Comment fonctionne le GNSS brut d’Android et pourquoi SIMT développe son propre moteur de positionnement

Votre téléphone entend déjà les satellites

En ce moment même, pendant que vous lisez, votre téléphone reçoit des signaux radio d’au moins une douzaine de satellites en orbite à environ 20 000 kilomètres au-dessus de vous. Ils appartiennent à des constellations exploitées par différents pays et régions : GPS par les États-Unis, Galileo par l’Union européenne, GLONASS par la Russie, BeiDou par la Chine, QZSS par le Japon et NavIC par l’Inde. Chaque satellite diffuse un signal horodaté avec précision, qui voyage à la vitesse de la lumière. Votre téléphone le capte, mesure son temps de trajet et utilise ce délai pour estimer la distance au satellite.

Cette estimation s’appelle une pseudodistance. Elle est dite « pseudo » parce qu’elle ne correspond pas à la distance géométrique réelle : elle inclut les erreurs de l’horloge du satellite, de celle du récepteur, de l’atmosphère et du trajet du signal. Avec les pseudodistances d’au moins quatre satellites, un appareil peut déterminer trois coordonnées spatiales ainsi qu’un décalage d’horloge. C’est le principe fondamental de la navigation par satellite. Depuis 2016, Android met ces mesures temporelles brutes à la disposition de toute application qui les demande.

Le problème ? Presque aucune application n’utilise réellement ces données. L’approche habituelle consiste à laisser le chipset GNSS intégré d’Android calculer la position, puis fournir latitude, longitude et estimation de précision à l’application : une boîte noire suffisante pour la navigation pas à pas. Mais « suffisant » signifie ici une zone d’incertitude de trois à dix mètres, qui masque ce que les signaux bruts peuvent véritablement révéler.

Du temps à la distance : naissance des pseudodistances

Lorsqu’un satellite émet son signal, il y encode l’instant exact de transmission. Votre téléphone enregistre l’instant exact de réception. La différence entre ces deux horodatages, multipliée par la vitesse de la lumière, donne une distance. Dans Android, cela revient à lire des champs de l’horloge GNSS précis à la nanoseconde et à les comparer au temps d’émission de chaque satellite.

Mais le mot « exact » est lourd de conséquences. Le satellite possède une horloge atomique précise à quelques nanosecondes, tandis que le téléphone utilise un oscillateur à quartz susceptible de dériver de plusieurs microsecondes. Une seule microseconde d’erreur d’horloge représente environ 300 mètres d’erreur de distance, puisque la lumière parcourt 300 mètres en une microseconde. Le décalage de l’horloge du récepteur doit donc être estimé avec votre position à chaque époque de calcul.

D’autres subtilités s’ajoutent. Chaque constellation utilise une référence temporelle différente. GPS fonctionne en GPS Time ; GLONASS utilise UTC avec des ajustements de secondes intercalaires et un cycle journalier distinct ; Galileo suit Galileo System Time ; BeiDou possède sa propre époque ; les systèmes régionaux QZSS et NavIC maintiennent leurs propres échelles alignées sur GPS Time, mais avec des termes de décalage indépendants. Lorsque plusieurs constellations alimentent une même solution, chacune exige un biais d’horloge distinct, appelé biais intersystème ou ISB. Un solveur qui ignore l’ISB produira une position plausible, mais discrètement fausse de plusieurs mètres.

Savoir où se trouvent les satellites

Une pseudodistance indique l’éloignement d’un satellite. Pour l’utiliser, il faut aussi savoir où se trouvait celui-ci au moment où il a transmis le signal. Les satellites ne sont pas immobiles : ils orbitent autour de la Terre à environ 14 000 kilomètres par heure. Leur position est décrite par des paramètres orbitaux appelés éphémérides, que chacun diffuse dans son message de navigation.

