identification 19, 29, 49 et 59 pour information. A la suite du signal DECT 64, un signal DECT 65 est émis par l'unité de communication coordinatrice 50 à l'attention de l'unité de communication subordonnée 40 et comprend la table d'identification 49 pour attribution ainsi que les tables d'identification 19, 29, 39 et 59 pour information. Chaque unité 10, 20, 30, 40 et 50 dispose alors des moyens d'identifier les signatures UWB des autres unités. Les durées de retard à l'émission RE10, RE20, RE30, RE40 et RE50 permettent d'éviter une « collision » des émissions des signatures UWB SIG10, SIG20, SIG30, SIG40 et SIG50 des unités 10, 20, 30, 40 et 50. Une « collision » des émissions correspond à une situation dans laquelle deux unités émettent leur signature sur des périodes se recouvrant, ce qui a pour effet d'empêcher ces deux unités de recevoir le signal de l'autre et peut également perturber la réception des signaux par d'autres unités. Selon une étape préalable 101 de détermination de la position relative de la première unité 10 par rapport à l'unité 50, l'unité 10 est positionnée à un point de référence 82 du bâtiment 80. L'unité 50 connaît la posi- tion précise du point de référence 82 grâce à ses coordonnées GPS. L'unité 10 pourra, par exemple, être précisément positionnée sur le point de référence 82 à l'aide d'un plan du bâtiment 80. Le procédé de positionnement relativement à l'unité 50 selon l'invention entre alors dans une phase opératoire comprenant une étape 102 dans laquelle l'unité 10 émet sa signature UWB SIG10 à l'aide de l'émetteur/récepteur UWB 11. La signature 5IG10 est re- présentée en traits discontinus sur la figure 4. Cette émission, repérée 66, se fait après écoulement, compté à partir de la référence temporelle commune TO marquant le début de la trame 60, de la durée de retard à l'émission RE10. La signature UWB SIG10 est reçue par les émet- teurs/récepteurs UWB 21, 31, 41 et 51 respectifs des unités 20, 30, 40 et 50 (étape 103) qui analysent ces signaux et déterminent alors la distance D20-10 séparant l'unité 20 de l'unité 10 ainsi que les distances D30-10, D40-10 et D50-10 séparant respectivement les unités 30, 40 et 50 de l'unité 10 (étape 104). La réception du signal SIG10 par les unités 20, 30, 40 et 50 s'accompagne également de la mesure et l'enregistrement, par chaque unité réceptrice 20, 30, 40 et 50, de la puissance en ré- ception de celui-ci (Received Signal Strength Indica- tion). Les mesures de puissance RSSI20-10, RSSI30-10 RSSI40-10 et RSSI50-10 correspondent aux puissances de réception du signal UWB SIG10 mesurées respectivement par les unités 20, 30, 40 et 50 sont mémorisées par chaque unité réceptrice. Les méthodes permettant de déterminer des distances à l'aide de signaux UWB sont connues de l'homme du métier. Cette détermination est ici réalisée par mesure du temps de propagation du signal UWB. Lors de l'étape 105, l'unité 20 émet sa signature UWB SIG20 à l'aide de l'émetteur/récepteur UWB 21. Cette émission, repérée 67, se fait après écoulement, compté à partir de TO, de la durée de retard à l'émission RE20. La signature UWB SIG20 est reçue par les émetteurs/récepteurs 11, 31, 41 et 51 respectifs des unités 10, 30, 40 et 50 (étape 106). Ces unités déterminent alors les distances D10-20, D30-20, D40-20 et D50-20 séparant respectivement les unités 10, 30, 40 et 50 de l'unité 20 (étape 107). Les unités 10, 30, 40 et 50 mesurent et enregistrent respectivement les puissances de ré- ception RSSI10-20, RSSI30-20 RSSI40-20 et RSSI50-20 du signal 67. Les étapes 108 à 116 consistent en la répétition des étapes 102 à 107 appliquées à l'émission des signatures UWB SIG 30, SIG40 et SIG50 sous la forme de signaux repérés 68, 69 et 70 par les unités de communications 30, 40 et 50 ainsi que la détermination des distances