Responsables :

• A.C. Perez (MCF, UTLN),
• C. Jauffret (PR, UTLN)

Equipe impliquée :

• Signal et Tracking (STr), département DETECT, Laboratoire IM2NP

Thèmes principaux

La feuille de route de recherche et d’innovations déployée dans le cadre du LTISM s’articule autour des thèmes principaux suivants (liste non exhaustive) :

1) Traitement du signal en amont de la fonction trajectographie : Pour tendre vers une fonction trajectographie réaliste, il est nécessaire de maitriser la genèse des mesures, donc d’investir dans : i) L’estimation des angles, selon la géométrie des antennes, voire leur déformation s’il s’agit d’antennes linéaires remorquées ; ii) L’estimation des différences de temps d’arrivée (les « TDOA ») ; iii) L’estimation des fréquences, etc…

2) Traitement de l’information (filtrage) au cœur de la fonction trajectographie : Les méthodes développées dans le LTISM sont à base de techniques non-récursives, donc incompatibles avec la tenue du temps réel. Si elles ont l’avantage d’être robustes à des « trous » de pistes, elles présentent l’inconvénient de ne pouvoir traiter que le cas de manœuvres « simples » (par exemple un seul changement de cap de la source). A l’inverse, les méthodes récursives, sont fragiles aux « trous » de pistes. Aussi, serait-il judicieux de proposer des techniques de trajectographie mariant les deux approches. Il convient alors de réfléchir sur le passage de la trajectographie passive au « tracking » passif, c’est-à-dire des méthodes batch (Maximum de vraisemblance, Moindres carrés, …) aux méthodes récursives (EKF, UKF, MCMC, filtres particulaires, …). Cela pose alors la question de la stratégie de commutation entre les deux types de méthodes : quand passer du batch au récursif et revenir au batch ?

3) Les causes de biais dans la trajectographie : Les principales causes de biais de trajectographie sont connues. Elles ont pour origines, la « négligence » des temps de propagation ; la « négligence » de la déformation de l’antenne utilisée (pb de calibration) ; la « négligence » du roulis et du tangage du sous-marin ainsi que des bras de levier des différents centres acoustiques pour transformer rigoureusement les mesures du repère senseur (gisement, site) en azimut, élévation. L’objectif est alors d’évaluer ces biais et de les corriger si besoin, en fonction de leur origine.

4) Le multistatisme : C’est une technique de trajectographie à la croisée d’un système actif et d’un système passif : un sonar actif émet une onde selon un code d’émission choisi, et un ou des récepteurs de connivence et non colocalisés détectent l’onde réfléchie sur une source d’intérêt.

Sur les données récoltées par le ou les récepteurs, une fonction trajectographie peut être implantée. Selon la nature des mesures (liée aux types d’antennes du récepteur), il est envisageable de développer différentes techniques de trajectographie : Trajectographie par multistatisme avec mesures de fréquence et d’azimut avec 2 émetteurs actifs mobiles dont les positions sont inconnues ; Trajectographie par multistatisme avec mesures de fréquence seule avec 1 émetteur actif et de 1 à n récepteurs ; Trajectographie de cible manœuvrante par bistatisme avec mesures de fréquence et d’azimut avec 1 émetteur actif et 1 récepteur.

5) Amélioration du réalisme des simulations : Les données réelles sont polluées par des bruits la plupart du temps corrélées entre eux et non-gaussiens. Ici, le travail consistera à, étudier l’influence sur la trajectographie de bruits non gaussiens ; Etudier l’influence sur la trajectographie de bruits corrélés ; Modifier les estimateurs en conséquence.

A l’occasion des travaux qui seront menés dans ce laboratoire dont l’objectif est de proposer in fine des techniques opérationnelles, des questions de nature théorique seront abordées :

• Poursuivre et systématiser les études sur l’observabilité, par exemple, donner les conditions nécessaires et suffisantes pour que la trajectoire d’une source sous-marine en MRU soit observable à partir de TDOA en 3D ;
• Travailler sur la notion d’information de Fisher, en particuliers lorsque l’antenne ou les antennes présente(nt) un axe ou un plan de symétrie ;
• Proposer de nouvelles régions de confiance des estimateurs.