Pour GPS, Galileo, BeiDou, QZSS et NavIC, les éphémérides utilisent des éléments orbitaux képlériens : six paramètres décrivant la forme, l’inclinaison et l’orientation de l’orbite, auxquels s’ajoutent des corrections pour les perturbations dues à l’irrégularité du champ gravitationnel terrestre, à la pression du rayonnement solaire et aux forces de marée. À partir de ces paramètres et d’un instant, la position du satellite en coordonnées géocentriques se calcule au moyen d’équations définies dans le document de contrôle d’interface du système.

GLONASS procède autrement. Il ne diffuse pas d’éléments képlériens, mais la position, la vitesse et l’accélération du satellite à un instant de référence. Le récepteur doit propager l’orbite par intégration numérique, précisément au moyen d’une méthode Runge-Kutta d’ordre quatre tenant compte des harmoniques gravitationnelles terrestres et de l’attraction du Soleil et de la Lune. Cette méthode demande davantage de calculs que l’approche képlérienne en forme fermée, mais elle s’impose puisque les orbites GLONASS sont spécifiées ainsi.

L’atmosphère dévie tout

Le signal satellitaire ne traverse pas le vide jusqu’à votre téléphone. Il franchit deux couches atmosphériques qui le ralentissent et courbent sa trajectoire. Une distance juste exige de corriger les effets des deux.

La première est l’ionosphère, une région située approximativement entre 60 et 1 000 kilomètres d’altitude où le rayonnement solaire arrache des électrons aux molécules de gaz. Ces électrons libres ralentissent le signal GNSS selon sa fréquence et la densité électronique sur son trajet. Par temps solaire calme, le retard ionosphérique ajoute 5 à 15 mètres de distance apparente. Lors d’une tempête solaire, il peut dépasser 100 mètres.

Pour un récepteur monofréquence, le retard ionosphérique doit être estimé par un modèle. Le plus courant, Klobuchar, utilise huit coefficients diffusés pour l’approximer par un demi-cosinus en fonction de l’heure locale et corrige environ 50 à 60 % du retard réel. Galileo spécifie un modèle plus élaboré, NeQuick-G, qui représente le profil 3D de densité électronique et l’intègre le long du trajet ; mais sa mise en œuvre fidèle nécessite les cartes de coefficients CCIR de l’UIT (ITU) et une grille de latitude dipolaire modifiée (MODIP), des données de référence absentes de la plupart des récepteurs. SIMT choisit délibérément Klobuchar, mis à l’échelle selon la fréquence porteuse réelle de chaque signal, pour les corrections monofréquences plutôt que de livrer une approximation sous le nom NeQuick. Avec des observations double fréquence comme L1 et L5, une combinaison sans ionosphère élimine entièrement le retard de premier ordre sans aucun modèle.

La seconde couche est la troposphère, les 12 kilomètres inférieurs de l’atmosphère où se produisent les phénomènes météorologiques. Elle retarde le signal d’environ 2,3 mètres au zénith et jusqu’à 25 mètres à faible élévation, car près de l’horizon le signal traverse davantage d’atmosphère. Contrairement au retard ionosphérique, ce retard ne dépend pas de la fréquence ; la double fréquence ne peut donc pas le supprimer. Il est modélisé à partir de la pression, de la température et de l’humidité au sol. Une méthode courante associe le modèle Saastamoinen pour le retard zénithal à la fonction de projection Niell, qui l’adapte à l’élévation réelle du satellite.

Plus de corrections que vous ne l’imaginez

Les corrections atmosphériques constituent les principales sources d’erreur, mais pas les seules. Un moteur de positionnement précis doit aussi corriger plusieurs effets plus faibles, mais significatifs.

• Erreur d’horloge du satellite : les horloges atomiques dérivent encore légèrement. Les éphémérides diffusées contiennent des coefficients polynomiaux pour corriger ce décalage, ainsi qu’un terme relativiste dû à l’orbite elliptique.
• Rotation de la Terre (effet Sagnac) : pendant le trajet du signal, la Terre tourne. En environ 70 millisecondes, cette rotation déplace le récepteur d’à peu près 30 mètres par rapport aux coordonnées émises du satellite. La correction exige de connaître les positions du satellite et du récepteur.
• Effets relativistes (retard de Shapiro) : le signal traverse le puits de potentiel gravitationnel terrestre, qui courbe légèrement l’espace-temps et ajoute un petit retard, généralement de quelques centimètres.
• Biais de code différentiel : lorsque plusieurs fréquences sont combinées, le matériel du satellite et du récepteur introduit un faible décalage systématique entre les mesures de code. Ce biais doit être pris en compte dans les combinaisons sans ionosphère.

