Les programmes européens de navigation par satellite : EGNOS et Galileo

Depuis le début du XXe siècle, la radionavigation utilise les signaux radio pour localiser des objets mobiles. Avec l’arrivée des satellites, la couverture est devenue mondiale. Le système GPS américain, opérationnel depuis 1993, domine cette technologie mais reste sous contrôle militaire. Cela soulève des enjeux de souveraineté pour l’Europe, qui a donc développé ses propres systèmes complémentaires : EGNOS et Galileo.

EGNOS : système de renforcement européen

EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) est un système de renforcement satellitaire du GPS, conforme à la norme SBAS de l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI). Mis en service en 2011, il vise à améliorer la précision, la fiabilité et l’intégrité des signaux GPS, notamment pour les applications critiques comme l’aviation.

Fonctionnant avec trois satellites géostationnaires et un réseau d’environ 40 stations au sol, EGNOS :

• corrige les erreurs dues à l’ionosphère ;
• fournit une alerte immédiate en cas d’anomalie de signal ;
• améliore la précision à environ un mètre horizontalement et deux mètres verticalement, contre cinq à dix mètres pour le GPS seul.

EGNOS a d’abord été conçu pour l’aviation civile, permettant des approches de précision équivalentes à celles des systèmes traditionnels (Instrument Landing System, ILS), sans infrastructure coûteuse au sol (voir figure 1). Un règlement de la Commission européenne (IR PBN) prévoit qu’il devienne le principal système d’atterrissage en Europe après 2030. Il sera également essentiel pour les futurs systèmes de gestion du trafic des drones dans les zones aériennes dédiées (U-Space).

Exemple de procédure d’approche finale guidée par EGNOS à Paris-CDG. © DSNA

Le projet est né dans les années 1990 sous l’impulsion du CNES et de l’ONERA, puis a été développé par l’ESA et transféré à l’Union européenne (UE). Aujourd’hui, l’EUSPA (Agence de l’UE pour le programme spatial) gère EGNOS avec l’appui de l’ESA et des industriels Thales Alenia Space pour la version actuelle et Airbus Defence & Space pour la suivante. Le service est fourni aux usagers par l’ESSP (European Satellite Services Provider), basée à Toulouse et Madrid, dont les actionnaires sont les principaux fournisseurs de services de navigation aérienne européens.

La nouvelle version du système EGNOS améliorera encore les performances en prenant en charge les signaux GPS et Galileo, en mode bi-fréquence. Elle permettra également de rendre le service avec seulement la constellation Galileo, si nécessaire.

Galileo : système de navigation par satellite indépendant

Galileo est le système global de navigation par satellite conçu par l’UE pour garantir son indépendance stratégique face aux systèmes étrangers. Il offre une précision et une fiabilité supérieures, avec une constellation de satellites en orbite moyenne à 23 222 km.

Galileo est interopérable avec les autres systèmes, mais totalement autonome. Son objectif est d’assurer la continuité de services critiques pour la sécurité, l’économie et la souveraineté de l’Europe.

Constellation de satellites Galileo. © ESA – P. Carril

Le système repose sur trois segments :

• spatial : une constellation de 30 satellites (24 opérationnels plus 6 en réserve en orbite) répartis sur trois plans d’orbites, avec 27 satellites actifs en octobre 2025 et deux lancements par Ariane 6 prévus en décembre 2025 et en 2026 ;
• sol : deux centres de contrôle (en Allemagne et Italie) et des stations de télémesure-télécommande, de transmission de données aux satellites, de surveillance des signaux et d’écoute pour le service de recherche et sauvetage (SAR), ainsi que deux centres pour la gestion de la sécurité (GSMC) en France et Espagne ;
• utilisateurs : récepteurs des usagers.

Les services proposés par Galileo pouvant être utilisés par l’aviation civile sont :

• le service ouvert (OS) : gratuit, avec la prise en compte récente par l’OACI de l’authentification du signal (OSNMA) pour lutter contre les cyberattaques par leurrage ;
• le service de recherche et sauvetage (SAR) : intégré au réseau Cospas-Sarsat, il localise rapidement les signaux de détresse et informe les secours ;
• des services de haute précision (HAS) et d’alerte d’urgence (EWSS), destinés à des applications en dehors du domaine aéronautique, ainsi que le service public régulé (PRS), crypté, réservé aux autorités publiques et forces de sécurité.

Les signaux Galileo sont diffusés dans plusieurs bandes, dont certaines sont attribuées à l’aéronautique afin de garantir un haut niveau de sécurité. L’utilisation des signaux Galileo par les aéronefs civils sera possible à condition d’embarquer un récepteur DFMC (Dual Frequency Multi Constellation) conforme à la norme publiée par l’OACI.

L’exploitation du système Galileo est assurée par l’EUSPA, sous la supervision de la Commission européenne, qui finance intégralement le programme depuis 2008. L’ESA est responsable de la conception technique.

Conclusion

EGNOS et Galileo sont les deux piliers complémentaires de la stratégie spatiale européenne pour la navigation par satellite. EGNOS fiabilise l’usage du GPS (et de Galileo) dans les secteurs sensibles comme l’aviation civile, tandis que Galileo offre à l’Europe une capacité indépendante et souveraine de positionnement global.

Article initialement publié dans la Lettre n°140