Soutenance mémoire
De nos jours, il existe des méthodes plus rapides et plus avantageuses que la triangulation et le cheminement pour la détermination d’un point. L’utilisation du GPS (Global Positioning System) permet d’obtenir une précision de l’ordre centimétrique sur plusieurs centaines de kilomètres. Néanmoins, à Madagascar seuls quelques sociétés ou instituts comme FTM, les grandes entreprises étrangères et quelques Bureaux d’Etudes utilisent la méthode. Cela est dû à l’investissement trop lourd. En effet pour atteindre cette précision, il faut au moins deux récepteurs bi-fréquences. Certes, on peut utiliser la méthode RTK (Real Time Kinematic) mais la distance est limitée à 5 Km, 10 Km au maximum. Il existe une solution pour résoudre ce problème : les stations GPS permanentes RTK.
Les stations GPS permanentes RTK envoient 24 heures/ 24 leurs observations respectives à une station dites centrale ou serveur qui calcule toutes les corrections existantes. Ce serveur envoie les corrections à un récepteur de l’utilisateur pour avoir en temps réel les coordonnées différentielles exactes du point à déterminer. Et cela ne nécessite plus qu’un seul récepteur à utiliser n’importe où, n’importe quand, en temps réel avec une précision centimétrique.
Généralités de l’acquisition de données à Madagascar
Référence planimétrique à Madagascar
La projection légale utilisée à Madagascar est la projection Laborde très proche de la projection Mercator oblique. La différence maximale aux extrémités de Madagascar est de 1,15 m [Projection de Madagascar : Solonavalona Andriamihaja] .
Elle utilise l’ellipsoïde Hayford 1909 entériné par UGGI en 1924 : Hayford International 1924.
Ci-dessous les paramètres de la projection Laborde :
❖ Ellipsoïde : Hayford
❖ Centre de projection :
• λ= 49 grade Est Paris (longitude)
ϕ=21 grade Sud (latitude)
X0 = 400 000 (False Easting)
Y0 = 800 000 (False Northing)
❖ Rotation : 21 Gon
❖ Coefficient de réduction d’échelle K0 = 0,9995
❖ Point fondamental : point du centre d’observatoire d’Ambohidepona
[Tout sur la projection Laborde et l’utilisation du GPS à Madagascar, Promotion 2007] .
La compensation générale a été faite en 1965 par moindres carrés en trois zones : zone nord, zone centre, zone sud. Ce réseau géodésique s’appelle le RGM (Réseau géodésique de Madagascar) .
Référence altimétrique à Madagascar
Le système altimétrique utilisé à Madagascar est le système orthométrique NGM (Nivellement Géodésique de Madagascar). Le point fondamental est obtenu à l’aide d’un marégraphe pendant 10 ans. Il se trouve dans le port de Toamasina. La densification des points de nivellement se faisait par des cheminements, pour usage ultérieur une borne témoin était placée tous les 10 km le long de la route nationale RN 2.
Acquisition de données à Madagascar
Tous travaux sur l’information géographique effectués sur notre territoire sont régi par l’arrêté N° 1991- S.G.M. du 29 Août 1951 qui se rapporte sur le rattachement.
Rattachement
Tous les travaux doivent être rattachés dans le système Laborde d’après cette loi en vigueur. La situation actuelle dévalorise la référence nationale. Nous constatons que presque tous les nouveaux travaux de l’information géographique sont non rattachés, depuis une bonne dizaine d’années, surtout dans le domaine topographique. Chacun a ses propres interprétations sur cette situation.
Problèmes
Cette situation est due aux nombreux problèmes ci-dessous :
❖ La diminution du nombre des points de repères géodésiques et/ou de nivellement demeure la première cause de ce problème. Le défaut de sensibilisation des citoyens sur la valeur inestimable de ces points de repère reste le grand vide dans la préservation. Actuellement, ces points sont dans un état critique. Au cours d’une mission dans la région d’Analanjirofo on a visité 5 points géodésiques, deux d’entre eux sont exploitables, pour les autres il ne reste que des LAVAKA. Dans la région de Marovoay on a visité 4 points de 1ère ordre, 1 seul en bon état mais juste devant une porte du WC et un autre semble exploitable. Pour les deux autres il n’y a que des LAVAKA.
