Carte des stations du Système canadien de contrôle actif

La Division des levés géodésiques (DLG) de Géomatique Canada, en partenariat avec la Commission géologique du Canada, opère actuellement le Système canadien de contrôle actif (CACS). Celui-ci permet aux utilisateurs canadiens du système de positionnement global (GPS) oeuvrant dans les disciplines telles que l'arpentage et la géophysique ou autres requérant des références spatiales, d'améliorer leur capacité de positionnement. Le système consiste en des stations de poursuite autonomes, appelées points de contrôle actifs (ACP), qui enregistrent continuellement les données observées de tous les satellites du GPS à leur portée. Chacun des ACP est doté d'un récepteur de précision à double fréquence et d'une horloge atomique. Des observations météorologiques comprenant la température, la pression atmosphérique et l'humidité relative sont aussi enregistrées à certains sites. Les données recueillies par chaque ACP sont extraites chaque jour par un centre de traitement situé dans les locaux de la DLG à Ottawa.

Le CACS fournit un accès direct et facile aux cadres de référence spatiale modernes (NAD83SCRS, ITRF, etc.) et améliore l'efficacité ainsi que la précision des applications du GPS. Cela est accomplit en contrôlant et vérifiant l'intégrité et le rendement du GPS par l'analyse des données obtenues par la poursuite continue des satellites; en calculant et rendant disponibles les éphémérides précises des satellites (orbites des satellites GPS) ainsi que des corrections précises pour la synchronisation de leur horloge; et en supportant le développement du GPS différentiel sur grande superficie (WADGPS) ainsi que d'autres applications (géodynamique, transfert du temps, etc.).

Les éphémérides précises, les corrections d'horloges et les données d'observation provenant des stations de poursuite permanentes sont fort avantageuses pour les utilisateurs canadiens chargés d'effectuer des levés par GPS. Ces produits du CACS permettent en effet de déterminer la position de tout point au Canada, par rapport au cadre de référence spatiale national, avec une précision allant du centimètre à quelques mètres, sans devoir occuper un repère géodésique ou une station de base.

Établir la position avec une précision au niveau du mètre à partir des observations de pseudo-distances (code) et ce, sans l'occupation d'une station de base, est rendu possible en utilisant les corrections précises provenant du CACS pour la synchronisation des horloges des satellites.  Les corrections pour la synchronisation des horloges peuvent être appliquées à la grandeur du globe pour corriger les observations recueillies par l'usager et, lorsqu'utilisées de concert avec les éphémérides précises, permettent une précision variant de 1  mètre selon la qualité de résolution du récepteur utilisé et l'effet de multi-trajets présent au site. L'avantage de cette approche est que les erreurs spécifiques à un site peuvent mieux être identifiées plutôt que d'assumer que toutes les erreurs introduites sont communes au récepteur de la station de base et au récepteur itinérant comme il est fait avec le GPS différentiel local (LDGPS). Puisque les corrections sont basées sur les observations provenant d'un réseau de stations de référence précisément connues, l'incertitude associée à l'utilisation des données d'une seule station de base est réduite. La distribution des stations de référence du CACS et du Service international de GPS (IGS) assure aussi une couverture global pour toutes heures du jour ce qui élimine les problèmes associés à la synchronisation des observations avec la station de base rencontrés parfois avec le LDGPS.

Pour les travaux de levés utilisant les observations de phase du GPS et demandant la plus grande précision, l'introduction des éphémérides précises dans le traitement des données permet de réduire les erreurs dans la détermination des vecteurs de position dues à l'imprécision orbitale à un niveau inférieur à 0,1 partie par million (ppm). Ces erreurs peuvent atteindre un niveau de 3 ppm et plus quand les éphémérides radiodiffusées sont utilisées. De plus, en incorporant des données d'observation provenant de stations ACP lors du traitement des données, un lien direct au cadre de référence spatiale national est établi. L'orientation et l'échelle pour les levés étant fournies par les éphémérides précises sans la nécessité d'occuper aucun point d'appui, l'efficacité des opérations sur le terrain et du traitement des données se voit grandement accrue. Selon le logiciel de traitement des données utilisé, des avantages additionnels peuvent être réalisés par l'utilisation des éphémérides précises tels qu'une capacité accrue d'identification et de réparation des sauts de cycle, une meilleure estimation des erreurs a posteriori ainsi qu'une capacité accrue de résolution des ambiguïtés de phase de l'onde porteuse. Des essais récents ont démontré la posibilité de positionnement avec une précision au niveau du centimètre dans chacune des composantes tridimensionnelles pour des distances atteignant 600 km quand les données du CACS, les éphémérides précises et des procédures adéquates sont utilisées.

La Division des levés géodésiques fournit également des données du CACS au Service international de GPS  (IGS) et contribue à titre de centre d'analyse. Cette collaboration permet d'accéder aux données provenant de sites de référence répartis à la grandeur du globe qui sont utilisées pour le calcul des éphémérides précises. Via l'IGS, les données et produits du CACS sont mis à la disposition des organismes internationaux comme le Service international d'information sur la rotation terrestre (IERS), le NASA Crustal Dynamics Data Information System  (CDDIS), le US National Geodetic Survey  (USNGS), le US Naval Observatory (USNO) et d'autres, intéressés à la dynamique de la Terre. Les observations précises des satellites à partir des stations de référence servent à établir les paramètres d'orientation de la Terre (abrégés EOP) et à calculer les vecteurs géodésiques entre des stations régionales de surveillance. Les variations temporelles des composantes de ces vecteurs géodésiques constituent des données quantitatives pour l'étude de la géodynamique, des risques de séismes naturels et des changements à l'échelle de la planète.