L’arrivée prochaine de Galiléo et la rénovation du GPS vont modifier les méthodes et techniques de navigation GNSS, dans le sens où il y aura de nouveaux signaux et plus d’observables (mesures de code, de phase et de Doppler). D’un autre côté, la cartographie du réseau routier ne cesse de progresser et de s’affiner. On parle par exemple de cartographier de façon plus fine certaines zones comme les intersections et carrefours complexes. Le problème de la localisation sur carte (map-matching) va donc changer puisque la technologie GNSS va évoluer et puisque la description géométrique va changer.

Tout système de localisation est caractérisé principalement par sa précision, sa disponibilité et son intégrité. L’intégrité est un critère essentiel dans le domaine de l’aviation civile et devient une préoccupation nouvelle pour le domaine du transport routier terrestre. Dans le système EGNOS (dont les concepts seront repris dans Galiléo), l’intégrité signifie principalement deux choses :
- l’aptitude à détecter des défaillances dues aux satellites ou à la transmission des signaux (brouillages notamment)
- l’aptitude à caractériser en temps réel l’erreur de positionnement, de façon à vérifier qu’elle reste inférieure à un seuil spécifié par l’application utilisatrice de la localisation.
En cas de problème, l’utilisateur doit être avertir dans un temps borné. On voit donc que les fonctionnalités de diagnostic et d’estimation d’erreur sont des notions essentielles.

Pour les véhicules routiers, les différences avec les concepts de l’aviation civile découlent des points suivants :
- la visibilité satellitaire est très variable et souvent contrainte (voire nulle),
- les multi-trajets restent problématiques dans certains environnements,
- le réseau routier est connu et ce, parfois, de façon très fine.

Actuellement, les méthodes de localisation sur carte mettent en œuvre principalement une approche par couplage lâche dans laquelle on matche le résultat d’un calcul de localisation d’un récepteur GPS avec une carte routière. Cette approche présente plusieurs inconvénients comme notamment ceux de devoir hybrider le GPS avec des capteurs proprioceptifs en cas de masquage et la difficulté de quantifier la confiance dans le résultat.

L’objectif de la thèse est traiter le problème sous l’angle du couplage serré en cherchant à fusionner les observables GNSS avec la cartographie routière, notamment décrite de façon fine. Avec plus de satellites dans l’espace (ceux du GPS et de Galiléo en particulier), la probabilité de ne pas avoir un minimum de trois satellites (nécessaires avec une carte 2D) est faible, ce qui permet donc d’avoir une bonne disponibilité. Avec cette approche, on pressent en outre qu’il sera plus facile de quantifier la confiance dans le positionnement et donc de traiter le problème de l’intégrité.
En termes de méthodologies scientifiques, on s’intéressera aux méthodes d’observation d’état, de diagnostic et de fusion de données, notamment multi-hypothèses de façon à gérer les intersections et les situations où le véhicule ne roule pas sur une route cartographiée.

Profil du candidat : une bonne formation en technologies de l’information et des systèmes, notamment en automatique et traitement du signal. Une culture en GPS (éphémérides des satellites) et en géodésie (projections cartographiques et changements de coordonnées) serait appréciée.

Contexte de la thèse :
- projet intégré CVIS (sous projet POMA) du 6eme PCRD débuté en février 2006,
- axe de recherche « diagnostic et véhicules avancés » de la région Picardie.