Chacune de ces corrections est faible isolément. Mais les erreurs de positionnement sont cumulatives et géométriques. Un biais non corrigé de deux mètres sur un satellite peut se propager dans la matrice géométrique et déplacer la position calculée de cinq mètres ou plus, selon la direction du satellite.

SBAS : le renforcement depuis l’orbite géostationnaire

Entre les corrections fondées uniquement sur les données diffusées décrites plus haut et les produits précis transmis par internet abordés plus loin se trouve une couche intermédiaire reçue directement de l’espace : SBAS, le système de renforcement satellitaire.

SBAS regroupe des systèmes régionaux qui utilisent des satellites géostationnaires pour diffuser en temps réel des corrections et des informations d’intégrité pour GPS et d’autres constellations GNSS. WAAS couvre l’Amérique du Nord, EGNOS l’Europe, MSAS le Japon, GAGAN l’Inde et SDCM la Russie. Chacun exploite un réseau de stations terrestres précisément relevées qui surveillent les satellites GPS, calculent les corrections et les envoient à des satellites GEO pour retransmission sur la fréquence GPS L1. Tout récepteur capable de suivre GPS L1 peut les recevoir gratuitement, sans connexion internet.

SBAS diffuse plusieurs types de corrections dans un format de 250 bits, à raison d’un message par seconde. Les corrections rapides (types 2 à 5 et 24) fournissent des corrections de pseudodistance fréquemment actualisées pour chaque satellite GPS surveillé afin de compenser les erreurs d’horloge rapides. Les corrections à long terme (type 25) fournissent des décalages orbitaux et d’horloge plus lents qui affinent les éphémérides diffusées. Ensemble, elles ramènent le budget d’erreur d’orbite et d’horloge de plusieurs mètres à nettement moins d’un mètre.

SBAS diffuse aussi des corrections ionosphériques sur une grille géographique (types 18 et 26). Au lieu du simple demi-cosinus de Klobuchar, il fournit des retards ionosphériques verticaux mesurés en des points couvrant la zone de service ; le récepteur interpole le retard au point de traversée de l’ionosphère. SIMT laisse volontairement ces messages inutilisés : sur le matériel double fréquence, la combinaison L1/L5 élimine déjà le retard sans donnée externe ; sur un appareil monofréquence, Klobuchar le couvre. SBAS apporte réellement sa valeur ailleurs : corrections rapides d’horloge, décalages d’orbite et d’horloge à long terme et mesures de distance GEO. SIMT applique les trois sur les appareils monofréquences.

Au-delà des corrections, les satellites SBAS GEO peuvent eux-mêmes servir de sources de distance supplémentaires. Chacun diffuse ses propres éphémérides (type 9) sous forme de position, vitesse et accélération ECEF à un instant de référence. Le récepteur propage la position GEO par un développement de Taylor d’ordre deux, plus simple que le modèle képlérien de GPS, mais adapté aux orbites géostationnaires qui évoluent lentement. L’ajout de distances GEO améliore la géométrie, surtout aux basses latitudes où les satellites géostationnaires sont hauts dans le ciel.

Phase porteuse : le signal de précision ignoré par la plupart des applications

Tout ce qui précède utilise la mesure de code, c’est-à-dire la pseudodistance issue du code temporel du signal. Ces mesures sont relativement bruitées, avec une précision d’environ 0,5 à 3 mètres dans de bonnes conditions. Mais le signal satellitaire comporte un autre élément bien plus précis : son onde porteuse.

