Pourquoi passer au multibande ? Questions & réponses avec Jared Bancroft, ingénieur Garmin

Les aventuriers utilisent des GPS portables Garmin depuis des années. Garmin propose une large gamme d’appareils GPS résistants pour tout type d’activité, avec des touches physiques ou un écran tactile, avec un écran petit et compact ou un grand écran. En tant que leader sur ce segment technologique, nous avons adopté l’utilisation de plusieurs fréquences satellites (ou multibande) dans nos tout derniers systèmes de navigation de plein air. La technologie multibande offre un meilleur positionnement, plus stable et plus précis que les récepteurs portables des générations précédentes. Le suivi et la précision sont ainsi améliorés dans les environnements les plus difficiles, lorsque les signaux sont réfléchis sur les parois ou les canyons et lorsque le signal est bloqué, comme sous les arbres ou la canopée des forêts.

Nous avons demandé à Jared Bancroft, ingénieur Garmin, de nous raconter l’histoire de ces satellites et de présenter les avantages de l’utilisation du multibande.

Question : pourquoi Garmin a-t-il décidé d’équiper ses appareils portables du multibande ?

Réponse : lorsque les premiers GPS ont été conçus, deux fréquences étaient utilisées : L1 et L2. La fréquence L1 était une fréquence publique, gratuite et principalement utilisée par les civils. La deuxième fréquence (L2) était réservée à un usage militaire et ne pouvait être utilisée qu’avec une clé de cryptage. Au cours des 40 dernières années d’utilisation des GPS, les fabricants de GPS se sont rendu compte qu’ils pouvaient moderniser les signaux afin d’en améliorer la précision pour les civils tout en conservant l’avantage dont l’armée avait besoin. Ainsi, les GPS ont été dotés d’une fréquence supplémentaire (L5) et des satellites disposant de cette fonctionnalité ont été lancés à partir de 2009. Les caractéristiques modernes de la fréquence L5 sont meilleures que celles de la L1 et, ensemble, elles offrent une meilleure précision. Quand le récepteur utilise la fréquence L5, il peut recourir à des méthodes plus avancées pour déterminer quels signaux présentent le moins d’erreurs, ce qui améliore la précision de la position.

Question : pourquoi les appareils Garmin ne disposaient-ils pas de plusieurs bandes de fréquences auparavant ? Pourquoi les équiper maintenant ?

R : l’US Air Force, et désormais plus précisément l’US Space Force, est chargée de l’agencement des satellites. Les satellites finissent par tomber en panne et doivent être remplacés. Plutôt que de lancer un satellite directement après une panne, l’US Air Force conserve des pièces de rechange actives dans ses réserves, afin de maintenir une constellation complète, même en cas de panne de satellite. Les satellites les plus anciens qui finissent par tomber en panne sont déplacés vers une orbite finale et remplacés par de nouveaux satellites. Ainsi, même si les satellites L5 ont été lancés à partir de 2009, l’ajout de satellites à la constellation a été effectué sur plusieurs années. Peu à peu, au fur et à mesure de leur ajout, on a pu observer les conséquences des nouveaux satellites modernisés. Aujourd’hui encore, certains satellites GPS ne diffusent pas la fréquence L5 et devront être mis à niveau une fois arrivés en fin de vie. En mars 2021, environ 52 % des satellites GPS disposaient de la L5. D’ici 2023, on espère qu’environ 71 % des satellites disposeront de la L5, mais cela dépend bien sûr de l’US Space Force.

Question : quel avantage la technologie multibande offre-t-elle à l’utilisateur en matière de précision GPS ?

R : le principal avantage de l’utilisation d’un appareil portable équipé de plusieurs bandes de fréquences concerne les zones où les signaux GPS peuvent être reçus, mais sont sévèrement dégradés. Dans ce cas, le récepteur doit différencier les signaux réfléchis et les signaux émis dans le champ de perception direct. Au cours de la localisation, les signaux réfléchis rendent les distances avec le satellite imprécises. Lorsque ces distances imprécises sont utilisées, la localisation peut sauter, être déviée de sa trajectoire ou tout simplement n’avoir aucun sens parce que les positions ne coïncident pas les unes avec les autres. Dans ce cas, la fréquence L5 fournira plus de continuité et de précision qu’un appareil traditionnel doté de la fréquence L1. Bien sûr, il n’existe pas encore de solution miracle pour les GPS. Peu importe l’environnement, le signal ne fonctionnera pas toujours, mais en général, cette amélioration sera la bienvenue.

Question : à quel moment un utilisateur peut-il utiliser un appareil portable multibande ?

R : la fréquence L5 est une fonctionnalité essentielle lorsque la précision est vraiment importante. Il existe également un autre avantage, très rarement mentionné : la fiabilité. La fiabilité correspond à la fidélité mathématique dans les chiffres précis indiqués par le récepteur. La précision est généralement considérée comme la marge d’erreur par rapport au point réel. Cependant, si le récepteur connaissait le rapport d’erreur exact par rapport au point réel, il vous donnerait simplement le point réel. À la place, le récepteur utilise la cohérence des mesures pour indiquer la précision de la position. La cohérence entre les mesures indique la fiabilité. Si toutes les mesures concordent, alors vous pouvez globalement considérer que votre solution est fiable et digne de confiance. Si les mesures ne coïncident pas vraiment, alors vous n’aurez peut-être pas confiance dans la métrique de la précision. En général, un compromis existe en matière de précision et de fiabilité. Pour gagner en fiabilité (ou en confiance), vous devez généralement donner un indicateur moins précis. Cette solution ne change pas les coordonnées calculées par le récepteur, mais elle modifie la confiance du récepteur envers ces coordonnées.

Prenons l’exemple d’un avion qui traverse l’océan. La précision estimée du récepteur pourrait être de trois mètres, mais l’aspect le plus important est la fiabilité de ce chiffre. Dans l’aviation, il est souvent plus important d’avoir confiance dans la solution que d’être précis. Ainsi, si la confiance est faible et donc la solution un peu risquée à utiliser, le pilote peut utiliser une autre source de navigation. Si sa confiance est élevée, le pilote peut décider si la précision dont il dispose est suffisante pour sa mission (atterrissage ou navigation dans les espaces aériens, etc.).

Avec la technologie multibande, vous disposez d’informations supplémentaires, ce qui généralement, vous permet d’avoir plus confiance dans la solution. Ainsi, vous pouvez faire confiance à votre solution plus que vous ne l’auriez fait auparavant.

Question : cela signifie-t-il que les autres appareils Garmin ne sont pas précis ?

R : les appareils Garmin font partie des produits les plus précis que les consommateurs peuvent acheter. La multifréquence est juste une amélioration. D’autres systèmes de navigation par satellite sont dotés de la fréquence L5. Le système européen Galileo et le système chinois BeiDou disposent des mêmes signaux L5. Les appareils peuvent alors exploiter plusieurs systèmes pour une précision et une fiabilité encore plus élevées. Pour des résultats optimaux, nous vous recommandons d’utiliser tous les systèmes GNSS que votre appareil peut prendre en charge lorsque vous voulez obtenir la plus haute précision possible.

Garmin propose actuellement trois appareils portables équipés de la technologie multibande : le GPSMAP® 65, le GPSMAP® 65s et le GPSMAP® 66sr. Pour afficher toutes les gammes d’appareils portables Garmin, rendez-vous sur Garmin.com/handhelds.