DDIL – Qualité dégradée, indisponible, intermittente et faible bande passante

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Le terme DDIL (Degraded, Denied, Intermittent, and Low-bandwidth), qui désigne un environnement dégradé, bloqué, intermittent et à faible bande passante, décrit des conditions d’exploitation dans lesquelles les capacités de positionnement, de navigation, de synchronisation (PNT), de communication ou de détection deviennent partiellement ou totalement indisponibles. Les conditions DDIL réduisent la connaissance de la situation, augmentent l’incertitude en matière de navigation et compliquent la prise de décision autonome.

Les systèmes de navigation modernes atténuent ces effets en combinant des capteurs inertiels haute performance avec de multiples sources d’aide, grâce à des algorithmes avancés de fusion de capteurs.

Dégradation de l'environnement

On parle d'environnement dégradé lorsque la navigation ou la communication reste possible, mais avec des performances réduites. L'atténuation du signal, la propagation par trajets multiples, les perturbations atmosphériques, le feuillage, les canyons urbains, les tunnels, les conditions météorologiques défavorables, les interférences électromagnétiques ou les défaillances partielles des capteurs réduisent la précision sans pour autant entraîner une interruption totale du service.

Les systèmes continuent de fonctionner, mais génèrent des incertitudes de positionnement plus importantes.

Environnement refusé

Un environnement hostile empêche l'utilisation d'un ou plusieurs services essentiels de navigation ou de communication. GNSS ou la falsification GNSS , les opérations souterraines, les missions sous-marines, les installations intérieures à forte densité, la guerre électronique ou le silence radio intentionnel empêchent toute mise à jour externe de la position.

Dans ces situations, les systèmes de navigation inertielle estiment la position, la vitesse et l'assiette de manière autonome jusqu'à ce que les capteurs auxiliaires soient à nouveau disponibles.

Environnement intermittent

Unenvironnement intermittent ne fournit des services de navigation ou de communication que pendant des intervalles courts ou imprévisibles. Les drones volant entre des bâtiments, les véhicules terrestres autonomes pénétrant dans des tunnels, les plateformes maritimes opérant à proximité de falaises ou encore les satellites soumis à une visibilité intermittente perdent et récupèrent de manière répétée leurs mesures externes.

Les algorithmes de fusion de capteurs doivent valider et intégrer rapidement chaque nouvelle observation tout en assurant la continuité de la navigation pendant les interruptions.

Environnement intermittent

Un environnement à faible bande passante limite le volume ou la fréquence des données transmises. Les réseaux radio tactiques, les communications par satellite, les modems acoustiques sous-marins, les sites industriels isolés et les systèmes sans pilote à longue portée fonctionnent souvent avec un débit limité.

Les systèmes de navigation donnent donc la priorité aux mesures essentielles, compressent les données de télémétrie, réduisent les fréquences de mise à jour et effectuent la plupart des estimations localement afin de préserver les performances opérationnelles.

Situations concrètes et technologies actuelles

Plusieurs scénarios DDIL combinent simultanément plusieurs conditions. On peut citer, à titre d’exemple, les situations GNSS et de dégradation des communications, GNSS intermittent GNSS une télémétrie à faible bande passante, des environnements soumis à des perturbations électromagnétiques, des environnements où le GPS est perturbé, des opérations en l’absence de communications, des missions en l’absence de capteurs, ainsi que des environnements de guerre électronique multidomaine. Ces scénarios hybrides représentent les conditions opérationnelles les plus exigeantes, car ils affectent simultanément la navigation, les communications et la connaissance de la situation.

INS modernes répondent aux environnements DDIL en intégrant des IMU avec GNSS, des odomètres, des LiDAR, des caméras, des loggers de vitesse Doppler (DVL), des systèmes à base ultra-courte (USBL), des codeurs de roue, des radars, des magnétomètres, des baromètres et d’autres capteurs auxiliaires. Les filtres de Kalman étendus (EKF), l’optimisation par graphes de facteurs et les algorithmes de localisation et de cartographie simultanées (SLAM) exploitent toutes les observations disponibles pour limiter la dérive inertielle et maintenir un positionnement robuste malgré des conditions d’exploitation incertaines.

Les MEMS haute performance et les systèmes de navigation inertielle de niveau tactique sont devenus des technologies fondamentales pour garantir une navigation, une position et un temps (PNT) résilients dans les environnements DDIL. Leur indépendance vis-à-vis des infrastructures externes permet une navigation continue lorsque les signaux satellites, les communications ou les références externes deviennent peu fiables ou indisponibles.