La porteuse est une onde sinusoïdale continue de fréquence connue. Pour GPS L1, elle oscille à 1 575,42 MHz, soit une longueur d’onde d’environ 19 centimètres. Un récepteur peut suivre sa phase à quelques millimètres près. La mesure de phase de porteuse est donc approximativement mille fois plus précise que la mesure de code.

Le problème tient à l’ambiguïté. Le récepteur mesure très précisément la phase fractionnaire dans une longueur d’onde, mais ignore combien de longueurs d’onde entières séparent le satellite du récepteur. Cet entier inconnu s’appelle l’ambiguïté de phase de porteuse, et sa résolution est l’un des problèmes les plus difficiles du GNSS.

Même sans résoudre l’ambiguïté entière, la phase de porteuse reste utile. Le filtrage Hatch l’emploie pour lisser dans le temps la pseudodistance de code bruitée. À chaque époque, il combine la nouvelle mesure de code avec la variation de phase depuis l’époque précédente. La pseudodistance obtenue converge vers le niveau de bruit de la phase tout en restant ancrée à l’échelle absolue du code. Ce lissage améliore nettement la précision, même avec les antennes grand public des téléphones.

La phase de porteuse n’est toutefois pas toujours disponible. Certains chipsets GNSS économisent l’énergie en activant le suivi par intermittence, rompant le verrouillage continu dont dépend Hatch. SIMT le détecte et se replie sur le lissage Doppler, qui utilise la vitesse d’évolution de la distance mesurée pour chaque satellite, autrement dit le décalage Doppler, afin de stabiliser la mesure de code. Le moteur choisit automatiquement le lissage adapté selon que l’appareil autorise ou non des mesures en suivi complet, et continue ainsi d’extraire de la précision même sur les téléphones qui limitent leur matériel GNSS pour préserver la batterie.

Calculer la position : moindres carrés pondérés itératifs

Une fois les pseudodistances de plusieurs satellites corrigées, il faut calculer votre position. La relation entre position et pseudodistances est non linéaire : la distance géométrique entre un point terrestre et un satellite en orbite implique les racines carrées des écarts de coordonnées. Le solveur linéarise donc le problème autour d’une estimation de la position du récepteur, puis itère.

À chaque itération, il calcule les pseudodistances attendues si le récepteur se trouvait à la position estimée, les compare aux mesures réelles et résout une correction de position. Il s’agit de moindres carrés pondérés : chaque mesure reçoit un poids proportionnel à sa qualité attendue. Les satellites à forte élévation et au signal puissant pèsent davantage ; ceux à faible élévation et dans de mauvaises conditions, moins.

Le modèle de pondération compte plus qu’on ne le croit. Le signal d’un satellite à 10 degrés d’élévation traverse quatre fois plus de troposphère que celui d’un satellite à 90 degrés et risque davantage de se réfléchir sur les bâtiments. Traiter toutes les mesures de la même façon permettrait à une seule mauvaise observation à faible élévation de déplacer la solution de plusieurs mètres. Un bon modèle combine géométrie d’élévation, rapport signal-bruit et incertitude bornée de pseudodistance afin de privilégier les données les plus fiables.

La méthode numérique compte également. L’approche classique, qui consiste à former les équations normales puis à les résoudre par décomposition de Cholesky, fonctionne lorsque la géométrie est favorable. Si les satellites se regroupent dans une zone du ciel, la géométrie devient mal conditionnée et les équations normales peuvent amplifier les erreurs numériques. Une décomposition QR est plus stable et traite les géométries où Cholesky échouerait ou gonflerait les incertitudes de position.

Intégrité et rejet des valeurs aberrantes

Une position n’est utile que si elle est digne de confiance. Dans la navigation satellitaire, cette confiance est formalisée par l’intégrité : la capacité à détecter un problème et à avertir l’utilisateur.