❖ L’accès de ces points sur terrain est vraiment très difficile surtout pour le 1er ordre.
❖ Ainsi, les coûts de ces rattachements sont élevés surtout pour les hautes précisions vu toutes ces raisons évoquées et les appareils utilisés. Pour d’autres travaux le coût du rattachement est plus cher que son propre coût, comme dans l’immatriculation individuelle par exemple.
❖ La durée de trajet pour visiter un point géodésique demande une journée tout entière. C’est le cas du point géodésique de 1èr ordres Fetromby que nous avons visité (Soanierana Ivongo). On doit monter à bord d’un canot pendant 2 heurs à peu près, puis marcher 4 heures pour arriver aux alentours du point. Ce dernier n’existe plus, à sa place un grand trou béant.
❖ Pour d’autre point il se trouve dans un domaine privé, par exemple le repère géodésique de Marovoay se situe juste devant la porte d’un WC.
❖ La complication de calcul lors de la transformation des coordonnées WGS 84 en Laborde ;
❖ La négligence des corrections de distance qu’on doit appliquer.
❖ ….
Considérant tous ces problèmes, on constate que les utilisateurs ne veulent pas rattacher leurs travaux à notre réseau national, mais les conséquences sont énormes. Et si ces situations persistent, tous les points géodésiques seront perdus.
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Table des matières
INTRODUCTION
Choix du sujet
But de ce mémoire
Partie I: GENERALITES
I-1 Généralités de l’acquisition de données à Madagascar
I-1-1 Référence planimétrique à Madagascar
I-1-2 Référence altimétrique à Madagascar
I-1-3 Acquisition de données à Madagascar
I-1-3-1 Rattachement
I-1-3-2 Problèmes
I-1-3-3 Conséquences
I-1-4 Solutions
I-2 GPS
I-2-1 Système GPS
I-2-1-1 Satellites
I-2-1-2 Stations permanentes au sol ou stations de contrôles
I-2-1-3 Récepteurs GPS
I-2-2 Fonctionnement
I-2-2-1 Rôles de 3 parties du GPS
I-2-2-2 Principe
I-2-3 Système de référence
I-3 Autres systèmes satellitaires mondiaux
I-3-1 GLONASS
I-3-1-1 Partie spatiale
I-3-1-2 Partie au sol
I-3-1-3 Partie utilisateur
I-3-2 GALILEO
I-3-2-1 Partie spatiale
I-3-2-2 Station sol de contrôle
I-3-2-3 Station sol de mission
I-3-2-4 Segment de test des utilisateurs
I-4 Autres systèmes satellitaires régionaux
I-4-1 Systèmes régionaux
I-4-1-1 Compass
I-4-1-2 IRNSS
I-4-1-3 QZSS
I-4-2 Systèmes d’augmentation de performances
I-5 GNSS
I-5-1 Principes
I-5-2 Fonctionnement
I-5-3 Caractéristiques
I-5-3-1 Précision
I-5-3-2 Intégrité
I-5-3-3 Couverture et disponibilité
I-5-4 Générations de la GNSS
I-5-4-1 GNSS-1
I-5-4-2 GNSS-2
I-5-5 Systèmes de navigation satellitaires existants ou en développement
I-5-6 Utilisations
I-6 Systèmes de référence internationale et régionale
I-6-1 Références Internationales
I-6-2 Références régionales
I-6-2-1 EUREF
I-6-2-2 AFREF
Partie II : PRESENTATION DU PROJET
Station GPS Permanente
II-1 Différentes parties du GPS P. RTK
II-1-1 Antenne
II-1-2 Récepteur
