Les signaux GNSS sont la pierre angulaire de la navigation aérienne moderne — mais avec les risques croissants de brouillage et d'usurpation (spoofing), se fier uniquement au GNSS n'est plus sûr. La question clé dans l'industrie de la navigation n'est plus de savoir comment un système fonctionne avec le RTK ou dans des environnements urbains difficiles, mais plutôt : jusqu'où pouvez-vous voler — et avec quelle précision — lorsque le GNSS est indisponible ?
Répondre à cette question exige bien plus qu'un simple test. Cela nécessite des évaluations répétées, contrôlées et statistiquement significatives.
Fournir un rapport de test de performance d'un système de navigation inertielle (INS) dans des conditions de déni de GNSS ne consiste pas à produire un joli graphique ou un chiffre unique impressionnant, souvent exprimé en « pourcentage de la distance parcourue ». Il s'agit de démontrer des performances réelles dans des scénarios réels — les mêmes conditions que nos clients rencontrent sur le terrain. C'est pourquoi, chez SBG Systems, nous avons choisi d'élaborer un rapport de navigation à l'estime (Dead Reckoning) aérienne de type qualification plutôt qu'une simple démonstration « triée sur le volet ».
Les résultats présentés dans notre rapport sont basés sur un ensemble de données statistiques concis mais significatif. Nous avons analysé de multiples pertes de signal et en avons tiré des statistiques pour offrir une image représentative des performances réelles. Un résultat optimal pourrait se produire une fois sur trois essais — ou une fois sur dix mille. Ne publier que ce résultat serait tout simplement trompeur.
Ce court article explique pourquoi cette approche est importante et ce que vous devriez rechercher lors de l'interprétation d'un rapport de test en conditions de déni de GNSS. L'objectif est de vous aider à prendre des décisions éclairées lors de la sélection de la solution adaptée à votre application.
Pourquoi ne pas montrer une seule coupure GNSS comme tout le monde
En réalité, la navigation de drones en environnement privé de GNSS avec l'aide des données aérodynamiques n'est pas une mince affaire. Les conditions environnementales sont cruciales à prendre en compte.
Voici quelques raisons pour lesquelles s'appuyer sur une seule interruption idéale fausse la réalité :
Flux d'air stable = cas idéal : Lorsque le flux d'air autour de l'aéronef est stable, l'environnement dynamique est régulier et l'INS se comporte de manière optimale. Mais cela ne reflète pas toutes les missions.
Absence de vibrations = cas idéal : Les vibrations dégradent la stabilité des capteurs inertiels et l'estimation de la dérive. Un vol à faible vibration ou un système bien amorti est beaucoup plus simple.
Les boucles et les virages masquent naturellement la dérive de cap : Les virages compensent la dérive de cap et améliorent artificiellement l'erreur de position. Cela donne également de superbes chiffres. Impressionnant, certes… mais les performances en vol rectiligne restent inconnues. Les accélérations et les rotations aident à estimer les biais. Lors d'une mission en ligne droite, l'INS a une tâche plus ardue – mais c'est précisément là que les performances comptent pour de nombreux clients et c'est ce qui fait la différence entre les INS.
La température compte – énormément : Les variations de température modifient les biais des capteurs, les facteurs d'échelle et les caractéristiques du bruit. Dans des conditions de température contrôlées ou constantes, l'INS évolue dans sa zone de confort, ce qui donne une vision trop optimiste. Mais les missions réelles impliquent : des transitions de température rapides (décollage en altitude), un air froid et raréfié à haute altitude, des environnements chauds près des moteurs.
Qu'obtenez-vous lorsque toutes les conditions sont réunies ?