Le contrôle le plus simple est RAIM, la surveillance autonome de l’intégrité du récepteur. Après convergence, le résidu de chaque satellite, différence entre pseudodistance modélisée et mesurée, est examiné. Un résidu trop grand signale probablement une mesure corrompue par des trajets multiples, un saut d’horloge ou de mauvaises éphémérides ; elle doit être exclue. Le solveur recommence sans ce satellite jusqu’à la cohérence mutuelle des mesures. SIMT affine le test : au lieu de comparer les résidus bruts à une distance fixe, l’application normalise chacun selon le bruit attendu du satellite et son levier géométrique dans la solution. Un satellite à faible élévation peut avoir un résidu supérieur puisqu’il est plus bruité ; une mesure à fort levier, dont dépend fortement la géométrie, est soumise à un seuil plus strict. Ce seuil adaptatif rejette les véritables anomalies sans éliminer les satellites à faible élévation encore exploitables, comme le ferait un seuil grossier.

Le solveur fournit aussi une covariance qui permet de calculer les dilutions de précision (DOP), indicateurs de l’amplification des erreurs par la géométrie. Un HDOP faible signifie que les satellites sont bien répartis en azimut et que la position horizontale est bien déterminée. Un HDOP élevé indique une géométrie médiocre et appelle davantage de prudence. La précision finale associe les statistiques des résidus après ajustement à la géométrie pour fournir une incertitude réaliste.

Lisser dans le temps : le filtre de Kalman

La solution de moindres carrés pondérés de chaque époque est indépendante et n’utilise que les mesures disponibles à cet instant. Mais un récepteur ne se téléporte pas entre deux époques. Un filtre de Kalman exploite cette continuité en maintenant un modèle de position et de vitesse, puis en combinant chaque nouvelle solution avec la position prédite par le modèle de mouvement.

Le résultat est plus lisse et plus robuste qu’une époque isolée. Les pertes temporaires de mesure, les brefs pics de trajets multiples et le bruit naturel sont absorbés grâce à la mémoire de la position et du mouvement. Le filtre aide aussi à repérer les époques aberrantes : si une nouvelle solution WLS diverge fortement de la prédiction, il peut la signaler plutôt que l’accepter aveuglément.

Au-delà des données diffusées : RTK, PPP et ambiguïtés entières

Tout ce qui précède utilise les corrections diffusées par les satellites eux-mêmes, plus un éventuel renforcement SBAS. Les éphémérides diffusées limitent la précision orbitale à environ un mètre et les horloges à environ deux mètres. Après correction de l’atmosphère, ces erreurs dominent. Pour franchir ce plancher, il faut des produits précis externes, selon deux approches fondamentalement différentes.

La première approche est RTK, le positionnement cinématique en temps réel. RTK utilise une station de base proche, placée à un emplacement connu avec précision, qui observe les mêmes satellites que votre téléphone. Elle transmet ses observations brutes au récepteur par internet au moyen du protocole NTRIP. Base et mobile voyant les mêmes satellites à travers presque la même atmosphère, la plupart des erreurs s’annulent lorsque leurs mesures sont différenciées. Avec une base à 30 à 50 kilomètres, les erreurs ionosphériques, troposphériques, orbitales et d’horloge disparaissent largement, rendant possible une précision centimétrique, souvent en quelques secondes.

Les stations RTK sont largement disponibles grâce aux réseaux communautaires. RTK2go, par exemple, est un serveur de diffusion NTRIP gratuit qui regroupe des milliers de stations bénévoles dans le monde. Un mobile peut s’y connecter, demander la base la plus proche en envoyant sa position approximative, puis recevoir des observations RTCM3 au format MSM4 ou MSM7 contenant les mesures brutes de code et de porteuse ainsi que les coordonnées de la station.

La seconde approche est PPP, le positionnement ponctuel précis. Au lieu d’une base proche, PPP applique des corrections d’orbite et d’horloge valables mondialement, calculées par des réseaux de stations de référence. Elles sont transmises sous forme de représentation d’état (SSR) : décalages orbitaux radial, tangentiel et normal, plus mises à jour polynomiales d’horloge, en temps réel via NTRIP. SSR ramène les erreurs orbitales de plusieurs mètres à quelques centimètres et les erreurs d’horloge de plusieurs nanosecondes à quelques dixièmes de nanoseconde. PPP fonctionne partout sans base proche, mais converge généralement plus lentement que RTK.

