Les services DGPS et WAGPS sont conçus pour les applications particulièrement exigeantes sur le plan de la sécurité et, par conséquent, la disponibilité et la fiabilité des signaux GNSS sont de première importance. Puisque le code L1 C/A du GPS représente actuellement le seul signal de ce système officiellement disponible à des fins d’accès public, il constitue la mesure fondamentale utilisée dans des systèmes de renforcement comme le service DGPS de la Garde côtière ou le Système de renforcement à couverture étendue (WAAS) de la FAA. Toutefois, les systèmes de renforcement dans la seule bande L1 sont moins précis, car on ne peut corriger qu’au premier ordre les erreurs de propagation ionosphérique. Ainsi, la précision du positionnement DGPS ou WAAS est de l’ordre du mètre. Par ailleurs, la conception des systèmes de renforcement est telle qu’ils se situent à des niveaux de fiabilité et d’intégrité supérieurs comparés aux services RTK ou PPP existants.

Les stations de base du DGPS observent les pseudo-distances dans la bande L1 et calculent les corrections à transmettre aux utilisateurs maritimes par des radiobalises haute fréquence (voir la figure 3). Puisque l’empreinte des signaux satellitaires GNSS couvre plusieurs centaines de kilomètres de la surface de la Terre, on obtient généralement à une visibilité commune pour une base géodésique s’allongeant sur quelques centaines de kilomètres. L’annulation des erreurs due aux différences d’observations devient moins efficace à mesure que s’allonge la distance entre la station de base et le récepteur mobile, mais on obtient généralement une précision de l’ordre du mètre lorsque la géométrie satellitaire est favorable.

Au Canada, la Garde côtière canadienne (GCC) offre le service DGPS (Système mondial de localisation différentiel) en tant que service public (voir http://www.ccg-gcc.gc.ca/GCC-DGPS/Systeme-mondial-de-localisation-differentiel). Les corrections sont diffusées par 19 stations de base (réseau du Système de corrections GPS différentiel pancanadien CDGPS) le long des littoraux atlantique et pacifique et de la voie maritime du Saint-Laurent. Ce système contribue à la sécurité et à l’efficacité de la navigation en guidant les navires dans les corridors de navigation, les goulets des ports et les aires d’accostage. Comme les stations de base ont des fonctions autonomes de contrôle d’intégrité, les utilisateurs peuvent être avisés quand le rendement du système n’est pas conforme aux spécifications du service. Au Canada, Pêches et Océans Canada (POC) a aussi participé à la planification de l’extension des services à la navigation dans les eaux de l’Arctique. Outre la GCC, le secteur privé offre aussi certains services DGPS pour des activités comme la collecte de données SIG.

Dans le cas de la navigation aérienne en Amérique du Nord, un système distinct de renforcement à couverture étendue appelé WAAS a été conçu et mis en œuvre. Alors que les stations de base du DGPS sont autonomes et mutuellement indépendantes, les stations de référence du WAAS font partie d’un réseau de stations GNSS qui transmettent toutes leurs observations à un centre de traitement où les corrections à couverture étendue sont calculées et relayées aux stations de transmission satellitaire. Cette liaison garantit que les satellites de communication — dont l’empreinte couvre les différentes régions d’Amérique du Nord — diffusent de manière fiable les messages de corrections à tous les utilisateurs du WAAS. À la différence des corrections DGPS propres à un lieu, les corrections du WAAS sont estimées à l’aide de mesures issues de plusieurs stations de référence et conçues pour la localisation de tout utilisateur en Amérique du Nord. À cette fin, des messages contenant les corrections d’orbite et d’horloge des satellites et les corrections ionosphériques sont codés séparément et diffusés à des débits différents. La norme RTCA ‑159 décrit en détail la structure et la teneur des messages du WAAS.

Au Canada, quatre stations de référence internationales à Gander, Goose Bay, Iqaluit et Winnipeg contribuent au WAAS et relèvent de Nav Canada. Puisque le WAAS diffuse des messages de correction conçus pour des utilisateurs recevant une seule fréquence, la qualité des grilles de diffusion de données ionosphériques dépend de la densité des stations de référence dans les différentes régions. Comme les stations de référence du WAAS sont clairsemées au Canada, la qualité des corrections ionosphériques ne peut être aussi bonne que celle des corrections disponibles dans la partie continentale des États-Unis. Elle suffit néanmoins à répondre aux exigences de la navigation en route et offre la fiabilité et l’intégrité des données d’une solution « réseau ».

Figure 3. Conception des réseaux DGPS et WAGPS (disponible en anglais seulement)