Quand toutes les conditions sont enfin réunies — vibrations parfaitement amorties, flux d'air régulier, température stable — l'INS délivre le meilleur de ses performances. Le genre de performance qui laisse les ingénieurs perplexes, se demandant comment la reproduire… et qui fait la joie de nos clients : Ellipse, avec son IMU de grade industriel, se comporte comme un INS de grade tactique, avec une dérive de seulement 0,56 % de la distance parcourue — soit environ 30 m sur 5 km. Ekinox Micro repousse les limites, réduisant la dérive à 0,13 % DT, soit environ 7,2 m. Et Apogee ? Il dérive à peine de 2 m sur les mêmes 5 km.
Comment interpréter un rapport de test en milieu privé de GNSS ?
Lors de l'évaluation des performances de navigation à estima, ne commencez pas par les chiffres d'erreur finaux, commencez par la trajectoire.
Voici une méthode en 6 étapes à suivre :
1 – Vérifiez d'abord la trajectoire
La géométrie du vol détermine si le test est exigeant ou artificiellement simplifié. De nombreux « tests marketing » utilisent : de courtes boucles, un motif en hippodrome ou des segments de retournement répétés. Ces trajectoires compensent les erreurs inertielles et font paraître les performances irréalistement bonnes.
2 – Vérifiez le nombre d'interruptions
Une seule interruption ne représente qu'un échantillon. Elle peut sembler excellente – ou désastreuse – par simple coïncidence.
3 – Examinez la durée de l'interruption, et pas seulement la distance parcourue et la vitesse
Un rapport qui ne montre que des interruptions de 10 à 20 secondes ne vous apprend rien sur le comportement de l'INS lors d'une coupure GNSS plus longue.
4 – Analysez la manière dont l'erreur est rapportée
Certaines spécifications ne présentent qu'une erreur moyenne, ce qui peut être trompeur et ne pas refléter fidèlement les performances réelles. Des évaluations plus pertinentes se concentrent généralement sur l'erreur en fin d'interruption, qui traduit la dérive réelle accumulée pendant une coupure GNSS ou en environnement privé de signaux. Il est également important de vérifier si l'erreur est exprimée par axe et si elle utilise l'efficacité (RMS) ou une autre mesure statistique. Idéalement, l'évolution complète de l'erreur au fil du temps devrait être fournie, offrant une vue d'ensemble du comportement du système sur toute la période d'interruption plutôt que de s'en remettre à une valeur unique résumée.
5 – Recherchez les conditions environnementales (rarement mentionnées, mais cruciales)
Les performances de l'INS sont sensibles aux perturbations réelles : vibrations, gradients de température, distorsions du flux d'air et variations des conditions magnétiques (pour les systèmes assistés par magnétomètre).
6 – Vérifiez la forme de la courbe d'erreur de l'INS. Elle doit présenter une croissance linéaire ou exponentielle – et non un comportement sinusoïdal.
Les courbes jaune et bleue sont représentatives d'une dérive INS normale lorsque la plateforme se déplace en ligne droite sans GNSS. L'erreur augmente régulièrement au fil du temps, de manière linéaire ou exponentielle, ce qui est attendu. Au contraire, la courbe verte (forme) n'est pas représentative d'une dérive INS typique. Une erreur qui augmente d'abord (de manière linéaire ou exponentielle), puis forme une « bosse » et commence à diminuer indique que la trajectoire n'est pas droite.
Ce schéma révèle qu'un virage ou un changement de direction s'est produit, ce qui entraîne l'annulation partielle de l'erreur au lieu d'augmenter de façon monotone.
Comment établissons-nous la confiance avec nos clients ?
La transparence est au cœur de notre démarche. Nous gagnons la confiance de nos clients grâce à des tests rigoureux et à des rapports de performance honnêtes. Plutôt que de présenter des scénarios idéaux, nous qualifions nos solutions dans des conditions réalistes et exigeantes, et partageons des résultats statistiquement représentatifs — et surtout, nous rendons ces résultats directement accessibles à nos clients. Cela leur donne la visibilité nécessaire pour fonder leurs décisions sur ce qui se passe réellement sur le terrain, et non sur ce qui ne fonctionne que dans des conditions parfaites.
Accéder au rapport complet de test aéroporté