suivantes : D10-30, D20-30, D40-30, D50-30, D10-40, D20-40, D30-40, D50-40, D10-50, D20-50, D30-50 et D40-50. De manière identique, les unités de communication enregistrent les puissances de réception associées à chaque mesure de distance. Les distances D10-20, D10-30, D10-40 et D10-50 sont stockées dans la mémoire 17 de l'unité 10. De manière similaire, les distances séparant chaque unité des autres unités sont stockées dans leurs mémoires respec- tives 27, 37, 47 et 57. Les étapes 102 à 116 sont alors répétées (ici quatre fois) et les unités 10, 20, 30, 40 et 50 utilisent les nouvelles déterminations de distance pour renseigner les filtres prédictifs dédiés des unités de traitement 14, 24, 34, 44 et 54 et affiner les estima- tions des distances les séparant des autres unités. Ces estimations sont ensuite transmises à l'unité 50 par signal DECT. L'unité 10 transmet les distances D10-20, D10- 30, D10-40 et D10-50 à l'Unité 50 à l'aide d'un signal DECT 71 (étape 117) après écoulement, compté à partir de la référence temporelle commune TO, de la durée de retard à l'émission RE10. Les unités 20, 30 et 40 transmettent, de manière similaire, leurs estimations de distances à l'unité 50 respectivement à l'aide des signaux DECT 72, 73 et 74 (étapes 118 à 120). Sur la base de ces informations, l'unité coordinatrice 50 détermine à l'aide de recoupements des distances selon un procédé analogue à la triangulation, les positions relatives des unités 10, 20, 30 et 40 par rap- port à l'unité 50. Cette détermination peut, par exemple, se faire de la manière suivante. Un repère orthogonal plan (0, x, y) est attaché à l'unité 50. Les coordonnées, dans ce repère, de l'unité 10 sont (X10, Y10), celles de l'unité 20 sont (X20, Y20), celles de l'unité 30 sont (X30, Y30), celles de l'unité 40 (X40, Y40) et celles de l'unité 50 sont (X50, Y50). Ainsi, on obtient le système d'équations suivant: D10-20= ((X20-X10)2+ (Y20-Y10)2)^(1/2) ; D10-30= ((X30-X10)2+ (Y30-Y10)2)^(1/2) ; D10-40= ((X40-X10)2+ (Y40-Y10)2)A(1/2) ; D10-50= ((X50-X10) 2+ (Y50-Y10)2)^(1/2) ; D20-30= ((X20-X30) 2+ (Y20-Y30)2)^(1/2) D20-40= ((X20-X40) 2+ (Y20-Y40)2)^(1/2) D20-50= ((X20-X50) 2+ (Y20-Y50)2)^(1/2) ; D30-40- ((X30-X40) 2+ (Y30-Y40)2)^(1/2) ; D30-50= ((X30-X50) 2+ (Y30-Y50)2)^(1/2) ; D40-50- ((X40-X50) 2+ (Y40-Y50)2)^(1/2). Les distances entre deux unités sont obtenues par filtrage et combinaison des mesures effectuées par cha- cune des unités concernées. Par exemple, la distance D10- 20 est déterminée en faisant la moyenne de la distance D10-20 mesurée par l'unité 10 et la distance D20-10 mesurée par l'unité 20. Dans le cas où la position de l'unité 10 relati- vement à l'unité 50 est connue, et où les unités sont ré- putées être toutes dans un même plan horizontal, l'unité coordinatrice 50 peut déterminer les positions des unités 20, 30 et 40 relativement à sa position (étape 121) par la résolution du système d'équations précédents qui com- prend alors dix équations à six inconnues. Les méthodes de résolution, notamment par substitution, d'un tel système sont connues de l'homme du métier. Les positions relatives des unités 10, 20, 30 et 40 par rapport à l'unité 50 sont donc connues par leurs coordonnées dans le repère orthogonal plan (0, x, y) lié à l'unité 50. L'unité 50 étant pourvue d'un récepteur GPS 53, celle-ci détermine ses coordonnées GPS dans un référentiel terrestre et procède à la détermination de la position des unités 20, 30 et 40 dans ce même référentiel terrestre par un changement de repère, par exemple à l'aide d'une matrice de passage (étape 122). Ainsi, les positions des unités 10, 20, 30 et 40 dans un référentiel terrestre peuvent être déterminées alors même que les récepteurs GPS de ces unités ne sont pas en mesure de rece- voir un signal GPS exploitable. Les positions des