GPS & DGPS - principe de fonctionnement
Conçu par les militaires américains,
le système GPS (Global Positionning System) repose
sur l'application pratique de règles trigonométriques
qui permettent de calculer les coordonnées (latitude et longitude)
d'un point quelconque du globe à partir des positions connues
de trois points de référence.
Sextant moderne, le GPS s'appuie pour cela sur
les informations émises par un réseau de 24 satellites
(dont 21 actifs et 3 de secours) orbitant en douze heures à
24 000 kilomètres d'altitude. Leur positionnement a
été étudié pour qu'à tout moment
6 satellites au moins soient visibles de n'importe quel point du
globe. Ces satellites émettent en permanence deux simples
informations : un code d'identification du satellite et un signal
horaire précis au millionième de seconde. Ces signaux
radioélectriques, qui se propagent à une vitesse parfaitement
connue (celle de la lumière), sont reçus et interprétés
par les récepteurs GPS, qui ont en mémoire les caractéristiques
orbitales de chacun des satellites du système.
Une précision diabolique
Equipé d'une unité de calcul (un micro-processeur
identique à celui des micro-ordinateurs), ce récepteur
utilise ces signaux pour calculer la distance qui le sépare
du satellite, par soustraction entre l'heure d'émission du
signal et l'heure de sa réception.
La précision du millionième de seconde est nécessaire
puisque les 24 000 kilomètres qui séparent
le satellite de la surface de la terre sont parcourus par les signaux
radio en un peu plus de 0,06 s. Pour avoir une précision
de localisation de 10 mètres (norme du GPS "militaire"),
il faut donc effectuer les calculs sur les temps avec au moins 6
décimales !
Une seule information de ce type est insuffisante
pour connaître la position du récepteur puisqu'une
infinité de points sont à égale distance d'un
même satellite à un instant donné. La position
d'un deuxième satellite permet de ne plus retenir que 2 points
possibles (deux cercles ne se coupent qu'en 2 points) et un troisième
satellite permet de lever définitivement le doute puisqu'il
n'existe qu'un seul point qui soit à l'intersection des trois
cercles. Le récepteur peut également utiliser les
signaux d'un quatrième satellite pour connaître son
altitude.
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