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EventAude (1/4)
Pages écrites par Nicolas et Guy Détienne
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Introduction.
Il
y a déjà longtemps, la nécessité de disposer d'un système de datation précis
s'est fait sentir. En effet, par exemple, une mesure astrométrique doit être
accompagnée d'une bonne datation, sinon la mesure devient inutile. Aujourd'hui
avec les observations des courbes de rotation des astéroides (CDR), des courbes
de luminosités des étoiles(CDL), et encore plus pour les occultations d'étoiles
par des astéroides et les phémus (occultations mutuelles de satellites de Jupiter
ou Saturne), la datation devient cruciale. Divers systèmes sont utilisés avec
plus ou moins de bonheur, mais aucun n'offre à la fois la fiabilité et la simplicité.
Dans cette optique, j'ai imaginé un système basé sur le top donné chaque seconde
par certains récepteurs GPS, l'abréviation étant le PPS (Pulse Per Second).
Cela fait deux ans que je travaille sur ce système.
A la suite du séminaire Aude du mois de décembre à Paris, Bernard Christophe, Guillaume Blanchard et Michel Meunier, ont décidés de relancer le projet. Cela s'est d'abord traduit par une première rencontre entre eux pour faire des mesures sur la précision du drift-scan avec une EthernAude. Mais surtout par une deuxième rencontre où je me suis joint au groupe pour tester la précision du système.
A l'époque le système se
nommait EventMarker, aujourd'hui EventAude est né. Les pages qui suivent auront
pour buts d'exposer sa conception et de donner les résultats des différents
tests qui ont été effectués.
Pourquoi le GPS.
Bernard Christophe, qui était à la recherche d'un système de datation précis pour pouvoir affiner les résultats de ses occultations, avait déjà essayé plusieurs solutions :
- l'horloge DCF77 de Francfort. Aprés une série de tests, il s'est avéré que le signal arrive avec un retard variable d'environ 50 mSec. De plus il faut se trouver à une distance maximum d'environ 1500 Km de l'émetteur.
- mise à l'heure par un service via internet. Des écarts importants (> 200 mSec) ont été trouvés entre l'heure du PC et les signaux DCF77. De plus cet écart est dépendant des différentes tâches ouvertes.
Nous sommes arrivé à la conclusion que la direction à suivre était celle du GPS et d'un système indépendant d'un OS. On a ainsi les avantages suivants :
- trame NMEA qui fournit la date, l'heure et la
position geographique,
- la PPS qui fournit le changement de seconde avec précision ( < 2 µsec),
- plus de problème de dérive quelque soit le PC et son système d'exploitation,
- fonctionnement possible sans connection internet. Occultation possible "dans
la nature".
Le principe retenu est le suivant : une fois que le GPS a capté au moins 4 satellites, une des trames NMEA qu’il émet contient la longitude et la latitude du site d’observation, la date et l’heure (hhmmss). La PPS me servira a me recaller à chaque seconde. Une horloge pilotée par quartz fournira les millisecondes.
Les fonctions de ce système seront :
- de fournir l’heure à la demande pour dater une image,
- de dater un événement (cas des occultations) à l’aide d’un contact extérieur ou d'un signal (impulsion) qui peut être la commande d'un obturateur ou le début d'un drift-scan.
- de fournir des impulsions à des moments précis en vue de synchroniser une camera.
Le GPS.
Le but de cette page n'est pas de décrire le fonctionnement d'un GPS. De nombreuses pages le font très bien, voir les sites des principaux fabriquants : Garmin, Trimble ou des pages de vulgarisation comme howstuffworks..
Par contre, il est intéressant de spécifier le choix du GPS a utiliser. Il faut le choisir le plus simple possible (modèle OEM, sans affichage pour en réduire le cout) et il doit disposer d'un port RS232 (entrée et sortie de la trame NMEA a 4800 Baud) et d'une sortie de la Pulse Par Seconde.
Pour ces raisons, j'ai choisi le modèle Laipac TF10.
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GPS Laipac TF 10 et son antenne active.
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Les caractéristiques qui nous intéressent sont :
- port serie avec protocol NMEA-0183 version 2.0, 4800 bauds (niveau TTL).
- PPS au niveau TTL d'une durée de 100 ms. Front montant à +- 1 µ sec de la seconde.
- Précision de 25 metres.
- Données fournies 50 secondes aprés démarrage (voir plus bas)
- Faible consommation : 180 mA sous 5V.
- Dimensions : 72 x 42 mm
- Se place dans le boitier.
- Antenne active alimentée par le GPS et livrée avec un cable de 5 metres..
- Prix du GPS et de l'antenne : 90 Euro + frais de port.
Depuis peu, d'autres modéles sont en vente sous les marques Trimble ,Garmin et Motorola.
