Brevet FR3127818A1 — publié le 20230407

L’acquisition cohérente prête pour la phase de porteuse, d’un signal instantané d’un système mondial de navigation par satellite (GNSS) comprend la réception, dans un récepteur d’instantanés (120) , de différents signaux GNSS (130) provenant de satellites GNSS (110) différents de manière correspondante, et l’exécution d’une acquisition multi-hypothèse (MH) sur chacun des signaux GNSS (130) afin de produire un ensemble complet d’hypothèses d’index de code secondaire (150A), chaque hypothèse produisant un résultat d’acquisition (150B) correspondant selon un pic identifié à une phase de code et une fréquence Doppler correctes. Les hypothèses d’index de code secondaire (150A) sont ajustées pour chaque signal GNSS différent sur la base d’une différence de temps de vol déterminée pour chaque satellite GNSS (110), de manière à produire un nouvel ensemble d’hypothèses. Enfin, l’une des hypothèses du nouvel ensemble peut être sélectionnée comme hypothèse correcte en fonction d’un index commun prédominant parmi les hypothèses du nouvel ensemble, et les résultats d’acquisition pour chacun des différents signaux GNSS (130) peuvent être filtrés en utilisant l’hypothèse correcte. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 DÉTERMINATION DE CODE SECONDAIRE DANS UN RÉCEPTEUR D’INSTANTANÉS SUR LA BASE DE L’ALIGNEMENT DE TEMPS DE TRANSMISSION Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine de la détermination de position de système mondial de navigation par satellite (GNSS) dans les systèmes de positionnement mondial par satellite. Arrière-plan technique Le positionnement par satellite fait référence à la détermination de position, de vitesse et de temps (PVT) pour un récepteur GNSS selon les données de positionnement GNSS dans des signaux tels que ceux produits par le système de positionnement mondial (GPS), le système mondial de navigation par satellite (GLONASS), Galileo, NavIC et BeiDou. Le signal de base du GNSS est un signal à spectre étalé à séquence directe, transmis de manière synchrone par chaque satellite dans une constellation de satellites GNSS. Le signal à spectre étalé comprend à la fois un code de télémétrie, également appelé séquence d’étalement à bruit pseudo-aléatoire (PRN), et aussi une liaison de données à faible débit qui diffuse des informations d’éphémérides pour le satellite correspondant. Chaque récepteur GNSS reçoit le signal GNSS à partir duquel le récepteur GNSS estime le PVT. Pour ce faire, une logique programmatique s’exécutant en coordination avec le récepteur GNSS estime le code de télémétrie dans le modèle de signal de manière à construire un ensemble d’observables pour chaque satellite à partir duquel le signal GNSS a été reçu. Les observables dans l’ensemble comprennent une série de portées calculées à partir du retard temporel de la réception du signal GNSS correspondant, appelées pseudo-périmètres, ainsi que des estimations de différence de phase, appelées mesures de phase de porteuse, entre les différents signaux GNSS. Avec les observables, le calcul de PVT consiste à résoudre une multilatération des observables dans le cadre d’un algorithme des moindres carrés. Traditionnellement, le calcul de PVT est un processus en deux étapes. La première étape du processus produit une estimation grossière des paramètres de synchronisation basée sur les données non polies du signal reçu. De plus, cette première étape peut impliquer un raffinement de l’estimation grossière en utilisant des boucles d’acquisition ou de suivi plus fines. Plus précisément, dans la première étape, les estimations du retard temporel et des décalages Doppler sont déterminées à partir des signaux à spectre étalé reçus d’une sélection de satellites. Dans la deuxième étape, appelée « solution de navigation », les observables GNSS sont traitées afin d’estimer le PVT du récepteur GNSS. Afin d’obtenir une précision de positionnement GNSS au centimètre près, il est nécessaire d’utiliser les mesures de phase de porteuse du signal reçu. Cependant, lorsque le signal reçu est extrêmement court, par exemple un signal instantané, les mesures de phase ne peuvent pas être déterminées correctement de manière traditionnelle en raison des incertitudes dans les bits de données codés du signal GNSS. En effet, les mesures de phase de porteuse sont générées en exploitant l’angle de la sortie du corrélateur complexe, à savoir la corrélation entre le signal reçu et la réplique locale. Ainsi, si les bits de signes opposés sont pris en compte dans la réplique locale du signal, la magnitude de l’énergie résultante restera la même et sera donc toujours détectée par le module d’acquisition. En revanche, si l’angle est décalé de cent quatre-vingts degrés par rapport à l’angle réel, une erreur de phase d’un demi-cycle sera produite. Dans les deux cas, il est important d’éviter que les mesures de phase soient affectées par l’ambiguïté de l’hypothèse de code secondaire. Des modes de