Le système de navigation basé sur des satellites comme le Global Positioning System (GPS) est composé d’un réseau de 24 satellites situés en orbite via le DoD (Department of Defense) américain. Ce système est principalement conçu pour des applications militaires ; cependant, le gouvernement a rendu le système accessible en 1980 pour un usage civil. Ce système fonctionne dans n’importe quel type d’environnement à travers le monde pendant 365 jours à tout moment. Le GPS comprend 24 satellites qui tournent autour de la sphère une fois toutes les 12 heures pour offrir des informations mondiales sur l’heure, la position et la vitesse. La fonction principale du GPS est d’identifier les emplacements sur le globe avec précision en déterminant la distance des satellites. Ce système vous permet de créer des emplacements exacts sur le globe et de vous aider à naviguer à partir de ces emplacements. Fondamentalement, ce système a été principalement conçu pour des applications militaires, mais en 1980, il a été rendu accessible à un usage civil. Cet article présente un aperçu du système GPS, de son fonctionnement et de ses utilisations.

Qu’est-ce que le système GPS ?
Définition : Le terme GPS complet est « Global Positioning System » qui est un système de navigation par satellite qui fournit à l’utilisateur des informations sur l’emplacement et l’heure dans toutes les conditions climatiques. Le GPS est également utilisé pour la navigation dans les avions, les navires, les voitures et les camions. Le système offre des capacités essentielles aux utilisateurs militaires et civils du monde entier. Le GPS fournit un positionnement, une navigation et une synchronisation en temps réel et en 3 dimensions dans le monde entier.

Comment fonctionne le système GPS ?
Le GPS se compose de trois segments :

Le segment spatial : les satellites GPS
Le système de contrôle, exploité par l’armée américaine,
Le segment des utilisateurs, qui comprend à la fois les utilisateurs militaires et civils et leur équipement GPS.

Segment spatial
Le segment spatial est le nombre de satellites dans la constellation. Il comprend 29 satellites faisant le tour de la terre toutes les 12 heures à 12 000 milles d’altitude. La fonction du segment spatial est utilisée pour router/des signaux de navigation et pour stocker et retransmettre le message de route/navigation envoyé par le segment de contrôle. Ces transmissions sont contrôlées par des horloges atomiques très stables sur les satellites. Le segment spatial GPS est formé d’une constellation de satellites avec suffisamment de satellites pour garantir que les utilisateurs auront, à tout moment, au moins 4 satellites simultanés en vue depuis n’importe quel point de la surface de la Terre.

Segment de contrôle
Le segment de contrôle comprend une station de contrôle principale et cinq stations de surveillance équipées d’horloges atomiques réparties dans le monde entier. Les cinq stations de surveillance surveillent les signaux des satellites GPS, puis envoient ces informations qualifiées à la station de contrôle principale où les anomalies sont révisées et renvoyées aux satellites GPS via des antennes au sol. Le segment de contrôle est également appelé station de surveillance.

Segment d’utilisateurs
Le segment utilisateur comprend le récepteur GPS, qui reçoit les signaux des satellites GPS et détermine à quelle distance il se trouve de chaque satellite. Ce segment est principalement utilisé pour l’armée américaine, les systèmes de guidage de missiles et les applications civiles du GPS dans presque tous les domaines. La plupart des civils l’utilisent de l’enquête au transport vers les ressources naturelles et de là à l’agriculture et à la cartographie.

Quelle est la précision du GPS ?
À l’heure actuelle, les récepteurs GPS sont très précis et leur précision dépend principalement de nombreuses variables qui incluent l’ionosphère, les satellites disponibles, l’environnement urbain, etc. Certains facteurs entravent la précision du GPS, comme les suivants.

Obstacles physiques
Les mesures de l’heure d’arrivée peuvent être faussées à travers de grandes masses telles que des bâtiments, des montagnes, des arbres, etc.

Effets atmosphériques
Appareils GPS principalement affectés par les tempêtes solaires, les fortes couvertures orageuses, les retards ionosphériques, etc.

éphémérides
Dans un satellite, le modèle orbital pourrait être inexact sinon dépassé, même si cela devient de plus en plus rare.

Erreurs de calcul numériques
Cela peut être une caractéristique une fois que le matériel de l’appareil n’est pas prévu dans les conditions.

Interférence artificielle
Les interférences artificielles sont principalement constituées d’usurpations ou de dispositifs de brouillage GPS. Dans les endroits ouverts, la précision de l’appareil est élevée sans grands bâtiments contigus qui peuvent obstruer les signaux. Donc, cet effet est appelé un canyon urbain. Une fois qu’un appareil est enfermé dans de grands bâtiments, le signal satellite peut d’abord être bloqué, puis rebondi sur un grand bâtiment, partout où il est enfin lu à travers l’appareil pour entraîner des défauts de distance du satellite.

Heureusement, les problèmes rencontrés par la technologie GPS ont été reconnus et sont presque résolus. Ici, la précision fournie par les récepteurs de haute qualité est meilleure qu’une précision de niveau de 2,2 mètres dans 95% des cas et supérieure par rapport à une précision de 3 mètres dans 99% des cas.

Comment le GPS détermine une position
Le fonctionnement/le fonctionnement du système de positionnement global est basé sur le principe mathématique de la « trilatération ». La position est déterminée à partir des mesures de distance aux satellites. D’après la figure, les quatre satellites sont utilisés pour déterminer la position du récepteur sur la terre. L’emplacement cible est confirmé par le 4ème satellite. Et trois satellites sont utilisés pour tracer le lieu de localisation.

Un quatrième satellite est utilisé pour confirmer l’emplacement cible de chacun de ces véhicules spatiaux. Le système de positionnement global se compose d’un satellite, d’une station de contrôle, d’une station de surveillance et d’un récepteur. Le récepteur GPS prend les informations du satellite et utilise la méthode de triangulation pour déterminer la position exacte d’un utilisateur.