Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse concernent le développement et la mise en oeuvre d'un algorithme de filtrage particulaire pour le recalage de la navigation inertielle par mesures altimétriques. Le filtre développé, le MRPF (Mixture Regularized Particle Filter), s'appuie à la fois sur la modélisation de la densité a posteriori sous forme de mélange fini, sur le filtre particulaire régularisé ainsi que sur l'algorithme mean-shift clustering. Nous proposons également une extension du MRPF au filtre particulaire Rao-Blackwellisé appelée MRBPF (Mixture Rao-Blackwellized Particle Filter). L'objectif est de proposer un filtre adapté à la gestion des multimodalités dues aux ambiguïtés de terrain. L'utilisation des modèles de mélange fini permet d'introduire un algorithme d'échantillonnage d'importance afin de générer les particules dans les zones d'intérêt. Un second axe de recherche concerne la mise au point d'outils de contrôle d'intégrité de la solution particulaire. En nous appuyant sur la théorie de la détection de changement, nous proposons un algorithme de détection séquentielle de la divergence du filtre. Les performances du MRPF, MRBPF, et du test d'intégrité sont évaluées sur plusieurs scénarios de recalage altimétrique / This thesis deals with the development of a mixture particle filtering algorithm for inertial navigation update via radar-altimeter measurements. This particle filter, the so-called MRPF (Mixture Regularized Particle Filter), combines mixture modelling of the posterior density, the regularized particle filter and the mean-shift clustering algorithm. A version adapted to the Rao-Blackwellized particle filter, the MRBPF (Mixture Rao-Blackwellized Particle Filter), is also presented. The main goal is to design a filter well suited to multimodal densities caused by terrain amibiguity. The use of mixture models enables us to introduce an alternative importance sampling procedure aimed at proposing samples in the high likelihood regions of the state space. A second research axis is concerned with the development of particle filtering integrity monitoring tools. A novel particle filter divergence sequential detector, based on change detection theory, is presented. The performances of the MRPF, MRBPF and the divergence detector are reported on several terrain navigation scenarios

Ces travaux portent sur l'étude et le développement d'un système de caractérisation de radioaltimètres. La propagation Air-Sol-Air, contexte particulier du canal de propagation aéronautique adaptée aux radioaltimètres, est étudiée et modélisée. Une approche hybride basée sur le lancer de rayon et les fonctions de distribution de la réflectance bidirectionnelle est proposée pour le développement d'un simulateur de canal de propagation dédié aux radioaltimètres. Les modèles issus de cet outil sont validés par confrontation à des essais en vol et une méthode de conditionnement des résultats est proposée pour les rendre utilisables dans un accumulateur de canaux de propagation temps réel. L'architecture matérielle et logicielle de celui-ci est détaillée dans ce manuscrit et son fonctionnement est validé par la mesure. / This thesis presents the study and the development of a radar-altimeter characterization tool. The Air-Ground-Air propagation channel is a specific context of the aeronautical channel applied to the radar-altimeters. A new hybrid method designed to the development of a channel simulator is described. This one is based upon ray tracing and bidirectionnal reflectance distribution functions and permits to obtain channel models validated by comparison with on flight measurements. A pre-conditioning method is also explained to make the channel models ready to be used in a real time channel emulator. The hardware and software architecture of this channel emulator is detailed in this book and its behavior is validated with laboratory measurements.