réalisation de la présente invention traitent des déficiences techniques de l’art en ce qui concerne l’acquisition cohérente d’un signal instantané GNSS. À cette fin, les modes de réalisation de la présente invention fournissent un procédé nouveau et non évident pour l’acquisition cohérente prête pour la phase de porteuse d’un signal instantané GNSS. Des modes de réalisation de la présente invention fournissent également un dispositif informatique nouveau et non évident adapté pour exécuter le procédé précédent. Enfin, des modes de réalisation de la présente invention prévoient un système de traitement de données nouveau et non évident incorporant le dispositif précédent afin d’exécuter le procédé précédent. Dans un mode de réalisation de l’invention, un procédé d’acquisition cohérente prête pour la phase de porteuse d’un signal instantané GNSS comprend une réception dans un récepteur d’instantanés de différents signaux GNSS provenant de différents satellites GNSS correspondants. Le procédé comprend en outre l’exécution d’une acquisition multi-hypothèse (MH) sur chacun des différents signaux GNSS afin de produire un ensemble complet d’hypothèses d’indice de code secondaire, chacune produisant des résultats d’acquisition correspondants selon un pic identifié à une phase de code et une fréquence Doppler correctes. Le procédé comprend en outre un ajustement des hypothèses d’indice de code secondaire pour chacun des différents signaux GNSS des différents satellites GNSS correspondants, sur la base d’une différence de temps de vol déterminée pour chacun des différents satellites GNSS, de manière à produire un nouvel ensemble d’hypothèses d’indice de code secondaire. Enfin, le procédé comprend un filtrage du nouvel ensemble pour inclure seulement celles de l’hypothèse d’indice de code secondaire dans le nouvel ensemble ayant un indice commun prédominant à un moment commun dans le temps et une application des hypothèses restantes des hypothèses d’indice de code secondaire dans le nouvel ensemble à des signaux respectifs des signaux GNSS afin d’acquérir les signaux GNSS. Dans un aspect du mode de réalisation, un filtre temporel grossier (CTF) résout une ambiguïté d’une milliseconde (1ms) de temps de vol de signal sur la base des données d’assistance et calcule la différence de temps de vol pour chacun des satellites GNSS. En tant que tel, l’ajustement peut comprendre un décalage de chacune des hypothèses d’indice de code secondaire dans l’ensemble complet d’une quantité correspondant à la différence de temps de vol calculée par le CFT. De même, l’ajustement peut comprendre, pour chacune des hypothèses d’indice de code secondaire dans le nouvel ensemble correspondant à un des signaux GNSS, un décalage en arrière de chacune des hypothèses d’indice de code secondaire dans le nouvel ensemble par la différence de temps de vol calculée par le CFT pour un signal correspondant parmi les signaux GNSS. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, un système de traitement de données est adapté pour l’acquisition cohérente prête pour la phase de porteuse d’un signal instantané GNSS. Le système comprend une plate-forme de calcul hôte ayant un ou plusieurs ordinateurs, chacun avec une mémoire et une ou plusieurs unités de traitement comprenant un ou plusieurs noyaux de traitement. Le système comprend également un module d’acquisition. Le module comprend à son tour des instructions de programme informatique qui sont activées lors de l’exécution dans la mémoire d’une ou plusieurs des unités de traitement de la plate-forme de calcul hôte pour recevoir d’un récepteur d’instantanés différents signaux GNSS provenant de différents satellites GNSS correspondants et pour exécuter une acquisition MH sur chacun des différents signaux GNSS afin de produire un ensemble complet d’hypothèses d’indice de code secondaire et de résultats d’acquisition correspondants selon un pic identifié à une phase de code et une fréquence Doppler correctes. Les instructions de programme ajustent ensuite les hypothèses d’indice de code secondaire pour chacun des différents signaux GNSS des différents satellites GNSS correspondants, sur la base d’une différence de temps de vol déterminée pour chacun des différents satellites GNSS, l’ajustement produisant un nouvel ensemble d’hypothèses d’indice de code secondaire. Enfin, les instructions de programme filtrent le nouvel ensemble pour inclure seulement que celles des hypothèses d’indice de code secondaire dans le nouvel ensemble ayant un indice commun prédominant à un moment commun dans le temps et une application des hypothèses restantes des hypothèses d’indice de code secondaire dans le nouvel ensemble à des signaux respectifs des signaux GNSS afin d’acquérir les signaux GNSS. De cette façon, les déficiences techniques de détermination des mesures de phase de porteuse malgré la réception d’un signal extrêmement court comme un signal instantané, résultant en des incertitudes dans les bits de