RTK rend praticable la résolution des ambiguïtés de phase. Puisque les doubles différences entre base et mobile annulent les termes d’horloge du satellite et du récepteur, chaque ambiguïté restante est un véritable nombre entier de longueurs d’onde, à condition de former les différences au sein d’une même constellation et d’une même bande, ce que SIMT impose par partitionnement. La méthode LAMBDA, Least-squares AMBiguity Decorrelation Adjustment, les résout : elle décorrèle la matrice de covariance tout en conservant toute la structure de corrélation induite par les satellites de référence partagés, cherche la combinaison entière qui correspond le mieux aux données, puis applique un test de rapport pour vérifier que le meilleur candidat dépasse nettement le suivant. Si le test réussit, la précision passe des décimètres aux centimètres. En mode PPP, les ambiguïtés restent volontairement flottantes : résoudre les ambiguïtés non différenciées exige des produits de biais de phase satellitaire absents des flux SSR standard d’orbite et d’horloge. PPP converge donc vers une précision décimétrique, pas centimétrique.

Lorsque les corrections précises sont indisponibles, parce que l’appareil est hors ligne, que la base RTK disparaît ou que le flux PPP est interrompu, la chaîne se replie sans heurt. Le renforcement SBAS, le lissage par phase de porteuse, les éphémérides diffusées et les modèles atmosphériques offrent encore une précision métrique. Les corrections précises améliorent la position lorsqu’elles sont présentes, mais le système n’en dépend jamais pour fonctionner.

Pourquoi presque personne ne fait cela sur un téléphone

Si les mesures GNSS brutes sont librement accessibles sur Android, pourquoi si peu d’applications les utilisent-elles ? Parce que le fossé entre « disposer des mesures » et « calculer une position » est immense.

• Il faut décoder les messages de navigation de cinq constellations plus SBAS, chacun avec sa disposition de bits, sa parité et ses sous-trames, pour extraire éphémérides et corrections de renforcement du flux brut.
• Il faut implémenter la mécanique orbitale : propagation képlérienne corrigée pour GPS, Galileo, BeiDou et QZSS, plus intégration numérique pour GLONASS.
• Il faut des modèles atmosphériques : Klobuchar mis à l’échelle selon la fréquence, corrections troposphériques avec fonctions Niell et combinaison sans ionosphère pour les observations double fréquence.
• Il faut une correction Sagnac qui dépend des coordonnées du satellite et du récepteur, créant une dépendance circulaire à résoudre itérativement.
• Il faut un solveur numériquement stable, avec décomposition QR plutôt qu’équations normales naïves, pondération, critères de convergence et biais d’horloge multiconstellation.
• Il faut une surveillance d’intégrité RAIM capable d’identifier et d’exclure les mesures corrompues sans rejeter trop agressivement.
• Il faut traiter la phase de porteuse avec détection de sauts de cycle, lissage Hatch, gestion des états d’ambiguïté et résolution entière LAMBDA sur les doubles différences RTK.
• Il faut gérer RTK et PPP : client NTRIP pour les bases ou les serveurs de diffusion SSR mondiaux, trames binaires RTCM3 avec contrôle CRC, observations de base RTK, messages SSR PPP, transformation des coordonnées orbitales et stockage tenant compte de l’ancienneté des corrections.
• Et tout cela doit fonctionner efficacement sur un appareil mobile, avec une position actualisée chaque seconde en parallèle des fonctions ordinaires de l’application.

Ce n’est pas un projet de week-end. C’est un récepteur géodésique complet implémenté dans un logiciel applicatif, sur un matériel conçu avant tout pour les appels et les réseaux sociaux.