unités 10, 20, 30, 40 et 50 sont ensuite diffusées par un signal CECI 75 émis par l'unité 50 à l'attention de l'ensemble des autres unités (étape 123). Selon un deuxième mode de réalisation, les unités 10, 20, 30, 40 et 50 comprennent chacune un altimètre et les unités 10, 20, 30 et 40 transmettent également à l'unité 50 l'altitude mesurée à l'aide des émetteurs/récepteurs DECT 12, 22, 32 et 42. L'unité 50 peut 10 alors déterminer, en sus de leurs positions relatives en plan, la hauteur relative des unités 10, 20, 30 et 40. On obtient alors un procédé de positionnement tridimensionnel des unités 10, 20, 30 et 40 relativement à l'unité 50. 15 Un troisième mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit dans lequel seule l'étape préalable de détermination de la position relative de la première unité 10 par rapport à l'unité 50 est différente. Selon cette étape 141 de détermination de la position relative 20 de la première unité 10 par rapport à l'unité 50, l'unité 10 située à l'intérieur du bâtiment 80 demeure immobile pendant que l'unité 50 se déplace tout en réalisant des mesures régulières des distances D50-10 et 010-50 sépa- rant l'unité 10 de l'unité 50. Ces mesures s'effectuent 25 par émission et réception des signatures 5IG10 et SIG50 par les unités 10 et 50. Pour chaque position de l'unité 50, l'unité de traitement de données 54 enregistre les coordonnées GPS de l'unité 50 dans le référentiel ter- restre ainsi que les distances D10-50 et D50-10 asso- 30 ciées. L'unité de traitement de données 54 peut alors dé- terminer par triangulation la position de l'unité 10 dans le référentiel terrestre. Les étapes 100 et 102 à 122 du procédé demeurent inchangées. Les étapes identiques ou similaires à celle du 35 procédé précédemment décrit porteront une référence numé- rique identique dans la description qui suit d'un quatrième mode de réalisation de l'invention. Ce quatrième mode de réalisation s'applique notamment aux situations dans lesquelles les coordonnées de l'unité 10 ne sont pas déterminables lors de la phase préalable (étape 101 ou 141). Les unités de traitement 14, 24, 34 et 44 respec- tives des unités subordonnées 10, 20, 30 et 40 sont agen- cées pour garder en mémoire les dernières positions GPS mesurées. Ainsi, lors d'une rupture de liaison GPS, chaque unité 10, 20, 30 et 40 a en mémoire sa position et sa vitesse (sous la forme d'un vecteur) initiales, c'est-à-dire antérieurement à la mise en place du procédé selon l'invention (étape antérieure à l'étape 100). Les posi- tions initiales des unités 10, 20, 30 et 40 ont respecti- vement comme coordonnées (X10init, YlOinit, ZlOinit), (X20init, Y20init, Z20init), (X30init, Y3Oinit, Z30init), (X40init, Y40init, Z40init). Les vitesses initiales des unités 10, 20, 30 et 40 sont respectivement notées VlOinit, V20init, V30init, V40init. En référence aux figures 7 et 8, après l'étape 100 d'envoi des tables par l'unité 50, chaque unité 10, 20, 30 et 40 transmet respectivement via un signal DECT 201, 202, 203 et 204 ses coordonnées et vitesses mi- tiales à l'unité 50 (étape 200). Le procédé de position- nement se poursuit conformément aux étapes 102 à 120. Les coordonnées initiales des unités 10, 20, 30, 40 et 50 sont utilisées par l'unité de traitement 54 pour calculer les distances initiales D10-20init, D10-30init, D10-40init, D10-50init, D20-30init, D20-40init, D20- 50init, D30-40init et D40-50init. L'étape 221 de détermination des coordonnées des unités 10, 20, 30 et 40 est effectuée en minimisant la fonction coût C1 suivante :35 C1 yk , Zk = dans laquelle : - xk, Yk et zk sont les coordonnées de l'unité k dont on cherche à déterminer la position dans le repère (0, X, Y, Z) lié à l'unité 50; - d, est la distance séparant l'unité k de l'unité n - x', Yn et z' sont les coordonnées de