Infos sur le GPS

Comment fonctionnent les systèmes GPS ?

Le système GPS est une constellation de 27 satellites solaires, qui décrivent des orbites quasi circulaires autour de la Terre à une altitude d’environ 20 000 kilomètres. Les orbites sont organisées de telle sorte que l'on puisse voir au moins quatre des 24 satellites opérationnels de n'importe quel point de la planète. 3 des 27 satellites actuellement en orbite jouent le rôle de satellites de secours et sont prêts à être mis en service dans l’éventualité où un problème surviendrait sur l’un des autres satellites.

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Chaque satellite envoie un signal électromagnétique (un faisceau de micro-ondes) qui indique sa présence à quiconque équipé d’un récepteur prêt à recevoir le signal sur la Terre. Un récepteur capte donc des signaux auprès de quatre satellites en même temps. L’ordinateur intégré utilise ces signaux pour déterminer la distance précise vous séparant de chacun des quatre satellites, puis pour calculer votre position exacte sur la Terre à quelques mètres près en fonction de ces distances. 

En fait, seuls les signaux de trois satellites sont nécessaires pour effectuer ce processus de trilatération, c’est-à-dire le calcul de votre position sur la Terre en fonction de la distance entre le récepteur et les trois satellites. Le signal du quatrième satellite est redondant et sert à confirmer les résultats du calcul initial. Si la position calculée à partir des satellites A-B-C ne correspond pas au calcul basé sur les satellites A-B-D, d’autres combinaisons sont testées jusqu’à ce qu’un résultat cohérent soit obtenu. 

Le processus de mesure de la distance entre le satellite et le récepteur GPS s’appuie sur des signaux automatiques. Les satellites peuvent, par exemple, commencer à diffuser un signal à 16h45 précises. Le récepteur GPS entame lui aussi l'exécution de la même séquence aléatoire à 16h45 heure locale, sans diffuser la séquence cependant. Lorsque le récepteur capte le signal des différents satellites, un décalage intervient en raison de la fraction de seconde requise par les micro-ondes pour relier le satellite au récepteur à la vitesse de la lumière. Il est facile de convertir ce décalage pour établir la distance jusqu’à chaque satellite. Les légères différences entre les signaux de chaque satellite permettent ensuite de calculer la position du récepteur.