Ce que SIMT a réellement construit

SIMT met en œuvre chaque étape décrite ici. Le moteur traite simultanément les mesures GNSS brutes de GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou, QZSS et SBAS. Il décode en temps réel les messages de navigation diffusés afin d’extraire des éphémérides récentes, en vérifiant la parité de chaque mot ou le code de chaque bloc avant de leur faire confiance, car les chipsets omettent souvent cette vérification. Il décode notamment les messages SBAS de corrections rapides et de corrections d’orbite et d’horloge à long terme. Il calcule les positions par propagation képlérienne, intégration RK4 pour GLONASS et développement de Taylor pour les satellites SBAS GEO. Il applique à chaque satellite et à chaque époque les corrections ionosphériques, troposphériques, relativistes, de rotation terrestre (Sagnac) et d’horloge. Pour réduire le délai avant la première position, il peut récupérer les éphémérides diffusées par le réseau, au moyen du GNSS assisté ou A-GNSS, en parallèle du décodage en direct, et conserve les orbites décodées pendant des heures : une fois que votre téléphone a vu le ciel, le positionnement continue sans aucune connexion.

Le solveur utilise des moindres carrés pondérés fondés sur QR, avec pondération par élévation, puissance du signal et incertitude. Il estime les biais d’horloge intersystèmes, puis applique après chaque solution le rejet RAIM à résidus normalisés, pondérant chaque contrôle selon le bruit attendu et le levier géométrique du satellite. Les positions convergées alimentent un filtre de Kalman à vitesse constante doté d’un seuil d’innovation fondé sur la distance de Mahalanobis, qui propage l’état lors de sauts invraisemblables au lieu de les adopter. Il applique le lissage Hatch avec détection des sauts de cycle et bascule automatiquement sur Doppler lorsque le chipset suit par intermittence. En RTK, il résout avec LAMBDA les ambiguïtés entières des doubles différences base-mobile, partitionnées par constellation et bande pour que les entiers soient réels, en portant dans la recherche la corrélation induite par un satellite de référence commun, puis annonce la précision effectivement obtenue d’après les résidus plutôt qu’une valeur théorique optimiste.

Lorsque l’appareil est en ligne, le moteur propose deux modes de correction précise. En RTK, il se connecte par NTRIP à une base proche, par défaut au serveur communautaire RTK2go qui sélectionne automatiquement la plus proche, et reçoit des observations RTCM3, notamment les mesures brutes MSM4/MSM7 et les coordonnées de la station. En PPP, il rejoint IGS Real-Time Service par NTRIP, reçoit les corrections RTCM3 SSR d’orbite et d’horloge, vérifie les trames par CRC-24Q, décode les écarts dans le repère RAC, les transforme en ECEF et les applique satellite par satellite. L’utilisateur choisit RTK ou PPP dans les réglages GNSS. Si le réseau disparaît, le système se reconnecte avec un délai exponentiel et revient à un positionnement renforcé par SBAS ou fondé uniquement sur les données diffusées, sans interruption visible.

Dans de bonnes conditions avec des corrections SSR, SIMT atteint une précision inférieure au mètre, proche de ce que seuls des récepteurs de topographie professionnels offraient il y a quelques années.

Tout cela fonctionne sur un téléphone Android standard, dans une application qui gère aussi la navigation à la boussole, la planification de cibles, les mesures en réalité augmentée et l’exploration du ciel. Le moteur GNSS n’est ni un prototype de recherche ni un outil de post-traitement sur ordinateur. C’est une chaîne de positionnement prête pour la production, conçue pour donner aux utilisateurs de SIMT davantage confiance dans leur position en temps réel.

Essayez par vous-même

Si vous souhaitez voir ce que les mesures GNSS de votre téléphone peuvent réellement révéler, essayez l’outil GNSS de SIMT. Il affiche en temps réel les diagnostics bruts : nombre de satellites, constellations utilisées, époques de mesure, état du solveur et position obtenue. Vous pouvez comparer côte à côte la position GNSS brute de SIMT, la position GPS standard d’Android et la localisation fusionnée de Google.

Que vous soyez géomètre évaluant le positionnement d’un téléphone, randonneur en quête de précision en terrain dégagé ou ingénieur curieux des possibilités du matériel mobile, le moteur exécute la chaîne décrite ici chaque fois que vous ouvrez l’application.