Le système de positionnement global (GPS) est un système de navigation par satellite du gouvernement américain qui se compose actuellement d'au moins 24 satellites opérationnels. Le GPS fonctionne dans toutes les conditions météorologiques, partout dans le monde, 24 heures sur 24, sans frais d'abonnement ni frais d'installation. Le département américain de la Défense (USDOD) a initialement mis les satellites en orbite pour un usage militaire, mais ils ont été rendus disponibles pour un usage civil dans les années 1980.
Comment fonctionne le GPS
Les satellites GPS font le tour de la Terre deux fois par jour sur une orbite précise. Chaque satellite transmet un signal unique et des paramètres orbitaux qui permettent aux appareils GPS de décoder et de calculer l'emplacement précis du satellite. Les récepteurs GPS utilisent ces informations et la trilatération pour calculer la position exacte d'un utilisateur. Essentiellement, le récepteur GPS mesure la distance à chaque satellite par le temps qu'il faut pour recevoir un signal transmis. Avec les mesures de distance de quelques satellites supplémentaires, le récepteur peut déterminer la position d'un utilisateur et l'afficher électroniquement pour mesurer votre itinéraire de course, cartographier un parcours de golf, trouver le chemin du retour ou voyager n'importe où.
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Aujourd'hui, le GPS est intégré à tous les types d'appareils, tels que les montres intelligentes, les communicateurs par satellite, les automobiles, les bateaux, etc. Pour calculer votre position 2D (latitude et longitude) et suivre le mouvement, un récepteur GPS doit être verrouillé sur le signal d'au moins trois satellites. Avec quatre satellites ou plus en vue, le récepteur peut déterminer votre position 3D (latitude, longitude et altitude). Généralement, un récepteur GPS suivra huit satellites ou plus, mais cela dépend de l'heure de la journée et de l'endroit où vous vous trouvez sur la Terre. Certains appareils peuvent faire tout cela depuis votre poignet.
Une fois votre position déterminée, l'unité GPS peut calculer d'autres informations, telles que :
- La rapidité
- Palier
- Pister
- Distance parcourue
- Distance à destination
- Heures de lever et de coucher du soleil
- Et plus
Brouilleur GPS
Le brouilleur GPS est un appareil qui peut perturber les ondes radio GPS. Lorsque les ondes sont bloquées par le brouilleur, vos appareils, comme le téléphone ou les tablettes, ne pourront plus rien recevoir des satellites. Le brouilleur GPS est généralement utilisé à des fins anti-pistage.
Comme les autres brouilleur d'ondes, le brouilleur GPS est strictement réglementé par les gouvernements. Si vous souhaitez utiliser un brouilleur d'ondes, vous devez vous assurer qu'ils sont légaux dans votre pays. Pour plus d'informations sur les brouilleur d'ondes, vous pouvez visiter ce site Web.
Quelle est la précision du GPS ?
Les récepteurs GPS d'aujourd'hui sont extrêmement précis, grâce à leurs conceptions multicanaux parallèles. Nos récepteurs se verrouillent rapidement sur les satellites lorsqu'ils sont allumés pour la première fois. Ils maintiennent des écluses de suivi dans un couvert arboré dense ou dans des environnements urbains avec de grands bâtiments. Certains facteurs atmosphériques et autres sources d'erreur peuvent affecter la précision des récepteurs GPS. Les récepteurs GPS Garmin sont généralement précis à moins de 10 mètres. La précision est encore meilleure sur l'eau car il n'y a pas d'obstacles pour interférer avec le signal.
La précision d'un récepteur GPS Garmin est améliorée lors de l'utilisation du système d'augmentation de zone étendue (WAAS). Cette capacité peut améliorer la précision à mieux que 3 mètres en apportant des corrections à l'atmosphère et aux positions des satellites. Aucun équipement ou frais supplémentaire n'est requis pour profiter des satellites WAAS.
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Autres systèmes GPS
Il existe d'autres systèmes similaires au GPS dans le monde, qui sont tous classés comme systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS). GNSS est un terme générique désignant tous les systèmes de navigation par satellite. La plupart des récepteurs Garmin suivent le GPS, GLONASS et Galileo, et certaines variantes régionales suivent même BeiDou et QZSS. Ceux-ci sont parfois appelés récepteurs multiconstellations car ils suivent et utilisent plusieurs constellations de satellites. Généralement, vous pouvez vous attendre à une solution plus fiable lorsque vous suivez plus de satellites. Vous pourriez suivre près de 20 ou 30 satellites avec les nouveaux produits Garmin.
