Qu'est-ce que le RTK ? Le positionnement centimétrique expliqué

Le GPS de votre téléphone se trompe toujours de quelques mètres. Avec le RTK (Real-Time Kinematic), ces mêmes satellites donnent pourtant votre position à quelques centimètres près. Levé topographique, agriculture de précision, drone, engins de chantier, conduite autonome : tous les domaines qui exigent la position « au centimètre » reposent sur cette technologie. Voici comment elle fonctionne, sans jargon.

Pourquoi le GPS ordinaire se trompe de plusieurs mètres

Le GNSS, terme qui recouvre le GPS et ses homologues, mesure une distance à partir du « temps mis » par le signal du satellite pour arriver, puis calcule votre position à partir de plusieurs satellites. Mais en descendant de l'espace, ce signal est légèrement retardé en traversant l'ionosphère puis l'atmosphère basse, la troposphère, et l'orbite comme l'horloge du satellite portent elles aussi de petites erreurs. Un récepteur seul ne peut pas les retirer : la position se décale de plusieurs mètres.

Le principe du RTK : la station de base « annule » l'erreur

C'est ici qu'intervient la station de base. Une base est un récepteur GNSS fixe dont les coordonnées sont connues avec précision. Comme votre récepteur mobile, le rover, et la base reçoivent au même instant les signaux du même ciel, ils subissent presque les mêmes erreurs. La base diffuse ses propres observations satellitaires, avec sa position connue ; le rover prend alors la différence entre les données de la base et les siennes. Les erreurs étant presque identiques, cette différence les annule et l'on atteint le centimètre : c'est le positionnement différentiel. La base ne « fabrique » jamais une correction : l'annulation naît de la différence entre deux jeux d'observations.

Le RTK va plus loin et compte le « nombre de crêtes d'onde » du signal, c'est-à-dire la phase de la porteuse. Les longueurs d'onde du GNSS sont courtes, environ 19 cm, si bien que compter ces crêtes avec exactitude donne une précision très élevée. Plus la distance entre la base et le rover, la ligne de base, est courte, plus leurs erreurs se ressemblent et meilleure est la précision.

Comment la correction vous parvient : le NTRIP

Les données de correction d'une base, dans un format nommé RTCM, sont d'ordinaire acheminées par internet grâce à un mécanisme appelé NTRIP. En vous connectant à un « point de montage » sur un caster NTRIP, vous recevez en temps réel les corrections de cette station. Des milliers de bases sont partagées par des bénévoles dans le monde entier, et la France en compte le plus grand nombre. Vous pouvez consulter leur emplacement et leur état dans le classement des stations de KUON ou sur la carte.

Fix et Float : « résolu » ou « pas encore »

Le « nombre de crêtes » de la phase de la porteuse est par nature un entier. Lorsqu'il est correctement résolu, on parle de Fix, et la précision centimétrique est atteinte. Lorsqu'il ne l'est pas encore, l'état s'appelle Float, avec une précision qui reste de l'ordre du décimètre. Un ciel dégagé, une ligne de base courte et un peu de patience facilitent tous trois le Fix.

Sans station de base : Galileo HAS et QZSS CLAS

L'Europe diffuse depuis Galileo, sur le signal E6-B, un service d'augmentation gratuit nommé HAS (High Accuracy Service), déclaré opérationnel en janvier 2023. Avec un récepteur compatible, il apporte une précision de l'ordre de quelques décimètres sans aucune connexion au sol. Ce n'est pas le centimètre du RTK, mais cela fonctionne là où aucun réseau ne porte.

Au Japon, les satellites quasi-zénithaux QZSS (Michibiki) diffusent sur le signal L6 une augmentation appelée CLAS, qui atteint le niveau centimétrique par la seule voie satellitaire. Sa force est d'apporter la haute précision là où l'infrastructure de stations au sol n'arrive pas.

Où l'utilise-t-on ?

Levé topographique, limites parcellaires et terrain ; agriculture de précision, guidage automatique des tracteurs et gestion au rang près ; levé par drone ; commande automatique des engins de chantier ; nuages de points et cartographie 3D ; et le monde qui vient, celui des robots et de la conduite autonome. Partout où « une machine doit savoir exactement où elle se trouve ». Le RTK étant devenu abordable, ces capacités parviennent désormais aussi aux particuliers.