Le Système Canadien d’Aides à la Navigation

Aides radio à la navigation

Réflecteurs radar et balises radar (RACON)

Généralités

La détection d’une cible radar dépend avant tout de la quantité d’énergie renvoyée par la cible à l’antenne de réception du radar. Lorsqu’une aide à la navigation renvoie un mauvais écho radar, un dispositif peut y être ajouté pour produire un écho amélioré sur l’écran radar. Deux méthodes principales peuvent être utilisées pour améliorer une cible. La première comprend l’ajout d’un dispositif passif, comme un réflecteur radar, qui augmente la surface apparente de la cible, alors que la deuxième comporte un dispositif actif, à savoir une balise radar ou un RACON. De plus, l’utilisation de ce dernier dispositif permet d’éviter de confondre les cibles radar semblables, car il émet une trace codée qui est facile à identifier sur l’écran radar. Grâce à cette caractéristique le RACON permet de distinguer avec plus d’efficacité des particularités ou structures importantes qui autrement n’auraient pas été repérées par les radars, comme les côtes en pente douce et les piliers de ponts.

Réflecteurs radar

Certaines aides fixes sur la côte et la plupart des bouées sont conçues et équipées de façon à augmenter la capacité des aides à réfléchir les signaux radar. Les réflecteurs radar peuvent aussi servir d’aides à la navigation indépendantes. Ces aides sont indiquées sur les cartes, et celles qui sont placées sur des aides lumineuses sont mentionnées dans la publication appropriée des Livres des feux, des bouées et des signaux de brume.

Balises radar (RACON)

Un RACON comprend trois éléments principaux : un récepteur, un émetteur et une antenne commune pour la réception et l’émission. Un radar, situé dans la zone de portée du RACON, interroge ce dernier pendant chaque période de rotation où son antenne radar est pointée vers le RACON. Le récepteur RACON décèle le signal radar interrogateur et déclenche l’émetteur RACON. Cet émetteur peut répondre par une seule impulsion à chaque déclenchement mais, habituellement, la réponse est une série d’impulsions codées (code Morse) identifiant le RACON. Après le déclenchement, une période limitée est allouée au RACON pour qu’il réponde. Il en résulte une émission retardée dans le temps (et en distance), par rapport à l’écho passif de la structure sur laquelle est installé le RACON. La plupart du temps, ce retard, qui équivaut généralement à une distance de moins de 100 mètres, n’a aucune importance à des distances supérieures à quelques milles marins. En revanche, à courte distance ce retard prend de l’importance mais l’écho de la structure de la station est habituellement visible et on peut mesurer sa distance avec toute la précision du radar.

Les opérateurs radar peuvent remarquer l’élargissement ou le rayonnement du signal du RACON lorsque leur navire s’en approche. Il est possible de minimiser cet effet en ajustant la commande d’intensité de la fréquence moyenne ou la commande d’intensité du balayage radar, ce qui réduira également l’intensité des autres cibles.

Avertissement

Il faut être prudent lorsque l’on utilise les commandes du radar. L’affichage du signal du RACON peut être pratiquement éliminé par l’utilisation de la commande de couplage à faible constante de temps (FTC) du radar. De même, l’utilisation du processeur automatique d’images dont sont dotés certains radars peut supprimer le signal du RACON.

RACON à agilité de fréquence

Ce type de RACON est maintenant le plus utilisé dans les eaux canadiennes.
Le RACON à agilité de fréquence (RAF) mesure la fréquence et l’intensité du signal de l’impulsion radar d’interrogation, puis accorde son émetteur sur cette fréquence avant de répondre. Ce RACON assure le service à l’intention des radars des navires fonctionnant en bande X, et certaines installations assurent également un service à l’intention des radars fonctionnant entre 2 920 et 3 100 MHz (radars de 10 cm ou de bande S). Même s’il est possible qu’une réponse soit affichée à chaque balayage d’antenne de tout radar dans cette portée, en pratique ce RACON est programmé pour interrompre ses émissions à intervalles réguliers pendant une période choisie au préalable, pour ne pas masquer les autres échos d’intérêt.