données codés du signal GNSS, peuvent être surmontées. Plus précisément, les déficiences précédentes peuvent être surmontées grâce à la création d’un nouvel ensemble d’hypothèses d’indice de code secondaire de différents indice décalés à partir desquels une hypothèse correcte peut être sélectionnée en fonction d’un temps de vol commun identifié différent entre les satellites GNSS. Ensuite, l’hypothèse correcte sélectionnée peut être utilisée pour filtrer les résultats d’acquisition. Et l’hypothèse correcte aura été sélectionnée malgré la nature courte du signal instantané et sans traitement trop complexe susceptible de consommer de manière indésirable les ressources énergétiques d’un récepteur de signaux GNSS itinérant. Des aspects supplémentaires de l’invention seront exposés en partie dans la description qui suit, et en partie seront évidents à partir de la description, ou pourront être appris par la pratique de l’invention. Les aspects de l’invention seront réalisés et atteints au moyen des éléments et des combinaisons particulièrement indiqués dans les revendications annexées. Il est entendu qu’aussi bien la description générale qui précède que la description détaillée qui suit ne sont qu’exemplaires et explicatives et ne sont pas restrictives de l’invention, telle qu’elle est revendiquée. Brève description des figures Les dessins ci-joints, qui sont incorporés dans la présente spécification et en font partie, illustrent des modes de réalisation de l’invention et, avec la description, servent à expliquer les principes de l’invention. Les modes de réalisation illustrés ici sont actuellement préférés, étant entendu, cependant, que l’invention n’est pas limitée aux arrangements et aux instruments précis montrés, dans lesquels : La est une illustration reflétant différents aspects d’un procédé d’acquisition cohérente prête pour la phase de porteuse d’un signal instantané GNSS ; La est un schéma fonctionnel illustrant un système de traitement de données adapté pour exécuter un des aspects du processus de la ; et, La est un organigramme illustrant un des aspects du procédé de la . Procédé d’acquisition cohérente prête pour la phase de porteuse d’un signal instantané d’un système mondial de navigation par satellite (GNSS), comprenant les étapes consistant à : recevoir dans un récepteur d’instantanés (120) différents signaux GNSS (130) provenant de différents satellites GNSS (110) correspondants ; exécuter une acquisition (320) multi-hypothèse (MH) sur chacun des différents signaux GNSS (130) afin de produire (330) un ensemble complet d’hypothèses d’indice de code secondaire (150A) et de résultats d’acquisition (150B) correspondants selon un pic identifié à une phase de code et une fréquence Doppler correctes ; ajuster (350) les hypothèses d’indice de code secondaire (150A) pour chacun des différents signaux GNSS (130) des différents satellites GNSS (110) correspondants sur la base d’une différence de temps de vol déterminée pour chacun des différents satellites GNSS (110), l’ajustement produisant un nouvel ensemble d’hypothèses d’indice de code secondaire (160A) ; filtrer (360) le nouvel ensemble pour inclure seulement celles des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble ayant un indice commun prédominant à un moment commun dans le temps ; et, appliquer (370) des hypothèses restantes des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble à des signaux respectifs des signaux GNSS (130) afin d’acquérir les signaux GNSS (130). Procédé selon la revendication 1, dans lequel un filtre temporel grossier (CTF) résout (340) une ambiguïté d’une milliseconde (1ms) de temps de vol de signal sur la base des données d’assistance et calcule (340) la différence de temps de vol pour chacun des satellites GNSS (110). Procédé selon la revendication 2, dans lequel l’ajustement (350) comprend le décalage de chacune des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans l’ensemble complet d’une quantité correspondant à la différence de temps de vol calculée par le CFT. Procédé selon la revendication 3, dans lequel l’ajustement (350) comprend en outre, pour chacune des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble correspondant à un des signaux GNSS (130), le décalage en arrière de ladite une des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) par la différence de temps de vol calculée par le CFT pour un signal correspondant parmi les signaux GNSS (130). Système de traitement de données adapté pour l’acquisition cohérente prête pour la phase de porteuse d’un signal instantané d’un système mondial de navigation par satellite (GNSS), le système comprenant : une plate-forme de calcul hôte (200) comprenant un ou plusieurs ordinateurs (210), chacun avec une mémoire (220) et une ou plusieurs unités de traitement (230) comprenant un ou plusieurs noyaux de traitement (230) ; et, un module d’acquisition comprenant des instructions de programme informatique activées lors de l’exécution