البـــــوابـــة
Le principe du GPS :
Le fonctionnement du GPS : (voir l'animation en bas de page)
Tout d'abord, il faut savoir que le GPS fonctionne grâce à des satellites ; ils sont au nombre de 24, sur 6 niveaux différents (donc 4 par niveau), gravitant environ à 20 000 km au dessus de la surface de la terre. Ils sont constitués d'une horloge atomique très précise (à 10-14 seconde près), et d'un émetteur qui produit des ondes dont la fréquences diffère (nous verrons l'utilité plus tard). Ces 24 satellites émettent en permanence des ondes qui contiennent une informations essentielle : le temps (le moment exact ou le satellite émet l'onde). Quiconque possède un récepteur adéquat, est capable de déterminer sa position sur terre. Lorsqu'un récepteur reçoit l'onde d'un satellite, on peut connaître la distance qui sépare le récepteur du satellite, en multipliant la durée de propagation (moment d'émission de l'onde par le satellite - moment de réception de l'onde par le récepteur) par la vitesse de la lumière (vitesse théorique à laquelle voyagent les ondes). Si l'on est capable de capter le signal de trois satellites exactement au même moment, on détermine alors la distance de cet émetteur par rapport à trois satellites, et nous pouvons donc en déduire que la position du récepteur est localisé au point d'intersection des trois ondes. Mais, un quatrième satellite rentre en compte, puisque les ondes reçus doivent avoir été émises exactement au même moment, mais il y a toujours une petite erreur, que ce satellite est capable de corriger. Si le récepteur n'est pas en mouvement, les erreurs de temps sont négligeables, mais dès lors que le récepteur est en mouvement, s'il ne reçoit pas des ondes émises au même moment, sa position sera fausse.
La précision du GPS :
La précision de la position du récepteur, ne dépend pas du satellite, mais bien évidemment du récepteur. Le problème qui est mis en cause est le calcul de la distance récepteur/satellite. En effet, les récepteurs classiques calculent la distance en considérant que les ondes ont voyagé à la vitesse de la lumière ; mais ce n'est pas si simple, les ondes bien que voyageant normalement à la vitesse de la lumière, peuvent rencontrer des zones plus difficiles à traverser (dont l'ionosphère et la troposphère) et elles s'en trouvent par conséquent ralenties. Pour remédier à ce problème (uniquement pour des applications professionnelles, car le premier type de récepteur répond aux besoins des particuliers), on ne calcule plus la distance en divisant la durée de propagation par la vitesse de la lumière, mais en calculant le nombres de longueur d'ondes. En effet, si l'on connaît la fréquence de l'onde d'un satellite, on peut en déduire la longueur d'onde qui elle est constante. Ainsi, les récepteurs les plus modernes sont capables de calculer le nombre de longueurs d'onde de l'onde totale qui sépare le récepteur du satellite. On obtient ainsi un résultat beaucoup plus précis de la distance (en multipliant le nombre de longueur d'onde par la longueur d'onde), donc, une position beaucoup plus précise à seulement quelques centimètres près. Ces récepteurs font tous ces calculs en temps réels (c'est à dire que la position est obtenue instantanément). Mais il existe également une technique dite " GPS différentiel " meilleure marché que les récepteurs standards modernes et qui permet d'obtenir des positions très acceptables de l'ordre du mètre. Cette technique utilise une station sur terre qui est capable de calculer l'erreur (c'est à dire la durée de propagation) de chaque satellite, et de transmettre ces erreurs sous forme d'onde, que le récepteur reçoit et combine avec les autres informations des satellites afin d'obtenir une position assez précise.
Le fonctionnement du GPS : (voir l'animation en bas de page)
Tout d'abord, il faut savoir que le GPS fonctionne grâce à des satellites ; ils sont au nombre de 24, sur 6 niveaux différents (donc 4 par niveau), gravitant environ à 20 000 km au dessus de la surface de la terre. Ils sont constitués d'une horloge atomique très précise (à 10-14 seconde près), et d'un émetteur qui produit des ondes dont la fréquences diffère (nous verrons l'utilité plus tard). Ces 24 satellites émettent en permanence des ondes qui contiennent une informations essentielle : le temps (le moment exact ou le satellite émet l'onde). Quiconque possède un récepteur adéquat, est capable de déterminer sa position sur terre. Lorsqu'un récepteur reçoit l'onde d'un satellite, on peut connaître la distance qui sépare le récepteur du satellite, en multipliant la durée de propagation (moment d'émission de l'onde par le satellite - moment de réception de l'onde par le récepteur) par la vitesse de la lumière (vitesse théorique à laquelle voyagent les ondes). Si l'on est capable de capter le signal de trois satellites exactement au même moment, on détermine alors la distance de cet émetteur par rapport à trois satellites, et nous pouvons donc en déduire que la position du récepteur est localisé au point d'intersection des trois ondes. Mais, un quatrième satellite rentre en compte, puisque les ondes reçus doivent avoir été émises exactement au même moment, mais il y a toujours une petite erreur, que ce satellite est capable de corriger. Si le récepteur n'est pas en mouvement, les erreurs de temps sont négligeables, mais dès lors que le récepteur est en mouvement, s'il ne reçoit pas des ondes émises au même moment, sa position sera fausse.
La précision du GPS :
La précision de la position du récepteur, ne dépend pas du satellite, mais bien évidemment du récepteur. Le problème qui est mis en cause est le calcul de la distance récepteur/satellite. En effet, les récepteurs classiques calculent la distance en considérant que les ondes ont voyagé à la vitesse de la lumière ; mais ce n'est pas si simple, les ondes bien que voyageant normalement à la vitesse de la lumière, peuvent rencontrer des zones plus difficiles à traverser (dont l'ionosphère et la troposphère) et elles s'en trouvent par conséquent ralenties. Pour remédier à ce problème (uniquement pour des applications professionnelles, car le premier type de récepteur répond aux besoins des particuliers), on ne calcule plus la distance en divisant la durée de propagation par la vitesse de la lumière, mais en calculant le nombres de longueur d'ondes. En effet, si l'on connaît la fréquence de l'onde d'un satellite, on peut en déduire la longueur d'onde qui elle est constante. Ainsi, les récepteurs les plus modernes sont capables de calculer le nombre de longueurs d'onde de l'onde totale qui sépare le récepteur du satellite. On obtient ainsi un résultat beaucoup plus précis de la distance (en multipliant le nombre de longueur d'onde par la longueur d'onde), donc, une position beaucoup plus précise à seulement quelques centimètres près. Ces récepteurs font tous ces calculs en temps réels (c'est à dire que la position est obtenue instantanément). Mais il existe également une technique dite " GPS différentiel " meilleure marché que les récepteurs standards modernes et qui permet d'obtenir des positions très acceptables de l'ordre du mètre. Cette technique utilise une station sur terre qui est capable de calculer l'erreur (c'est à dire la durée de propagation) de chaque satellite, et de transmettre ces erreurs sous forme d'onde, que le récepteur reçoit et combine avec les autres informations des satellites afin d'obtenir une position assez précise.
