Station de référence virtuelle (VRS)

Avec la méthode classique de mesure GPS en temps réel (RTK), les données de corrections d' une station de référence sont transmises à l'utilisateur. La distance entre la station itinérante (de l'utilisateur) et la station de référence ne doit pas excéder 15-20km. Au-delà, les erreurs systématiques deviennent trop grandes et conduisent à des mesures erronées (si toutefois une initialisation est possible). Mettre en place à l'échelle d'un pays un réseau offrant une telle densification de stations serait beaucoup trop cher et avec les nouvelles possibilités même inutile.

En effet, le concept de la station virtuelle offre de nouvelles perspectives. La méthode consiste à envoyer à l'utilisateur des corrections interpolées de plusieurs stations de référence. Ces corrections ainsi interpolées contiennent beaucoup moins d'erreurs systématiques et permettent de faire des lignes de base bien plus longues avec plus de fiabilité. Le temps d'initialisation est par la même occasion bien raccourci. Si une des station de référence venait à tomber en panne, les corrections de la station la plus proche seraient alors envoyées à l'utilisateur. La productivité est notablement augmentée par diminution du temps d'initialisation.

1. Les données des stations AGNES entrent avec un intervalle d'une seconde dans l'ordinateur du centre de contrôle (RKZ)
2. L'utilisateur RTK envoie sa position approchée (format NMEA)
3. Le RKZ détermine le triangle de la position de l'utilisateur et calcule ensuite une station virtuelle de référence (en fonction de la position approchée envoyée)
4. Le RKZ renvoie les données de la station de référence virtuelle à l'utilisateur (en format RTMC)

Le concept de la station virtuelle permet de minimiser certaines erreurs systématiques:

• ionosphère
• troposphère
• orbites des satellites
• multipath
• centre de phase de l'antenne

La plus grande source d'erreurs de mesures GPS est l'influence de la ionosphère . L'ionosphère est un milieu dispersif dont l'influence se manifeste de manière fréquencielle. Les rayons solaires ionisent les électrons de la couche ionospérique, ce qui peut conduire à des erreurs de mesures GPS allant jusqu'à 50m. La densité d'électrons dans la ionospère dépend du cycle solaire dont la période est de 11 ans. L'influence de cette activité solaire grandit avec les taches solaires. Ceci montre que l'utilisation d'un modèle ionosphérique est indispensable.

L'influence de la troposphère sur les mesures GPS dépend des conditions météorologiques (température, pression, humidité) du moment. Ces valeurs peuvent être minimisées en utilisant un modèle approprié. Les erreurs d'orbite peuvent être corrigées ultérieurement au moyen des éphémérides précises.

Les orbites des satellites peuvent être corrigées a posteriori avec les éphémérides GPS précises.
Les effets du multipath proviennent de la réflexion des mesures sur une surface réfléchissante (métal lisse) se trouvant à proximité de l'antenne GPS. Il est difficile d'en tenir compte dans un modèle. En revanche, on peut être attentif à ce phénomène lors de la mise en place de l'antenne.

Le centre de phase de l'antenne est déterminé par les fabricants de récepteurs GPS; cependant, la valeur réelle du centre de phase peut différer de plusieurs milimètres de la valeur fournie. Pour déterminer la valeur exacte d'un centre de phase, on doit procéder à une calibration de chaque antenne séparément.

Le logiciel de réseau GPS-Net de l'entreprise Trimble Terrasat GmbH est utilisé pour le service de positionnement swipos-GIS/GEO. Il permet de travailler avec la méthode de la station virtuelle. Les erreurs systématiques, traitées plus haut, sont aussi modélisées dans ce logiciel.

Elles sont classées en deux catégories:

• corrections géométriques (troposphère et erreurs d'orbites)
• corrections ionosphériques