Définition et Généralités
GLONASS (Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema) est le système mondial de navigation par satellite développé et maintenu par la Fédération de Russie. Mis en orbite à partir de 1982, GLONASS constitue l'équivalent russe du GPS américain et du système Galileo européen. En topographie et en géodésie, GLONASS représente une source de positionnement précis complémentaire aux autres systèmes GNSS (Systèmes Mondiaux de Navigation par Satellite).
Le système GLONASS est géré par l'Agence Spatiale Fédérale Russe (Roscosmos) et garantit une couverture mondiale complète du globe terrestre. Contrairement au GPS qui utilise des fréquences uniques, GLONASS emploie la technique FDMA (accès multiple par répartition en fréquence), permettant une identification unique de chaque satellite par sa propre fréquence de transmission.
Caractéristiques Techniques
Architecture du Système
GLONASS fonctionne avec une constellation d'au minimum 24 satellites disposés en trois plans orbitaux inclinés à 64,8°. Chaque plan contient 8 satellites positionnés à une altitude d'environ 19 100 kilomètres, offrant une période orbitale de 11 heures et 15 minutes.
Le système transmet sur deux bandes de fréquences principales :
Cette architecture garantit que minimalement quatre à huit satellites GLONASS sont visibles simultanement depuis n'importe quel point du globe, essentiel pour obtenir un positionnement tridimensionnel fiable.
Précision et Exactitude
La précision en positionnement horizontal avec GLONASS seul varie généralement entre 5 et 10 mètres en code. Cependant, lorsqu'elle est combinée avec d'autres systèmes (GPS, Galileo, BeiDou), la technologie multi-constellation permet d'atteindre des précisions centimétrique à millimétrique en mode différentiel ou en cinématique temps réel (RTK).
La précision de l'horloge atomique embarquée sur chaque satellite GLONASS atteint une exactitude de ±20 nanosecondes, contribuant significativement à la qualité du positionnement obtenu.
Applications en Topographie
Levés Topographiques
En topographie conventionnelle, les récepteurs GNSS multi-constellation intégrant GLONASS permettent :
Le recours combiné à GLONASS améliore la convergence du positionnement dans les environnements difficiles, notamment en zone urbaine dense ou en montagne.
Positionnement RTK et DGPS
La topographie moderne utilise largement le positionnement en temps réel (RTK) associant GLONASS à d'autres constellations. Cette approche multi-GNSS accroît :
Les stations de référence permanentes, ou bases RTK, intègrent désormais systématiquement les récepteurs GLONASS pour fournir des corrections aux utilisateurs mobiles.
Instruments de Mesure Topographique
Les instruments topographiques modernes, notamment les récepteurs GNSS multi-constellation, intègrent obligatoirement les capacités de réception GLONASS. Les fabricants majeurs (Trimble, Leica, Topcon, CHC Navigation) proposent des récepteurs bi ou multi-fréquence capables d'exploiter GLONASS simultanément avec GPS et Galileo.
Les stations totales connectées à des modules de positionnement par satellite utilisent également GLONASS pour améliorer leurs performances de posage initial et de suivi cinématique.
Avantages et Limitations
Avantages
Limitations
Exemple Pratique
Un topographe effectuant un levé en zone montagneuse utilise un récepteur GNSS intégrant GLONASS et GPS. En utilisant uniquement GPS, 6 satellites sont visibles et la précision RTK converge en 3 minutes. En activant GLONASS, 14 satellites deviennent disponibles et la convergence s'effectue en 45 secondes, améliorant considérablement la productivité du levé.
Conclusion
GLONASS demeure un élément essentiel de la infrastructure mondiale de positionnement. Pour les professionnels de la topographie et de la géodésie, l'intégration GLONASS dans les récepteurs GNSS multi-constellation est devenue incontournable pour garantir des performances optimales, particulièrement en environnements complexes où la disponibilité de satellites est limitée.