l'unité n séparée par la distance d, de l'unité k; - w' est un coefficient de pondération lié à la mesure de la puissance en réception du signal provenant du noeud d'indice n. w, est donc fonction de RSSIk(n). Pour la première détermination, les valeurs ini- tiales des variables xk, yk, zk ainsi que les distances d, correspondent aux coordonnées initiales des unités ainsi qu'à leurs distances initiales. L'extremum de la fonction C1 correspond à la position cherchée et est obtenu en résolvant le système d'équations suivant : Soit : azk Xk, Yk,Zk) axk - x') - 2, aclr Yk Yk, - k - 1.1Zk :a I.X1c,Yk,Z1z) -- , uYk d, - Yk YrD2 k 37732 -i- d, (Yk YrY 1- a Ci a Ci aXk Zk. nTk. Ce système non linéaire peut être résolu au moyen de la méthode itérative de Newton-Raphson : Posons Fi(xk,Yk,zk f, (xk,yk,zk) - -aci ()c Y z axk 1" k)' k a fyl (yk, yk zk) ( yk, zk) aYk OC1 fZ1(XiC) Yk, Zk) tf yk,yk,z0 uzk Le triplet (x-k,Yk,zk) satisfaisant F1(xk,31kizk (0,0,0) est obtenu itérativement à partir d'une valeur initiale (ixkiYk,z0o correspondant aux valeurs initiales (par exemple (X10init, YlOinit, ZlOinit) dans le cas d' une application à la détermination de la position de l'unité 10) comme suit : (Xk)p.fi (X1c)p - ((xk)p)F1((xk)p) Où (Xk) (XkYky-Z0p,(Xit)p-1-1=- (Xic,37k,Zk r-i est l' inverse de la matrice jacobienne associée à F1 et évaluée au point (xk,'37k,Zk aafx lyx, a f a fi ) Y aXk ayk af.1 ae aXk ayk Avec :20 Lorsque la différence A = 11(4) p+i (le sym- bole 11-fl désigne la norme euclidienne) devient inférieure à une valeur E prédéterminée alors le processus itératif est arrêté. Les simulations montrent que la convergence pour une valeur E =10-15 est assurée au bout d'un nombre d'itérations inférieur à quinze. Par cette méthode, les coordonnées, et donc les positions relatives, des unités 10, 20, 30 et 40 sont calculées par l'unité de traitement 54 de l'unité 50 (étape 221). L'unité de traitement 54 calcule également la vitesse de chaque unité subordonnée 10, 20, 30 et 40. Ces données (positions et vitesses) sont ensuite intro- duites dans un filtre prédictif de Kalman 59 de l'unité de traitement 54. Ce filtre de Kalman 59 produit alors une estimation des positions de chaque unité subordonnée relativement à l'unité 50 (étape 222). L'étape 122 con- sistant à déterminer la position des unités 10, 20, 30 et 40 dans le référentiel terrestre à l'aide des coordonnées GPS de l'unité 50 est ensuite effectuée. Les positions des unités 10, 20, 30 et 40 sont ensuite diffusées (étape 122) par l'unité 50 auprès des autres unités: La minimisation de la fonction coût C suivante: C,(xkftyk,z0 ((xk - )- (Yk - Y.) (z - )' cliEDZ n.;=k qui met en oeuvre les mêmes paramètres que Cl permet éga- lement de déterminer les positions des unités 10, 20, 30 et 40 relativement à l'unité 50. La recherche des extremums de cette fonction est effectuée en appliquant la même méthode que pour la fonction Cl. Ainsi, l'extremum de la fonction C2 est obtenu en résolvant le système d'équations suivant : (x),z,)=O axk a c2 %.xk,Yk,zk) = `137k ac, k,Yk,zk) ° - azi, Soit : 0 = 0 - 4) = Ce système non linéaire peut être résolu au moyen de la méthode itérative de Newton-Raphson : (xlvYkiz,)-='(x ax;: k k 2(xk,Yk,zk) = Czkaik,zk) aYk ac, CtkiYk,z0="" (xxvYk,zk) Posons F2(x-k,y7k,z) Le triplet (xk,377.tizk) satisfaisant F2 (Xk, yk,Zk = (0,0,0) est obtenu itérativement à partir d'une valeur initiale (xk,-Yk,z0a correspondant aux valeurs initiales (par exemple (X10init, YlOinit, ZlOinit) dans le cas d'une application à la détermination de la position de l'unité 10) comme suit : (Xk}p' (Xk)p - JF:=,1(( k)p)Fi((X0pj Où (X3p = (Xlz, Zk)p, (Xk p+1 l' inverse de la matrice jacobienne associée à 2 et évaluée au point Avec : - Y k 1-1 IF, est 20 nrtk a f: a xi, f,c2 Yk of: azk I3Xk f Y Y k 4.2 "1Y , a k af".2 n-e a x k fz2 yk nxk a Zle Yn.)