« Beidou » le GPS chinois devient « global »
Note de contexte sur le positionnement spatial
GPS - Glonass -Beidou – sont des systèmes à vocation globale contrôlés par les ministères de la défense américain, russe et chinois. Le système global européen Galileo est civil en majorité financé par l’Union européenne. IRNSS - Le système de navigation régional indien (7 satellites) est conçu pour la navigation en Inde et dans la région dans un rayon de 1500 km des frontières de l’Inde. QZSS (6 satellites prévus en 2023) est le système japonais de navigation régionale.
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La haute précision du GPS américain est globalement libre d’accès depuis 2000. Toutefois, conçu par et pour l’armée américaine il reste sous le contrôle conjoint du Pentagone et de la Maison Blanche.
Sa précision de l’ordre 3 à 5 m pourrait être dégradée à tout moment sur décision de Washington. Le risque qui impliquerait également une perturbation de la synchronisation de l’heure des réseaux de téléphonie mobile, fut le principal moteur des études européennes, russes et chinoises pour la mise en place des systèmes alternatifs Galileo, Glonass et Beidou.
Ce qui n’empêche pas que les systèmes Galileo, Glonass et GPS deviennent de plus en plus compatibles. En novembre 2017, un communiqué conjoint annonçait que BDS chinois et le GPS américain étaient interopérables.
Galileo et Glonass.
Lancé en 1999, (1er test en 2005), le programme a surmonté des problèmes de financement, les oppositions de certains membres de l’UE et l’hostilité des États-Unis. Piloté par l’Agence Spatiale Européenne, il sera achevé en 2020. 22 satellites sont déjà opérationnels. 30 seront en orbite en 2020. Coût final 5 Mds d’€.
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Selon L’Usine Nouvelle, l’agence européenne GSA (European Global Navigation Satellite Systems Agency) le 9 septembre dernier, le système de navigation et de localisation européen Galileo a, 15 ans après le lancement du programme, passé le cap du milliard d’utilisateurs de téléphones portables. (note de la rédaction : le nombre d’utilisateurs du GPS américain est de 7 milliards).
26 satellites sont en orbite. Ils devraient être portés à 30 en 2020. La précision annoncée est de 1 m.
Dans un récent entretien au Parisien, le président du CNES, Jean-Yves Le Gall, estimait que « d’ici 3 à 4 ans, Galileo, (note de la rédaction : seul système dont le financement est entièrement civil), sera le premier système mondial de navigation ».
Jean-Yves Le Gall considérait aussi que la panne ayant affecté le système européen du 11 au 18 juillet 2019 provoquant l’interruption des services de navigation et de synchronisation, est un incident technique que subissent également le GPS et Beidou.
Quant au système russe GLONASS, (Acronyme pour Global Navigation Satellite System), 100% opérationnel depuis 2011 avec 24 satellites + 2 en réserve, il est lui aussi « évolutif ».
Depuis 2000, il bénéficie de budgets renforcés et progresse vers une couverture globale malgré des accidents de parcours, comme en décembre 2010 et juillet 2013, quand les lanceurs Proton-M se sont écrasés au sol au décollage de Baïkonour.
Précision et fiabilité.
Le graphe montre la trilatération dans l’espace, utilisant les distances mesurées grâce au temps de trajet du signal d’une position terrestre à 3 satellites.
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Tous les systèmes de positionnement par satellite sont évolutifs. Leur amélioration qui dépend des budgets alloués, est une course à la précision et à la fiabilité. Leur principe dont le point clé est la synchronisation des horloges atomiques embarquées à bord des satellites, est le même pour tous les systèmes.
Il repose sur la trilatération dans l’espace des signaux d’au moins 4 satellites transmis aux récepteurs avec une heure et une distance aussi précises que possibles. Ces données doivent être corrigés des erreurs dues à la vitesse de déplacement des satellites (14 000 km/h) et de celles dues à la modification du champ gravitationnel en altitude qui ralentit l’écoulement du temps à l’origine du décalage des horloges embarquées.
C’est bien les progrès dans ces domaines qui fondent l’amélioration de la précision. Si en théorie elle peut-être de l’ordre du décimètre, comme l’annoncent les Chinois, les perturbations décrites plus haut entraînent des erreurs. A titre indicatif, compte tenu de la vitesse de propagation des signaux, un décalage d’une microseconde entraîne une erreur au sol de 300 m.
