Le système de positionnement global (GPS) est un système de navigation par satellite composé d'un réseau de 24 satellites placés en orbite par le ministère de la Défense des États-Unis. Le GPS était à l'origine destiné à des applications militaires, mais dans les années 1980, le gouvernement a rendu le système disponible pour un usage civil. Le GPS fonctionne dans toutes les conditions météorologiques, partout dans le monde, 24 heures sur 24. Il n'y a pas de frais d'abonnement ni de frais d'installation pour utiliser le GPS.
Comment fonctionne le GPS ?
Les satellites du système de positionnement global transmettent des signaux à des équipements au sol. Les récepteurs GPS reçoivent passivement les signaux des satellites ; ils ne transmettent pas. Les récepteurs GPS nécessitent une vue dégagée du ciel, ils ne sont donc utilisés qu'à l'extérieur et ils ne fonctionnent souvent pas bien dans les zones boisées ou près de grands bâtiments. Les opérations GPS dépendent d'une référence temporelle très précise, fournie par des horloges atomiques à l'Observatoire naval des États-Unis. Chaque satellite GPS est équipé d'horloges atomiques à bord.
Chaque satellite GPS transmet des données qui indiquent sa position et l'heure actuelle. Tous les satellites GPS synchronisent leurs opérations afin que ces signaux répétés soient transmis au même instant. Les signaux, se déplaçant à la vitesse de la lumière, arrivent à un récepteur GPS à des moments légèrement différents car certains satellites sont plus éloignés que d'autres. La distance aux satellites GPS peut être déterminée en estimant le temps qu'il faut pour que leurs signaux atteignent le récepteur. Lorsque le récepteur estime la distance à au moins quatre satellites GPS, il peut calculer sa position en trois dimensions.
Il y a toujours au moins 24 satellites GPS opérationnels. Les satellites, opérés par l'Armée de l'air des États-Unis, orbitent avec une période de 12 heures. Des stations au sol sont utilisées pour suivre précisément l'orbite de chaque satellite.
Déterminer la position ?
Un récepteur GPS “ sait ” la position des satellites, car cette information est incluse dans les transmissions des satellites. En estimant la distance à un satellite, le récepteur “ sait ” également qu'il se trouve quelque part à la surface d'une sphère imaginaire centrée sur le satellite. Il détermine ensuite les tailles de plusieurs sphères, une pour chaque satellite. Le récepteur est situé là où ces sphères se croisent.
Quelle est la précision du GPS ?
Le GPS répond à cinq questions simultanément :
“ Où suis-je ? ”
“ Où vais-je ? ”
“ Où es-tu ? ”
“ Quel est le meilleur moyen d'y arriver ? ”
” Quand y arriverai-je ? ”
Le GPS est le seul système aujourd'hui qui peut montrer votre position exacte sur Terre à tout moment, par tous les temps, peu importe où vous êtes !
La précision d'une position déterminée avec le GPS dépend du type de récepteur. La plupart des unités GPS portables ont une précision d'environ 10 à 20 mètres. D'autres types de récepteurs utilisent une méthode appelée GPS différentiel (DGPS) pour obtenir une précision beaucoup plus élevée. Le DGPS nécessite un récepteur supplémentaire fixé à un emplacement connu à proximité. Les observations faites par le récepteur stationnaire sont utilisées pour corriger les positions enregistrées par les unités mobiles, produisant une précision supérieure à 1 mètre.
Lorsque le système a été créé, des erreurs de synchronisation ont été insérées dans les transmissions GPS pour limiter la précision des récepteurs GPS non militaires à environ 100 mètres. Cette partie des opérations GPS, appelée Disponibilité sélective, a été éliminée en mai 2000.
Développement du GPS :
Le GPS a été conçu par l'armée américaine. Le concept a commencé à la fin des années 60, mais le premier satellite n'a été lancé qu'en février 1978. En 1989, la société Magellan a introduit le premier récepteur GPS portable. En 1992, le GPS a été utilisé lors de l'opération Tempête du désert. En mars 1996, le Président a décidé de rendre le GPS gratuit pour les utilisateurs civils.
Description du système GPS :
Le GPS a trois segments :
Le segment spatial se compose maintenant de 28 satellites, chacun dans sa propre orbite à environ 11 000 milles nautiques au-dessus de la Terre.
Le segment utilisateur se compose de récepteurs, que vous pouvez tenir dans votre main ou monter dans votre voiture.
Le segment de contrôle se compose de stations au sol (cinq d'entre elles, situées à travers le monde) qui s'assurent que les satellites fonctionnent correctement.
segments du système gps
GPS pour usage civil
Au début, l'armée ne voulait pas laisser les civils utiliser le GPS, craignant que des contrebandiers, des terroristes ou des forces hostiles ne l'utilisent. Finalement, cédant à la pression des entreprises qui ont construit l'équipement, le Département de la Défense a rendu le GPS disponible à des fins non militaires, avec certaines restrictions. Le 1er mai 2000, le président Clinton a levé les restrictions et a annoncé que l'option de dégrader les signaux GPS civils pendant les urgences serait supprimée d'ici 2010. Le gouvernement fédéral s'engage à fournir la technologie GPS pour des usages pacifiques à l'échelle mondiale, gratuitement.