Le récepteur GNSS (téléphone, topographie, système de guidage agriculture / automobile/ aéronautique…) utilise la différence de temps entre l'heure de réception et de diffusion du signal pour déterminer la distance entre le récepteur et le satellite.
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.
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.
Un appareil muni d'un récepteur GPS peut ainsi calculer le temps de transmission. En multipliant ce temps par la vitesse de la lumière (vitesse connue d'environ 30 0000 km/s), il obtient donc la distance qui le sépare du satellite.
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.
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. Initialement introduite comme une nouvelle fonctionnalité haut de gamme, de plus en plus de montres GPS sont aussi compatibles GLONASS et Galiléo.
Le principe de fonctionnement repose sur l'intersection de signaux électromagnétiques émis par les satellites géostationnaires. L'utilisateur capte les signaux satellitaires définissant des segments satellites-usagers dont l'intersection géométrique permet la localisation.
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.
Précision entre 1 et 2 mètres grâce à des horloges atomiques sur chaque satellite, alors que la précision du GPS est de 5 à 10 mètres. Les appareils de Galileo sont plus récents et donc plus précis. À noter que la précision poussée de Galileo n'est disponible que pour certains services payants.
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.
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).
Le signal se déplace à la vitesse de la lumière, et le GPS effectue un calcul tout simple : vitesse du signal multipliée par temps du trajet égale distance.
La géolocalisation Wifi exploite la position connue de certains réseaux wifi pour déterminer la position d'un appareil. Un smartphone équipé d'une puce Wifi pourra alors se baser sur les connexions wifi qu'il détecte à proximité pour estimer son emplacement géographique.
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.
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.
Vous pouvez localiser votre téléphone éteint grâce à la triangulation. Cette technique utilise les antennes relais autour de votre téléphone afin de capter le dernier signal qui a été émis sur celui ci. L'inconvénient de cette technique est qu'elle n'est pas aussi précise qu'une localisation par puce GPS.
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.
La triangulation consiste à obtenir par des visées les angles d'un triangle dont les sommets sont choisis pour leur visibilité (tour, sommet, clocher…). On enchaîne ensuite ce premier triangle à un autre qui a un côté en commun avec lui, en poursuivant la chaîne le long du méridien à mesurer.
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.
Lorsque l'on se limite au géopositionnement sans correction, la précision du positionnement est de 3 à 5 mètres pour les satellites GPS, un peu moins bonne pour la constellation Glonass et de l'ordre du mètre pour Galileo, notamment grâce à des horloges atomiques embarquées sur chaque satellite plus récentes et donc ...
Le système européen Galileo est actif depuis 2016, et on apprend dans un communiqué qu'une grosse mise à jour de la flotte satellite est prévue d'ici 2025, avec de nouveaux appareils envoyés en orbite.
Jean Maréchal : Le déploiement de Galileo touche à sa fin. Un prochain lancement est prévu le 2 décembre 2021, puis encore deux en 2022.
Le réseau GPS
Les satellites envoient l'heure d'émission par ondes (micro onde) qui se déplacent à la vitesse de la lumière. Connaissant cette vitesse et le décalage entre l'heure d'émission et celle de la réception, on détermine la distance entre le récepteur et le satellite.
Galileo pour Android - Télécharge l'APK à partir d'Uptodown.