(xk - )2 + 3 (Yk Yn 2 Yn) - Zn) (Xk )(Yk Yn) - )2 + (Yk Yn )2 + 3 (Zk 3(x - x' n;tk - xn)(Yk- ) n - 4) Lorsque la différence A = (X0p+i- (X0p (le symbole 111 désigne la norme euclidienne) devient inférieure à une valeur E prédéterminée alors le processus itératif est arrêté. Les simulations montrent que la convergence pour une valeur E =10-15 est assurée au bout d'un nombre d'itérations inférieur à quinze. Selon un mode de réalisation particulier, les unités subordonnées 10, 20, 30 et 40 demeurent en état de réception GPS et transmettent leur position GPS à l'unité 50 lorsqu'elles sont en mesure de la déterminer. Ces po- sitions sont accompagnées d'un indicateur représentatif de la qualité des signaux GPS reçus. Cet indicateur peut correspondre notamment à la mesure RSSI de la puissance du signal GPS reçu. L'unité de traitement 54 hybride ces mesures de positions GPS, pondérées par un coefficient obtenu à partir du RSSI mesuré pour chaque position, avec les estimations produites par le filtre de Kalman 59 pour mettre à jour l'estimation de la position des unités concernées. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier : - bien qu'ici, les valeurs utilisées pour déter- miner une valeur initiale permettant de minimiser les fonctions coût C1 ou C2 par itération correspondent aux dernières positions GPS enregistrées par chaque unité, l'invention s'applique également à d'autres types de va- leurs initiales, notamment en l'absence de réception GPS récente par les unités. Ces valeurs initiales peuvent, par exemple être choisies comme étant le barycentre des autres unités pondéré ou non par un coefficient obtenu à partir des valeurs RSSI ; - bien qu'ici les opérations de minimisation des fonctions coût Ci et C, fassent intervenir la méthode itérative de Newton-Raphson, l'invention s'applique égale-ment à la mise en oeuvre d'autres types de méthode mathé-matique de résolution, itératives ou non ; - bien qu'ici les unités de communication subor- données et coordinatrice comprennent un émetteur/récepteur DECT, l'invention s'applique également à des unités de communication comprenant d'autres moyens de communication sans fil comme par exemple des moyens de communication selon les normes WIFI, bluetooth ou utili- sant des canaux infra rouge ou ultrasoniques ; - bien qu'ici les unités de communication subor- données et coordinatrice comprennent un récepteur GPS, l'invention s'applique également à des unités de communi- cation comprenant d'autres moyens de géolocalisation comme par exemple des récepteurs pour les système de sa- tellites : GLONASS ou GALILEO; - bien qu'ici les unités de communication soient pourvues d'un récepteur GPS, l'invention s'applique éga- lement à des unités de communication dépourvues de tels récepteur ; - bien qu'ici les unités de communication subor- données et coordinatrice comprennent un microcontrôleur, l'invention s'applique également à des unités de communi- cation comprenant d'autres moyens de traitement de don- nées comme par exemple un microprocesseur ; - bien qu'ici les identifiants des unités de communication soient des nombres entiers, l'invention s'applique également à d'autres types d'identifiants comme par exemple des octets codant des lettres, ou des trains d'impulsions ; - bien qu'ici les signatures UWB soient consti- tuées d'un train d'impulsions non périodiques formé de huit impulsions ultra brèves de durée unitaire égale à 0.5 nanoseconde, l'invention s'applique également à d'autres types de signature UWB comme par exemple des trains d'impulsions comprenant un nombre différents d'impulsions, ou comprenant des impulsions de durées variables, plus longues pouvant aller de 100 picosecondes à 2.5 nanosecondes ; - bien qu'ici la transmission des distances mesurées par les unités