Quant à la fiabilité – assurance d’un fonctionnement sans interruption – elle repose sur le nombre de satellites de réserve et sur la densité des stations au sol. Leur rôle est entre autres, de vérifier les transmissions, de resynchroniser les horloges et de rectifier les orbites.
L’Europe de l’espace. Une lente prise de conscience des enjeux
Le graphe édité en 2019 montre les investissements des États et de l’UE pour les programmes spatiaux. La prévalence des investissements américains est manifeste. Ceux de l’Europe viennent juste après. Ils sont éclatés.
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Le rapport d’information au sénat sur la politique spatiale européenne fait état des performances de Galileo, reconnu comme « bien plus performant que ses concurrents que sont le GPS américain, le Glonass russe et Beidou, le système chinois en cours de déploiement. » (…) Contrairement aux systèmes concurrents GPS, GLONASS et BEIDOU, il est un système civil, « interopérable avec les systèmes existants américain et russe. » (…)
En complément de Galileo, le rapport évoque, EGNOS (acronyme anglais pour Service Complémentaire Européen de Navigation par Satellites Géostationnaires).
« S’appuyant sur un ensemble de stations au sol, EGNOS améliore les performances des systèmes de géolocalisation par satellite en utilisant le principe du GPS différentiel, permettant de corriger les erreurs dues aux écarts entre les données fournies par les satellites et les positions réelles connues. EGNOS améliore ainsi les performances du GPS, de Glonass et de Galileo. »
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Pour autant, après avoir signalé les succès des Européens dans l’espace, le rapport du Sénat souligne le défaut de financement institutionnel européen au regard des efforts consentis par la Chine et surtout les États-Unis.
« L’Union européenne a fait le choix de favoriser le marché au détriment d’un soutien consolidé à l’industrie spatiale. On constate aujourd’hui les conséquences d’une telle orientation. Certes les entreprises européennes développent les technologies les plus performantes et gagnent des marchés, mais le spatial européen dans son ensemble perd du terrain face aux États-Unis et à la Chine, qui ont adopté une stratégie toute différente. » (…)
« Ces pays ont effectué les deux tiers des 114 lancements dans le monde en 2018. La Chine en a effectué 39 et les États-Unis 34, contre seulement 11 pour l’Europe. Surtout, les deux grandes puissances ont apporté un soutien institutionnel important à ces lancements, leur assurant un débouché commercial certain : 95% des lancements en Chine et 56% des lancements aux États-Unis ont été des lancements institutionnels.(…) »
« Une telle commande n’existe pas en Europe : le budget des lancements institutionnels aux États-Unis est de 5 milliards de dollars par an, soit environ 4,4 Mds d’€. Le soutien européen est, en comparaison, très faible : en moyenne 0,3 à 0,5 Mds€ par an. ».
La dernière page du rapport présente schématiquement les écarts des financements institutionnels (Chiffres 2017 – 2018).
Contrairement aux idées reçues sur la montée en puissance concurrente de la Chine, ils révèlent toujours une forte suprématie américaine. Les budgets institutionnels sont de 36 Mds de $ aux États-Unis ; de 5 Mds en Chine, de 3 Mds en Russie, de 3 Mds au Japon et de 1 Mds en Inde.
Ceux de l’Europe sont éclatés entre la Commission, l’Agence Spatiale européenne et les pays membres. Au total ils s’élèvent à : 12,09 Mds de $, somme des budgets nationaux, auxquels il faut ajouter 1,9 Mds de $ de l’UE et 4,8 Mds de l’agence spatiale européenne, soit 18,7 Mds de $.
Alors que Washington et Pékin sont sur le point de s’engager dans une compétition pour la maitrise militaire de l’espace avec cependant des moyens financiers américains 7 fois plus importants, Paris a milité pour instiller en Europe le sens de l’urgence stratégique des programmes spatiaux. Ses efforts ont porté leurs fruits.
Le 29 novembre 2019, après deux jours de négociations, les ministres des affaires spatiales des États membres de l’Agence spatiale européenne et du Canada ont entériné un budget de 14,4 milliards d’euros pour la période 2020-2024. L’effort est inédit. Les contributions annoncées sont de 3,3 milliards d’€ par l’Allemagne (1er contributeur), de 2,66 milliards d’€ par la France et de 2,28 Mds d’€ par l’Italie.
Extrait du site : questionchine.net
Rediffusé sur le site de l'ASAF : www.asafrance.fr