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Principe de fonctionnement du GPS ?

Le système GPS se compose de plusieurs segments
Un GPS pour quelle utilisation ?

Le principe de fonctionnement des GPS: 

Pour faire son travail, un récepteur GPS doit connaitre deux choses essentielles: la position des satellites et la distance à laquelle ils se trouvent. 

Un GPS doit donc savoir en permanence ou se trouvent les satellites et à quelle distance ils se trouvent du récepteur GPS. Le récepteur du GPS extrait deux sortes d’informations codées émises par les satellites (voir articles sur la définition du GPS et les segments). 

Les récepteurs GPS tirent deux types d’informations codées émises par le satellites en constellation. Il s’agit des informations appelées «données d’almanach» et des informations appelées «données d’éphémérides». 

antennes gps
Station de surveillance au sol (D.R:ESA)

 

A – La position des satellites : 

Concernant la position des satellites, les données sont transmises en permanence puis enregistrées dans la mémoire du récepteur GPS afin qu’il connaisse les orbites des satellites et l’endroit où chaque satellite est censé se trouver. 

Ces données d’almanach sont actualisées périodiquement avec de nouvelles informations et au fur et à mesure que les satellites se déplacent dans l’espace. Cependant, un satellite peut s’écarter ou dévier légèrement de sa trajectoire (rappel : il en orbite à plus de 11.000 km/h et à plus de 19.000 kilomètres au dessus de la surface de la terre).  

Les stations de surveillance au sol vont donc garder la trace des orbites des satellites, de leur altitude, leur position précise, et de leur vitesse. Ces stations envoient à la station principale de contrôle (voir article sur le segments de contrôle) des données. Cette station principale de contrôle va envoyer à son tour des données corrigées aux satellites.  

Ce sont ces données de position exactes (après corrections) qui sont appelées éphémérides. Ces données corrigées sont valides pendant six heures et sont transmises aux récepteurs GPS  dans les information codées reçues. 

Lorsque le récepteur GPS reçoit à la fois les données d’almanach et d’éphémérides, il connait la position exacte des satellites. 

B – La distance et le temps : Afin de pouvoir calculer ou déterminer sa position sur terre, un récepteur GPS doit connaître aussi la distance à laquelle les satellites trouvent. Pour cela, le GPS va calculer la distance à laquelle il se trouve à partir d’une formule mathématique : La distance séparant le récepteur GPS du satellite est égale à la vitesse du signal émis, multiplié par le temps que le signal met à nous parvenir. 

Soit la formule :Distance = Vitesse (connue par le GPS) x Temps de voyage 

Il ne restera au GPS qu’a déterminer la partie temps de la formule ci-dessus. Pour cela, il se servira des signaux codés reçus par les satellites et apportera les corrections nécessaires .Pour faire simple, on dira que pour déterminer la position, le GPS devra suivre et recalculer la position de quatre satellites au minimum. Chaque mesure de distance sera corrigée pour prendre en compte l’erreur de l’horloge interne du récepteur GPS, car un GPS ne conserve pas l’heure aussi précisément que les horloges des satellites.

 

satelitte

DR:ESA
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