subordonnées vers l'unité coordina- trice soit effectuée après écoulement des retard à l'émission, l'invention s'applique également à une trans- mission des distances mesurées effectuée après écoulement de durées distinctes de celles correspondant aux retards à l'émission attribués à chaque unité subordonnée ; - bien qu'ici les mesures de distances entre uni- tés soient effectuées quatre fois avant d'être transmises à l'unité coordinatrice, l'invention s'applique également à un nombre différent de mesures de distance avant transmission à l'unité coordinatrice, comme par exemple une seule fois, deux, trois ou plus de quatre ; - bien qu'ici, la transmission des positions des unités subordonnées par l'unité coordinatrice soit effec- tuée après détermination de leurs positions respectives dans un référentiel terrestre, l'invention s'applique également à une transmission des positions relatives des unités subordonnées par l'unité coordinatrice avant dé- termination de leurs positions respectives dans un réfé- rentiel terrestre ; - bien qu'ici, les unités déterminent leurs alti- tudes à l'aide d'un altimètre, l'invention s'applique également à d'autres moyens d'évaluation de l'altitude, comme par exemple un capteur barométrique ; bien qu'ici l'unité coordinatrice soit à l'extérieur d'un bâtiment dans lequel évoluent les unités subordonnées, l'invention s'applique également à des unités coordinatrices et subordonnées toutes situées dans un bâtiment ou en extérieur. REVENDICATIONS1. Procédé de positionnement relativement à une unité de communication coordinatrice (50) d'un groupe d'unités de communication subordonnées comprenant au moins une première (10), une deuxième (20), une troisième (30) et une quatrième (40) unité de communication subordonnée qui sont mobiles entre elles et qui comprennent chacune un émetteur/récepteur UWB (11, 21, 31, 41, 51) et des moyens de communication numérique sans fil (12, 22, 32, 42, 52) avec l'unité coordinatrice (50), chaque unité subordonnée (10, 20, 30, 40) comprenant une horloge interne (15, 25, 35, 45) synchronisée avec celle de l'unité coordinatrice (56) pour définir une période de communica- tion partagée (60), le procédé comprenant les étapes sui- vantes : - lors d'une phase préparatoire (100), transmis- sion par l'unité coordinatrice (50) à chaque unité subor- donnée (10, 20, 30, 40), via les moyens de communication numérique sans fil (12, 22, 32, 42, 52), d'une table d'identification spécifique (19, 29, 39, 49, 59) comprenant un identifiant (ID10, ID20, ID30, ID40, ID50), une signature UWB (SIG10, SIG20, SIG30, SIG40, SIG50) et une durée de retard à l'émission (RE10, RE20, RE30, RE40), et communication, via les moyens de communication numérique sans fil (12, 22, 32, 42, 52), des tables d'identification (19, 29, 39, 49, 59) de chaque unité aux autres unités subordonnées (10, 20, 30, 40); et, lors d'une phase opératoire, - émission par chaque unité (10, 20, 30, 40, 50) de sa signature UWB (SIG10, SIG20, SIG30, SIG40, SIG50), cette émission étant réalisée après l'écoulement, compté à partir du début (TO) de la période de communication (60), de la durée de retard à l'émission (RE10, RE20, RE30, RE40);- analyse par chaque unité (10, 20, 30, 40, 50) des signatures UWB (SIG10, SIG20, SIG30, SIG40, SIG50) émises par les autres unités (10, 20, 30, 40, 50) et détermination des distances (D10-20, D10-30, D10-40, D10- 50, D20-10, D20-30, D20-40, D20-50, D30-10, D30-20, D30- 40, D30-50, D40-10, D40-20, D40-30, D40-50, D50-10, D5020, D50-30, D50-40) séparant cette unité (10, 20, 30, 40, 50) de chacune des autres unités (10, 20, 30, 40, 50) ; - transmission à l'unité coordinatrice (50) par chaque unité subordonnée (10, 20, 30, 40) des distances (D10-20, D10-30, D10-40, D10-50, D20-10, D20-30, D20-40, D20-50, D30-10, D30-20, D30-40, D30-50, D40-10, D40-20, D40-30, D40-50) séparant cette unité subordonnée (10, 20, 30, 40) de chacune des autres unités (10, 20, 30, 40, 50), cette transmission se faisant à l'aide des moyens de communication numérique sans fil (12, 22, 32, 42, 52) ; - détermination par l'unité coordinatrice (50) des positions relatives des unités subordonnées (10, 20, 30, 40). