Un modèle ionosphérique compact pour accélérer le positionnement multi-GNSS

Modèle ionosphérique compact: Tongji réduit le coût paramétrique du multi-GNSS

Une équipe du College of Surveying and GeoInformatics de l'université de Tongji publie, dans Satellite Navigation (DOI: 10.1186/s43020-026-00207-x) en date du 15 juillet 2026, un modèle ionosphérique par gradient (IG) destiné aux traitements RTK et NRTK multi-constellations. L'objectif affiché: maintenir une mitigation ionosphérique efficace au-delà de la barre des 30 km de ligne de base, sans saturer le filtre en inconnues supplémentaires.

Spécification évaluée

Le modèle IG remplace l'estimation d'un délai ionosphérique slant double-différencé par paire de satellites par un jeu compact de coefficients liés aux points de percée ionosphérique (IPP). Ces coefficients sont estimés conjointement avec les ambiguïtés de phase, les délais troposphériques et les autres paramètres de positionnement: tous les satellites suivis alimentent une description régionale commune de la variation ionosphérique. L'implémentation du second ordre retenue utilise six coefficients par époque. Sur un cas représentatif de 16 satellites issus de deux constellations, le nombre de paramètres ionosphériques chute de 14 à 6, soit une réduction d'environ 57 %.

Protocole et résultats chiffrés

La validation repose sur des observations multi-fréquences collectées sur dix stations en zones de basses et moyennes latitudes, du 1er au 8 mai 2025, période d'activité solaire stable et d'activité géomagnétique faible à modérée. Un filtre de Kalman estime conjointement les coefficients IG et les paramètres de positionnement; des tests de réinitialisation de deux heures comparent les modèles IG et IW (ionosphere-weighted).

Les résidus DD du modèle IG restent sensibles à l'élévation — plus élevés sur les satellites bas — avec un écart-type moyen inférieur à 4 cm. En traitement NRTK, la précision des ambiguïtés float sur narrow-lane progresse de 12,1 %, le temps de convergence moyen passe de 26,4 s à 9,9 s et le taux de fixation des ambiguïtés grimpe de 95,6 % à 98,2 %. En RTK, le TTFF moyen descend de 10,4 s à 7,4 s, avec un taux de fixation de 96,2 % à 98,6 %. Les erreurs RMS positionnelles s'améliorent de 2,8 à 2,4 cm (Nord), 3,2 à 2,8 cm (Est) et 4,3 à 3,9 cm (verticale).

Ce qu'il reste à vérifier côté terrain

Le gain paramétrique se paie par une hypothèse de corrélation régionale forte: hors du jeu de données de validation (10 stations, latitudes basses à moyennes, mai 2025), la robustesse du modèle face à des éruptions ionosphériques ou à des géométries satellites dégradées n'est pas démontrée. Pour les opérateurs de réseaux NRTK, l'enjeu pratique sera l'intégration de ces six coefficients par époque dans les moteurs de calcul existants et la reconfiguration des stratégies d'estimation — un chantier d'implémentation, pas un simple changement de firmware.