L’emplacement, les codes et les fréquences (X, S ou X et S) des RACON sont publiés dans les Avis aux navigateurs et figurent également dans les publications maritimes appropriées comme les Aides radio à la navigation maritime, les Instructions nautiques et les Livres des feux, des bouées et des signaux de brume. Le Service hydrographique du Canada ne porte sur les cartes le code morse des RACON qu’aux endroits où l’on peut interroger plus d’un RACON à la fois.

Système de positionnement global (GPS)

Description du système

Le Système de positionnement global est un système de radionavigation mondial mis au point et géré par le ministère de la défense des États-Unis.

Dans le Système de positionnement global, des transmissions sont émises par des satellites en orbite autour de la terre. Ces transmissions consistent en information permettant à des récepteurs de déterminer n’importe où dans le monde leur position suivant les trois dimensions et ce, en continue et avec précision, quelles que soient les conditions météorologiques ; les positions déterminées peuvent servir à des applications terrestres, maritimes et aériennes. Bien que le premier objectif soit de répondre à des exigences militaires, le Système de positionnement global est également mis gratuitement à la disposition des civils pour la navigation. Deux niveaux de service sont offerts, l’un pour les civils et l’autre pour les militaires.

Service de positionnement standard (SPS)

Le Service de positionnement standard est un service de positionnement (localisation) et de mesure de temps mis à la disposition de tous les utilisateurs du système de positionnement global dans le monde entier, et ce, en tout temps et sans frais d’utilisation. La précision horizontale prévue est de 20 mètres avec une probabilité de 95 %.

État actuel

Grâce à l’entrée en service du Système de positionnement global, toutes les eaux navigables du Canada sont couvertes par un signal de localisation continu et extrêmement précis, dans n’importe quelles conditions météorologiques. Le système peut répondre aux besoins de la marine et des civils dans toutes les conditions de navigation, sauf les plus restrictives.

Le système permet aux utilisateurs maritimes, terrestres ou aériens munis de récepteurs adéquats de déterminer, à toute heure du jour ou de la nuit et quelles que soient les conditions météorologiques, leur position, leur vitesse et l’heure. Le système offre un degré de précision égal ou supérieur à celui offert par tous les autres systèmes de radionavigation actuellement disponibles.

Système de positionnement global différentiel (DGPS)

Couverture - Station du système de positionnement global différentiel

Figure 3 : Couverture-station DGPS à Sandspit, Alert Bay, Richmond, Amphitrite point, Wiarton, Cardinal, Saint-Jean-sur-Richelieu, Lauzon, Rivière-du-Loup, Pt, Escuminac, Moisie, Rigolet, Cape Norman, Cape Race, Cape Ray, Fox Island, Hartlen Point, Western Head and Partridge Island.

On peut augmenter la précision du GPS au moyen d’une technique appelée GPS différentiel (DGPS). Cette tech­nique corrige les inexactitudes inhérentes au signal du GPS en comparant la position calculée par le GPS à une position géographique connue.

Le Service canadien opérationnel DGPS.

Figure 4 : L’information reçue sur la position à travers la station de référence est comparée à la position reçue à partir du satellite GPS et le récepteur DGPS génère des corrections qui seront diffusées à l’utilisateur à travers l’émetteur MF.

Une station de référence est établie en un lieu géodésique connu et l’information sur la position reçue des satellites du GPS est comparée à ce lieu géodésique connu. D’après cette informa­tion, des corrections différentielles sont produites et diffusées aux utilisateurs par des radiophares maritimes MF.

La Garde côtière canadienne a mis en œuvre le service différentiel à l’échelle du pays en 1996 et a déclaré le service DGPS entièrement opérationnel le 28 mai 2000. Le service DGPS canadien complète le système de la garde côtière américaine.

Le système différentiel offre une exactitude à 10 mètres près ou mieux dans 95 % des cas pour le positionnement et comprend en outre une surveillance de l’intégrité des émissions. À cette fin, un signal d’avertissement prévenant le navigateur que le système n’est pas fiable est automatiquement transmis dans tous les cas où l’exactitude fournie par une station de référence tombe sous un seuil préétabli. Dans l’éventualité où le signal différentiel diffusé n’est plus disponible, un récepteur DGPS peut continuer à fonctionner en mode GPS avec les signaux SPS.