II-1-3 Ordinateur
II-1-4 Alimentation
II-1-5 Transmission
II-1-5-1 Modem
II-1-5-2 Diffuseur
II-2 RTK classique
II-3 RTK réseau
II-3-1 MAC
II-3-2 VRS
II-3-3 FKP
II-4 Caractéristiques mode en temps réel
II-4-1 Précision
II-4-2 Temps de latence
II-4-2-1 Mode synchronisé
II-4-2-2 Mode extrapolé
II-5 Fonctionnement
II-6 Avantages et inconvénients de chaque technologie
II-7 Utilisation de GPS à Madagascar
Les pays déjà bénéficiaires du même projet
II-7-1 Exemple 1
II-7-2 Exemple 2
II-8 Justification du projet
II-8-1 Amélioration du réseau Géodésique
II-8-2 Positionnement en temps réel
II-8-3 Diminution de l’investissement
Partie III : ETUDE SUR LA GESTION DE MISE EN PLACE
III-1 Titulaire du projet
III-2 Parties concernées
III-2-1 Services publics
III-2-2 Ministères concernés
III-2-3 Secteurs privés
III-3 Nombre minimum et maximum de stations
III-3-1 Technique
III-3-2 Budget
III-3-3 Répartition des stations
III-4 Risque interne, externe
III-4-1 Risque interne
III-4-2 Risque externe
III-5 Gestion du projet
III-5-1 Comité d’étude de mise en place
III-5-1-1 Membres
III-5-1-2 Rôles
III-5-2 Proposition sur le service qui gère le système
III-5-3 Sauvegarde des données
III-5-4 Stockage des travaux
III-5-4-1 Banque d’information
III-5-4-2 Archivage des travaux
III-6 Financement
III-6-1 Bailleurs de fond
III-6-2 Etat
III-6-3 Accord avec les grandes sociétés
III-6-4 Partenariat avec les constructeurs
III-7 Impacts socio-environnemental
III-7-1 Impact négatif
III-7-2 Impacts positifs
III-8 Proposition sur le projet
Partie IV : TECHNIQUE DE MISE EN ŒUVRE
IV-1 Infrastructures locaux
IV-1-1 Terrain
IV-1-2 Bâtiment
IV-1-3 Source d’énergie
IV-2 Infrastructure géodésique
IV-2-1 Référence
IV-2-2 Transformation des coordonnées
IV-2-2-1 Transformation WGS 84 en LABORDE par 7 paramètres
IV-2-2-2 Proposition d’une Grille de transformation
IV-3 Infrastructure télécommunication
IV-3-1 GSM
IV-3-2 Liaison radio
IV-3-3 Internet
IV-4 Mode de transmission de correction
IV-4-1 Initialisation
IV-4-1-1 Définition
IV-4-1-2 Fonctionnement
IV-4-2 Corrections RTK
IV-4-2-1 Type de message RTCM
IV-4-2-2 L’utilisation du message pour le RTK
IV-4-2-3 Taille de quelques messages
IV-3 Moyen de transmission des Corrections RTK
IV-3-1 GSM
IV-3-2 Radio
IV-3-3 Internet
IV-3-4 Avantages et inconvénients de chaque mode de transmission
IV-4 Tableau récapitulatif des choix techniques
IV-5 Proposition de répartition des stations
IV-5-1 Répartition des stations
IV-5-2 Choix de points des stations
IV-5-3 Proposition N°I
IV-5-4 Proposition N°II
IV-5-5 Proposition N°III
IV-5-6 Proposition N°IV
IV-5-7 Avantages et inconvénients de chaque proposition
IV-6 Technique de mise en place
IV-6-1 Stabilité de l’antenne
IV-6-2 Calcul des coordonnées des stations
IV-6-3 Mise en place de quelques stations et la centrale
IV-6-4 Essai d’émission de correction RTK
IV-6-5 Avantages sur les acquisitions des données
CONCLUSION