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, l'unité coordinatrice disposant de moyens de sa géolocalisation dans un référentiel terrestre, le procédé comprend l'étape supplémentaire (122) de déterminer les po- sitions relatives des unités subordonnées (10, 20, 30, 40) par rapport à un référentiel terrestre. 3. Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape préalable (101) de détermination de la position relative d'une unité subordonnée (10) par rapport à l'unité coordinatrice (50) dans laquelle l'unité subordonnée (10) est positionnée à un point de référence (82) dont la position relative par rapport à l'unité coordinatrice (50) est connue.35 4. Procédé de positionnement selon la revendication 1, dans lequel l'étape de détermination par l'unité coordinatrice (50) des positions relatives des unités subordonnées (10, 20, 30, 40) comprend une étape d'optimisation d'une fonction coût (Ci, C2) correspondant à l'une des expressions suivantes : 71# k Ou )2 (zk - c4z)i C.2(x_k,yk,z0 n dans laquelle : - xk, Yk et zk sont les coordonnées de l'unité k dont on cherche à déterminer la position dans le repère (0, X, Y, Z) lié à l'unité 50; - dr, est la distance séparant l'unité k de l'unité n ; - xn, Yn et zn sont les coordonnées de l'unité n séparée par la distance dn de l'unité k; - wn est un coefficient de pondération lié à la mesure de la puissance en réception du signal provenant du noeud d'indice n. 5. Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape préalable de détermination de la position rela- tive d'une unité subordonnée (10) par rapport à l'unité coordinatrice (50) dans laquelle l'unité subordonnée (10) demeurant immobile, l'unité coordinatrice (50) se déplace autour d'une zone dans laquelle se trouve l'unité subor- donnée (10), et détermine la position de l'unité subor- donnée par triangulation à l'aide d'émissions UWB. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la synchronisation des horloges internes (15, 25, 35, 45)des unités subordonnées (10, 20, 30, 40) est effectuée à l'aide de l'émission périodique par l'unité coordinatrice (50) d'un signal de synchronisation (61). 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'émission du signal de synchronisation (61) se fait à l'aide des moyens de communication sans fil (51). 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel, l'unité coordinatrice (50) étant pourvue d'un ré- cepteur GPS (53), l'horloge interne (56) de l'unité principale (50) correspond à celle du récepteur GPS (53). 9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les unités (10, 20, 30, 40, 50) comprenant des moyens d'évaluation de l'altitude, le procédé comprend l'étape supplémentaire de déterminer les altitudes des unités subordonnées (10, 20, 30, 40) relativement à l'unité coordinatrice (50). 10. Dispositif de positionnement (10, 20, 30, 40, 50) comprenant des moyens de traitement de données (16, 26, 36, 46, 55) et des moyens de mémorisation (17, 27, 37, 47, 57), une horloge interne (15, 25, 35, 45, 56) pourvue des moyens de sa synchronisation, un émetteur /récepteur UWB (11, 21, 31, 41, 51) et des moyens de communication numérique sans fil (12, 22, 32, 42, 52), le dispositif (10, 20, 30, 40, 50) étant caractérisé en ce qu'il est agencé pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1. 11. Dispositif de positionnement (10, 20, 30, 40, 50) selon la revendication 10 comprenant un récepteur GPS (13, 23, 33, 43, 53).35