Le GPS est un système de positionnement par satellite qui permet de connaître la longitude et la latitude d'un objet à tout moment
Les appareils avec un récepteur GPS à l'intérieur sont nombreux : navigateurs, smartphones, tablettes, smartwatches et montres, pour n'en citer que quelques-uns. Nous les utilisons principalement pour suivre notre position et obtenir des directions. Nous parlons beaucoup du GPS, mais probablement très peu de personnes savent vraiment comment il fonctionne. Qu'est-ce que le GPS ?
Commençons par les bases. GPS signifie Global Positioning System, c'est donc un système de positionnement mondial. Le GPS permet de localiser la longitude et la latitude d'objets et de personnes. Cela se fait grâce aux satellites qui sont stationnés sur l'orbite terrestre et permettent de connaître à tout moment la localisation exacte d'un lieu. Les satellites contiennent une horloge atomique qui calcule au millième de seconde le temps qui passe entre la demande faite par le récepteur GPS et les réponses obtenues par les satellites eux-mêmes.
Il existe plusieurs systèmes de positionnement global dans le monde. Le plus célèbre est NAVSTAR, qui signifie Navigation System with Timing And Ranging Global Positioning System (système de navigation avec système de positionnement global à temps et à distance) et qui est ce que nous appelons tous le GPS. Créé par le ministère américain de la Défense pour les militaires, il est devenu populaire pour un usage civil. Le système NAVSTAR utilise un total de 31 satellites. GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System) est le système de positionnement utilisé par les Russes. Il se compose d'un total de 31 satellites, dont seulement 24 sont opérationnels. L'Europe dispose également de son propre système de positionnement (GALILEO), actif depuis 2016 et composé de 30 satellites. BEIDOU est le système chinois et IRNSS est le système indien.
Comment fonctionne le système GPS
Le système GPS est principalement basé sur les horloges atomiques des satellites solaires. Pour comprendre le fonctionnement du GPS, le mieux est de donner un exemple. Il y a 31 satellites stationnés autour de l'orbite de la terre, et à tout moment, ils envoient leur position aux tours de contrôle. Lorsqu'un récepteur GPS est activé, il reçoit des informations sur la position des différents satellites. En triangulant les données reçues, il peut déterminer sa propre position. La géolocalisation est toujours très précise, au maximum il peut y avoir une erreur de quelques mètres, causée principalement par des interférences.
Les éléments du GPS
Trois instruments différents doivent fonctionner en parfaite harmonie pour assurer le parfait fonctionnement du GPS : le segment spatial, le segment de contrôle et le segment utilisateur.
Le segment spatial est constitué des satellites qui sont stationnés autour de l'orbite terrestre à un angle de 55 degrés par rapport à l'équateur. Chaque satellite passe au-dessus du même point toutes les 24 heures.
Le segment de contrôle est constitué de cinq centres qui traitent toutes les informations envoyées par les satellites. Les stations du segment de contrôle sont toutes situées près de l'équateur : à Colorado Springs aux États-Unis, à Hawaï, à l'île de l'Ascension, à Diego Garcia et à Kwajalein. Le centre de contrôle le plus important est celui de Colorado Springs, qui corrige toutes les informations erronées envoyées par les satellites.
Le segment utilisateur n'est rien d'autre que les récepteurs GPS sur Terre. Par exemple, les smartphones, les systèmes de navigation par satellite et les montres.