GPS, pour Global Positioning System (système de positionnement universel) : ces trois lettres s’insinuent partout depuis quelques années. Tournez à gauche, tournez à droite…, le GPS est surtout connu pour son rôle de copilote électronique qu’il assure dans les systèmes de navigation routière. Après avoir envahi la planche de bord de nos voitures, il colonise maintenant le fond de nos poches puisqu’il s’immisce jusque dans certains téléphones portables.Décliné à toutes les sauces et pour tous les usages ?” mesures topographiques, génie civil, etc. ?” le GPS existe depuis trente ans et ne cesse d’évoluer. Mais tous les GPS ne sont pas de même qualité. Voici pourquoi.
A l’écoute des satellites
Pour fonctionner, le système fait appel à des satellites, rien que ça ! Ils sont actuellement au nombre de 29 (24 à l’origine) en orbite géostationnaire à 20 200 km d’altitude.Ils forment ainsi un véritable maillage autour de la Terre, un maillage spécialement étudié pour que, quel que soit l’endroit où il se trouve sur la planète, un récepteur GPS puisse capter les signaux d’au moins trois satellites. En effet, pour qu’un boîtier GPS connaisse sa position exacte, il faut qu’il traite suffisamment d’informations en provenance des satellites.Le principe utilisé est proche de la triangulation et de la télémétrie : il faut que le récepteur GPS puisse communiquer avec un satellite pour l’identifier (n’oublions pas que le satellite ne bouge pas) et savoir à quelle distance il se trouve. Pour cela, le satellite envoie un signal qui comporte l’heure de son émission, sa position et des informations sur son état (pour dire que tout va bien) : ce sont les données ‘ Almanac ‘.Le signal se déplace à la vitesse de la lumière, et le GPS effectue un calcul tout simple : vitesse du signal multipliée par temps du trajet égale distance. Attention, pour parvenir à effectuer une mesure juste, le GPS doit savoir de manière très précise quand le signal a été envoyé par le satellite : ce dernier intègre donc une horloge atomique au césium et au rubidium, ultra-fiable ! Le GPS sait alors à quelle distance il se trouve du satellite, mais… cette seule information ne suffit pas : en effet, à ce stade, le récepteur peut se situer sur n’importe quel point d’un cercle dont le centre est le satellite. C’est pourquoi un deuxième satellite doit intervenir. Le récepteur en déduit la distance qui l’en sépare… donc un deuxième cercle. Par conséquent, le récepteur se situe forcément sur l’un des deux points qui se trouvent à l’intersection des cercles des deux satellites. Mais lequel de ces points est le bon ? Le récepteur fait appel à un troisième satellite pour lever l’incertitude. Il manque encore une donnée : l’altitude. Pour la connaître, on fait appel à un quatrième satellite. Voilà pour le principe.Mais tous les GPS n’utilisent pas quatre satellites, certains en utilisent jusqu’à douze, ce qui permet d’affiner la précision.
D’incessants calculs
C’est ce qu’on appelle la sensibilité du GPS. Plus celui-ci dispose de canaux pour recevoir des signaux de satellites, plus il sera rapide à trouver une information de positionnement en croisant les données, et plus la mesure de positionnement sera précise. Sirf, le principal fondeur de puces GPS, représente ce qui se fait de mieux sur le marché avec les modèles Sirf III. En effet, lorsque vous vous déplacez en voiture, le GPS doit sans cesse refaire ses calculs. S’il ne peut capter que quatre satellites au maximum et qu’il n’arrête pas de perdre le signal d’un ou deux satellites, la précision du positionnement ne sera pas bonne. C’est ce qu’on appelle faire le ‘ fix ‘. Une bonne sensibilité permet au GPS de ne pas perdre les signaux satellites lorsque les conditions de réception se dégradent comme lors d’un passage dans une rue étroite bordée de hauts immeubles. On dit alors que le récepteur GPS ‘ maintient le fix ‘. Donc, en captant une plus grande quantité de signaux satellitesIl subsiste toujours certaines imprécisions. C’est pourquoi les logiciels de navigation routière intégrés aux GPS utilisent une fonction appelée ‘ snap to road ‘. En clair, quand le signal n’est pas optimum, le logiciel estime le positionnement sur la route qui lui semble la plus logique… Mais dans le cas de routes parallèles très proches, des erreurs peuvent toujours survenir.Le guidage GPS a aussi un autre allié pour compléter ses talents : le TMC ou Traffic Message Channel. Cette technologie permet de diffuser des informations complémentaires concernant la densité et les incidents du trafic routier. Les données sont transmises via la bande FM.Ces incidents sont encodés suivant une échelle de gravité par des opérateurs, et le message est ensuite diffusé vers les GPS. Ces informations sont alors interprétées par le logiciel de navigation. Il permet donc de profiter du guidage par satellite tout en évitant les bouchons et les accidents !
Les nouveaux systèmes
Plus technique : le D-GPS ou GPS différentiel. Il assure une meilleure précision du positionnement GPS classique en combinant les données d’un récepteur GPS spécifique (D-GPS) et celles d’une balise émettrice au sol dont la position est connue avec précision. D’une vingtaine de mètres en temps normal, la précision peut alors approcher quelques centimètres. Cette technique se révèle utile dans les applications de génie civil ou de topographie, par exemple.Enfin, de nombreux Etats ont décidé de s’affranchir au plus vite de la domination américaine en développant leur propre système de satellites ?” le GPS vient d’outre-Atlantique. On citera Glonass (système russe tombé en désuétude), Beidou (système chinois assez méconnu) et, bien sûr, Galiléo, le projet civil européen lancé en 2004 et prévu pour être opérationnel à partir de 2010.
🔴 Pour ne manquer aucune actualité de 01net, suivez-nous sur Google Actualités et WhatsApp.
