Le récepteur GPS peut alors calculer sa distance au satellite en utilisant la formule : D= (T_{arrivee}-T_{depart} )\times c où c est la vitesse de la lumière et vaut environ 300 000 km/s. Une erreur d'une nanoseconde ( 10-9 s) sur la mesure du temps de parcours entraîne une erreur de 30 cm.
C'est un système américain, l'Europe a développé un système équivalent appelé Galileo. Le principe est assez simple, votre appareil GPS calcule la distance qu'il y a entre lui et un premier satellite. Avec cette seule information, la position possible de l'appareil est une sphère centrée autour du satellite.
Votre puce GPS, qu'elle soit contenue dans un smartphone ou un boîtier GPS, se contente de capter ces signaux. Quand votre appareil a reçu les signaux d'un minimum de 4 satellites, il est alors en mesure de calculer sa propre latitude, longitude et altitude, et donc de vous dire où vous êtes.
Le récepteur GNSS multiplie le temps de parcours par la vitesse de la lumière afin de calculer la distance récepteur/satellite. Ainsi, un mobile GNSS qui capte les signaux d'au moins quatre satellites peut situer précisément en trois dimensions n'importe quel point placé en visibilité des satellites.
Le principe de fonctionnement
Le système de localisation par satellite fonctionne selon le principe de triangulation : la position de l'objet observé est calculée grâce aux signaux échangés entre le récepteur dont il est équipé et un ensemble d'au moins 3 satellites faisant partie d'une constellation.
Un satellite positionné sur l'orbite de géostationnaire tourne autour de la Terre à la même vitesse que la Terre tourne sur elle-même ou presque.
Ainsi on peut déduire sa position exacte en éliminant le point donnant un résultat incohérent. Trois satellites suffiraient donc pour connaître notre position sur le globe. Cependant, pour la synchronisation de l'horloge du boîtier GPS, il faut la précision d'une horloge atomique.
Un système de positionnement par satellites également désigné sous le sigle GNSS (pour Géolocalisation et Navigation par un Système de Satellites) est un ensemble de composants reposant sur une constellation de satellites artificiels permettant de fournir à un utilisateur par l'intermédiaire d'un récepteur portable de ...
Pour une orbite circulaire à 300 km au-dessus de la surface de la Terre, il faut par exemple une vitesse de 7,8 km/s (28 000 km/h). A cette vitesse, le satellite effectue un tour complet autour de la Terre en 90 minutes. Les satellites doivent se déplacer à cette vitesse pour compenser l'attraction de la Terre.
Triangulation : localisation grâce à 3 satellites. Un satellite émet un signal en continu, quand un récepteur GPS reçoit ce signal, un calcul de la distance est effectué permettant de situé le récepteur sur une sphère au tour du satellite.
La géolocalisation par GPS (Global Positionning System) utilise un système de guidage par satellite. Les satellites forment un maillage dans le ciel et servent de repères aux navigateurs GPS pour déterminer une position grâce à des coordonnées géographiques (latitude et longitude).
Chaque satellite est au centre d'un cercle et leur intersection correspond à la position du récepteur GPS. Lorsque la position du récepteur GPS se déplace, le rayon de chaque cercle (distance) change également. Mais dans notre monde en trois dimensions, les satellites GPS transmettent des signaux sous forme de sphère.
Si vous utilisez un système de positionnement par satellite, plus connu sous le nom de GPS, pour trouver votre chemin sur des routes inconnues, vous pouvez remercier Gladys West.
D'après les spécifications du système GPS, le transfert de temps atteint une précision inférieure à 40 ns dans 95 % des cas avec une valeur typique de 12 ns. Le récepteur est donc synchronisé sur le temps des horloges atomiques des satellites.
Galileo est capable d'avoir une précision métrique, là où le GPS, plus ancien (il a été mis en place entre 1973 et 1995, mais ses satellites sont en fait remplacés au fil des ans), donne une localisation à dix mètres près (le GPS est plus fin dans le cas d'un usage militaire).
Dans les faits, le GPS américain public offre une localisation précise à 4 à 5 mètres et cela peut fortement varier en fonction que l'on capte un bon signal ou non. À l'heure actuelle et même s'il n'est pas encore totalement terminé, c'est Galileo qui offre la plus grande précision.
Il faudra vérifier que votre téléphone embarque une puce GNSS, seul récepteur capable de traiter des données venant de plusieurs constellations de satellites (GPS, Galileo etc..). On peut également utiliser une application comme GPS Test pour vérifier la compatibilité de son smartphone.
GPS signifie en anglais « Global Positioning System ».
Ce que l'on traduit en français par « Système de positionnement par satellite ».
Le développement du système et les services de Galileo
Les partenaires du programme Galileo sont la Commission européenne, qui le gère et le finance, et l'Agence spatiale européenne, qui le conçoit et le développe. Le coût pour l'Europe du programme Galileo est de l'ordre de 10 milliards d'euros d'ici 2020.
Le Global Positioning System (GPS) (en français : « Système mondial de positionnement » [littéralement] ou « Géo-positionnement par satellite »), originellement connu sous le nom de Navstar GPS, est un système de positionnement par satellites appartenant au gouvernement fédéral des États-Unis.
Les données transmises à 50 bit/s incluent des informations sur la totalité de la constellation GPS : éphémérides permettant de calculer la position des satellites, correction d'horloge, données pour la correction ionosphérique, ainsi que les messages spéciaux du système.
Les messages
Il y a deux types de messages : Les codes PRN qui permettent d'identifier le satellite et de calculer la distance entre ce dernier et le récepteur. Les messages de navigation qui permette de savoir précisément la position du satellite.
On devrait en fait parler de GNSS (Global Navigation Satellite System). Le GPS, c'est le premier GNSS de l'histoire. Et GLONASS et Galileo sont 2 autres GNSS, l'un russe et l'autre européen. Il y a aussi Beidou le Chinois et QZSS le Japonnais.