dans la mémoire (220) d’au moins une des unités de traitement (230) de la plate-forme de calcul hôte (200) pour exécuter les étapes consistant à : recevoir dans un récepteur d’instantanés (120) différents signaux GNSS (130) provenant de différents satellites GNSS (110) correspondants ; exécuter une acquisition (320) multi-hypothèse (MH) sur chacun des différents signaux GNSS (130) afin de produire (330) un ensemble complet d’hypothèses d’indice de code secondaire (150A) et de résultats d’acquisition (150B) correspondants selon un pic identifié à une phase de code et une fréquence Doppler correctes ; ajuster (350) les hypothèses d’indice de code secondaire (150A) pour chacun des différents signaux GNSS (130) des différents satellites GNSS (110) correspondants sur la base d’une différence de temps de vol déterminée pour chacun des différents satellites GNSS (110), l’ajustement produisant un nouvel ensemble d’hypothèses d’indice de code secondaire (160A) ; filtrer le nouvel ensemble pour inclure seulement celles des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble ayant un indice commun prédominant à un moment commun dans le temps ; et, appliquer des hypothèses restantes des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble à des signaux GNSS (130) respectifs afin d’acquérir les signaux GNSS (130). Système selon la revendication 5, dans lequel un filtre temporel grossier (CTF) résout (340) une ambiguïté d’une milliseconde (1ms) de temps de vol de signal sur la base des données d’assistance et calcule (340) la différence de temps de vol pour chacun des satellites GNSS (110). Système selon la revendication 6, dans lequel l’ajustement (350) comprend le décalage de chacune des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans l’ensemble complet d’une quantité correspondant à la différence de temps de vol calculée par le CFT. Système selon la revendication 7, dans lequel l’ajustement (350) comprend en outre, pour chacune des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble correspondant à un des signaux GNSS (130), le décalage en arrière de ladite une des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) par la différence de temps de vol calculée par le CFT pour un signal correspondant des signaux GNSS (130). Dispositif informatique (250) comprenant un support de stockage lisible par ordinateur non transitoire ayant des instructions de programme stockées dans celui-ci, les instructions étant exécutables par au moins un noyau de traitement d’une unité de traitement pour amener l’unité de traitement à exécuter un procédé d’acquisition cohérente prête pour la phase de porteuse d’un signal instantané d’un système mondial de navigation par satellite (GNSS), le procédé comprenant les étapes consistant à : recevoir dans un récepteur d’instantanés (120) différents signaux GNSS (130) provenant de différents satellites GNSS (110) correspondants ; exécuter une acquisition (320) multi-hypothèse (MH) sur chacun des différents signaux GNSS (130) afin de produire (330) un ensemble complet d’hypothèses d’indice de code secondaire (150A) et de résultats d’acquisition (150B) correspondants selon un pic identifié à une phase de code et une fréquence Doppler correctes ; ajuster (350) les hypothèses d’indice de code secondaire (150A) pour chacun des différents signaux GNSS (130) des différents satellites GNSS (110) correspondants sur la base d’une différence de temps de vol déterminée pour chacun des différents satellites GNSS (110) , l’ajustement produisant un nouvel ensemble d’hypothèses d’indice de code secondaire (160A) ; filtrer (360) le nouvel ensemble pour inclure seulement celles des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble ayant un indice commun prédominant à un moment commun dans le temps ; et, appliquer (370) des hypothèses restantes des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble à des signaux respectifs parmi les signaux GNSS (130) afin d’acquérir les signaux GNSS (130) . 10. Dispositif (250) selon la revendication 9, dans lequel un filtre temporel grossier (CTF) résout (340) une ambiguïté d’une milliseconde (1ms) de temps de vol de signal sur la base des données d’assistance et calcule (340) la différence de temps de vol pour chacun des satellites GNSS (110) . 11. Dispositif (250) selon la revendication 10, dans lequel l’ajustement (350) comprend le décalage de chacune des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans l’ensemble complet d’une quantité correspondant à la différence de temps de vol calculée par le CFT. 12. Dispositif (250) selon la revendication 11, dans lequel l’ajustement (350) comprend en outre, pour chacune des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) dans le nouvel ensemble correspondant à un des signaux GNSS (130), le décalage en arrière de ladite une des hypothèses d’indice de code secondaire (160A) par la différence de temps de vol calculée par le CFT pour un signal correspondant parmi les signaux GNSS (130).