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Positionnement d’une balise sous-marine en environnement peu profond

Florian Beaubois

mardi 13 décembre 2016 à 10h00

salle B014


Le but cette thèse est l’étude et la mise en œuvre d’un système de localisation sous-marine compact et simple à mettre en place pour une utilisation en zones portuaires, côtières et environnements peu profonds. Nous proposons un système SBL (Small Distance Baseline) avec un nombre réduit de transducteurs (une balise d’émission et deux hydrophones). La configuration géométrique du système étant contraignante (hydrophones proches) la précision du positionnement obtenue par les méthodes classique est faible. Nous proposons une nouvelle méthode de localisation améliorant la précision.

La balise à localiser émet un signal à étalement de spectre. La différence de distance entre les trajets des signaux des hydrophones est mesurée par corrélation. Nous proposons deux boucles de poursuites pour l’estimation conjointe de la fréquence Doppler et du délai entre les signaux reçus. Ces techniques de poursuite basées sur un filtre de Kalman sont implémentées en boucle fermée et ouverte. Les observations TDOA (Time Difference Of Arrival) conduisent à utiliser une technique de localisation hyperbolique. Nous proposons une représentation statistique qui exploite la géométrie de notre système de mesure pour déterminer une zone de localisation probable autour de chaque hyperbole. En utilisant des positions de bateau successives, on construit une densité de probabilité dont le maximum définit la position de la balise.

On montre sur données synthétiques que pour un bruit de mesure réaliste, il est possible de déterminer la position de la balise avec une précision sub-métrique. Les expérimentations réelles confirment la faisabilité du système et la précision obtenue est dans ce cas métrique.