Un récepteur GNSS a besoin d'un minimum de 4 satellites pour être en mesure de calculer sa propre position. Trois satellites vont déterminer la latitude, longitude, et la hauteur. Tandis que le quatrième permet de synchroniser l'horloge interne du récepteur.
Pourquoi a-t-on besoin de trois satellites au minimum pour localiser un appareil ? À quoi sert le quatrième satellite habituellement utilisé ? Trois satellites donnent trois sphères dont l'intersection correspond à un seul point à la surface de la terre. Le quatrième satellite permet de régler l'horloge du récepteur.
Le quatrième satellite permet de déterminer le décalage entre l'heure du récepteur gps et l'heure exacte fournie par les satellites, pour affiner la position. Plus le nombre de satellites captés sera important, meilleure sera la précision.
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.
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).
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.
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.
Les satellites GPS émettent plusieurs signaux codés, à destination civile ou militaire. Le signal civil pour l'utilisation libre correspond au code C/A, émis sur la porteuse de 1 575 MHz .
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.
GPS signifie en anglais « Global Positioning System ».
Ce que l'on traduit en français par « Système de positionnement par satellite ».
Parce que nous avons un troisième satellite, il révèle votre véritable emplacement à l'intersection des trois cercles. En utilisant trois distances, la trilatération peut localiser un emplacement précis. Chaque satellite est au centre d'un cercle et leur intersection correspond à la position du récepteur GPS.
La trilatération est une méthode de calcul qui s'apparente à la triangulation pour le calcul de positions. Au lieu de s'appuyer sur des mesures d'angles, comme l'ont longtemps fait les navigateurs en vue des côtes, la trilatération repose sur des mesures de distances.
Une précision jusqu'à un mètre
Avec ses 24 satellites actuellement opérationnels, Galileo se veut beaucoup plus précis. 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.
Beidou (chinois simplifié : 北斗, pinyin : běidǒu ; également nommé COMPASS ; en anglais, BeiDou Navigation Satellite System ou BDS) est un système de navigation et de positionnement par satellites chinois, comportant une trentaine de satellites et couvrant l'ensemble de la Terre.
Le Système de positionnement mondial (GPS, Global Positioning System) est un utilitaire qui appartient aux Etats-Unis et qui assure des services de positionnement, de navigation et de référence temporelle, dits « services PNT » (positioning, navigation, and timing).
Jean Maréchal : Le déploiement de Galileo touche à sa fin. Un prochain lancement est prévu le 2 décembre 2021, puis encore deux en 2022. Chaque lancement comprend 2 satellites. Avec ces trois lancements, la constellation passera à 24 satellites nominaux et 4 satellites redondants en orbite.
Les satellites de positionnement sont une sorte de « boussole spatiale » qui permet de se repérer avec précision. Le GPS est le 1er système de positionnement par satellite. Il permet à ses utilisateurs de connaître leur position, dans le temps et dans l'espace n'importe où, à la surface de la terre, en mer, dans l'air.
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.
Ces fonctionnalités transitent via les appareils GPS (Global Positioning System). Cette histoire technologique commence en 1957… Le GPS est l'émanation d'un système de navigation par satellite. Or, Spoutnik, le premier satellite, a été lancé en 1957 par les Russes.
4 inconnues doivent donc être déterminées : pour un positionnement instantané, la mesure de 4 pseudo-distances au minimum est donc nécessaire. Les récepteurs utilisés actuellement permettent de réaliser la mesure de code avec une précision de l'ordre du centième de cycle (longueur d'un bit).