Normes relatives aux données et aux produits GNSS

Conçues à l’origine pour favoriser la collaboration au sein de l’IGS, les normes sur les données et produits GNSS ont depuis largement été adoptées partout dans le monde. Elles définissent la structure et le contenu des messages codés en ASCII et en binaire servant aux échanges de données de poursuite des satellites, de données précises sur l’état des orbites et des horloges et de solutions de coordonnées des stations. Parce qu’elles définissent aussi des protocoles d’échange de données GNSS en temps réel et après la mission, il est possible de combiner les données de poursuite satellitaire acquises par des récepteurs de marques et modèles différents. Elles permettent enfin de combiner des solutions de coordonnées calculées à l’aide de différents logiciels de positionnement.

Jusqu’à présent, l’IGS a été la principale source de données GNSS ouvertes et de produits favorisant la collaboration scientifique au palier international. Les jeux de données GNSS archivés en redondance dans des centres de données à travers le monde sont habituellement disponibles dans des formats codés en ASCII et en binaire. Le site web de l’IGS présente les descriptions des formats des données GNSS et des produits (en anglais seulement). Le tableau 4 donne la liste des formats GNSS les plus répandus.

Tableau 4 Principaux formats de données et produits GNSS de l’IGS

Formats normalisés Contenu
RINEX (format Receiver Independent Exchange) Observations multi-GNSS, messages de navigation diffusés par les GNSS, données météorologiques des stations
IONEX (format IONosphere Exchange) Biais de codage interfréquence GNSS et cartes TEC/CET de l’ionosphère
ANTEX (format ANTenna Exchange) Décalages et variations de centre de phase des antennes par rapport à l’azimut et à l’élévation
SP3 Coordonnées précises des satellites GNSS (estimations de centre de gravité)
ERP Paramètres de rotation de la Terre (mouvement des pôles, longueur du jour)
SINEX (format Solution INdependent EXchange) Coordonnées des stations et solutions en matière de calcul des vélocités avec leur covariance
TROPEX/ Troposphere SINEX Retard troposphérique au zénith

RINEX
Le format Receiver Independent Exchange (RINEX) sert à coder divers types de renseignements : valeurs télémétriques GNSS, messages de navigation diffusés par les GNSS, météorologie de surface, etc. Chaque fichier RINEX contient un en-tête avec des métadonnées, suivis par des enregistrements de mesures avec horodatage. Un algorithme de compression-décompression propre aux GNSS (Hatanaka) est disponible pour optimiser le stockage des fichiers RINEX. Les fabricants de récepteurs et les centres de recherche (UNAVCO, par exemple) offrent un éventail d’outils (logiciels ouverts) pour convertir et valider ces fichiers RINEX.

En outre, l’IGS a adopté des formats du type RINEX pour donner accès à d’autres produits GNSS contenant des cartes ionosphériques, les retards troposphériques de station, des valeurs d’étalonnage d’antenne et des estimations précises d’horloge des satellites et des stations. Ses produits sont nommés respectivement IONEX (IONosphere-map EXchange), ANTEX (ANTenna EXchange) et RINEX clock. Les fichiers IONEX contiennent des cartes mondiales ou régionales du contenu électronique total (TEC/CET) de l’ionosphère. Les fichiers ANTEX présentent en données tridimensionnelles les décalages et les variations azimutaux de centre de phase de diverses marques et modèles d’antenne étalonnée pour le GNSS. Enfin, les fichiers RINEX clock renferment les données de décalage des horloges des satellites du GNSS et des récepteurs IGS par rapport aux temps de référence des solutions du « réseau mondial ».

SP3
La version 3 des données précises d’orbite (SP3) contient les coordonnées précises des satellites du GNSS, les décalages d’horloge et les codes d’exactitude associés. À ce jour, trois versions principales du format SP3 ont été mises au point [SP3-a (1989), SP3-b (1998) et SP3-c (2000)] afin de supporter le nombre croissant de constellations GNSS.

SINEX
Le format Solution INdependent EXchange soutient l’échange et la combinaison de coordonnées de stations et les renseignements connexes de variance/covariance issues des ajustements de réseaux géodésiques. Les fichiers SINEX sont principalement utilisés par les organismes de géodésie qui intègrent les coordonnées et les vélocités des réseaux de stations terrestres en fonctionnement continu. Le format SINEX joue un rôle essentiel pour obtenir une combinaison optimale des coordonnées obtenues des réseaux mondiaux VLBI, SLR et GNSS pour l’actualisation du Système international de référence terrestre (ITRF).