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ANNEXE C - SYSTEME DE POSITIONNEMENT GLOBAL (GPS)
Le GPS est un système de navigation globale utilisant les satellites créés et gérés par le
Département de la défense (DOD) des États-Unis. À l'origine, le GPS était uniquement destiné
à l'amélioration de la défense militaire. Ensuite, ses capacités ont été accrues pour offrir des
informations temporelles et de positionnement très précises destinées à de nombreuses
applications civiles.
Une étude approfondie du GPS est requise pour entièrement le comprendre, mais non pour
savoir comment il fonctionne et apprécier ce qu'il peut faire pour vous. Pour rester simple, on
peut dire que vingt quatre satellites suivant six trajets orbitaux effectuent le tour de la Terre
deux fois par jour à un angle d'inclinaison d'environ 55 o par rapport à l'équateur. Cette constellation
de satellites transmet en permanence des informations positionnelles et temporelles codées
à des fréquences élevées dans la plage des 1500 Mégahertz. Les récepteurs GPS, dotés
d'antennes placées à des endroits leur permettant de voir clairement les satellites, captent
ces signaux et utilisent les informations codées pour calculer une position dans un système
de coordonnées terrestres.
Le GPS est le système de navigation s'imposant actuellement et pour de nombreuses années
encore. Bien que le GPS soit clairement le système de navigation tous temps le plus précis
du monde jamais développé, il peut toujours être sujet à d'importantes erreurs. Les récepteurs
GPS déterminent une position en calculant le temps nécessaire aux signaux radio transmis
par chaque satellite pour atteindre la Terre. Il s'agit de cette vieille équation « Distance =
Vitesse x Temps ». Les ondes radio voyagent à la vitesse de la lumière (vitesse). Le temps
est déterminé et, du fait que la position du satellite est transmise dans chaque message de
navigation codé, au moyen d'un peu de trigonométrie le récepteur peut déterminer sa position
sur la Terre.
La précision de la position dépend de la capacité du récepteur à calculer précisément le temps
nécessaire au signal de chaque satellite pour atteindre la Terre. C'est là que réside le problème.
Sept sources d'erreur principales peuvent affecter les calculs du récepteur. Ces sources
d'erreur sont :
1.
Retards dus à l'ionosphère et à la troposphère dans les signaux radio.
2.
Trajet multiple des signaux.
3.
Horloge du récepteur faussée.
4.
Erreurs de position (éphémérides) de satellites orbitaux.
5.
Erreurs de satellite GPS.
6.
Erreurs de suivi (la position dévie quand les satellites sont perdus puis retrouvés).
7.
Rendement et coût de récepteur GPS.
La combinaison de ces erreurs et une géométrie médiocre de satellite peuvent limiter la
précision d'un récepteur GPS haute performance jusqu'à environ 5 mètres RMS et un récepteur
GPS à bon marché à 10-15 mètres RMS. La plupart de ces erreurs peuvent être réduites ou
éliminées grâce à une technique dite « différentielle ».
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