Le système de satellites GPS
Les 31 satellites qui composent actuellement le segment spatial GPS sont en orbite autour de la Terre à environ 12 000 milles au-dessus de nous. Ces satellites sont constamment en mouvement, effectuant deux orbites complètes en moins de 24 heures. Ils se déplacent à des vitesses d'environ 7 000 milles à l'heure. De petits boosters de fusée permettent à chaque satellite de voler sur la bonne trajectoire.
Voici quelques autres faits intéressants sur les satellites GPS :
- Le nom officiel de l'USDOD pour le GPS est NAVSTAR.
- Le premier satellite GPS a été lancé en 1978.
- Une constellation complète de 24 satellites a été réalisée en 1994.
- Chaque satellite est construit pour durer environ 10 ans. Des remplaçants sont constamment construits et lancés en orbite.
- Un satellite GPS pèse environ 2 000 livres et mesure environ 17 pieds de diamètre avec les panneaux solaires déployés.
- Les satellites GPS sont alimentés par l'énergie solaire, mais ils ont des batteries de secours à bord en cas d'éclipse solaire.
- La puissance de l'émetteur n'est que de 50 watts ou moins.
- Le GPS déploie actuellement Block III, son satellite de troisième génération.
Quel est le signal ?
Les signaux des satellites GPS sont incroyablement faibles au moment où ils atteignent la surface de la Terre. Les signaux voyagent par ligne de visée, ce qui signifie qu'ils traverseront les nuages, le verre et le plastique, mais ne traverseront pas la plupart des objets solides, tels que les bâtiments et les montagnes. Cependant, les récepteurs modernes sont plus sensibles et peuvent généralement suivre à travers les maisons.
Ces dernières années, le GPS a ajouté une fréquence supplémentaire, nommée L5, aux satellites en cours de lancement. Ce signal avancé a plus de puissance et de meilleures caractéristiques de suivi par rapport au signal L1 d'origine. Les récepteurs GPS Garmin récents utilisent désormais L5 pour améliorer la précision et la fiabilité. Cette solution multibande (c'est-à-dire à la fois L1 et L5) apporte des améliorations sous les arbres ou dans les canyons urbains.
Un signal GPS contient trois types d'informations différents :
Le code pseudo-aléatoire est un identifiant. code qui identifie le satellite qui transmet les informations. Vous pouvez voir de quels satellites vous recevez les signaux sur la page satellite de votre appareil.
Les données d'éphémérides sont nécessaires pour déterminer la position d'un satellite et donnent des informations importantes sur la santé d'un satellite, la date et l'heure actuelles.
Les données de l'almanach indiquent au récepteur GPS approximativement où chaque satellite GPS doit se trouver à tout moment pendant plusieurs mois et montrent les informations orbitales pour ce satellite et tous les autres satellites du système.
Sources d'erreur du signal GPS
Les facteurs qui peuvent affecter le signal GPS et sa précision sont les suivants :
Retards de l'ionosphère et de la troposphère : les signaux satellite ralentissent lorsqu'ils traversent l'atmosphère. Le système GPS utilise un modèle intégré pour corriger partiellement ce type d'erreur.
Trajets multiples du signal
Le signal GPS peut se refléter sur des objets, tels que des immeubles de grande hauteur ou de grandes surfaces rocheuses, avant d'atteindre le récepteur, ce qui augmentera le temps de parcours du signal et provoquera des erreurs. Le signal L5 améliore la capacité du récepteur à trier les réflexions et les lignes de visée.
Erreurs d'horloge du récepteur
L'horloge intégrée d'un récepteur peut présenter de légères erreurs de synchronisation car elle est moins précise que les horloges atomiques des satellites GPS.
Erreurs orbitales
La position signalée du satellite peut ne pas être exacte.
Nombre de satellites visibles
Plus un récepteur GPS peut "voir" de satellites, meilleure est la précision. Lorsqu'un signal est bloqué, vous pouvez obtenir des erreurs de position ou éventuellement aucune lecture de position. Les appareils GPS ne fonctionnent généralement pas sous l'eau ou sous terre, mais les récepteurs à haute sensibilité peuvent suivre certains signaux à l'intérieur des bâtiments ou sous le couvert des arbres.
Géométrie/ombrage satellite
Les signaux satellites sont plus efficaces lorsque les satellites sont situés à de grands angles les uns par rapport aux autres, plutôt qu'en ligne ou en groupe serré. C'est généralement la raison pour laquelle l'altitude n'est pas aussi précise que la position horizontale.
Disponibilité sélective (SA)
L'USDOD appliquait autrefois la SA aux satellites, rendant les signaux moins précis afin d'empêcher les "ennemis" d'utiliser des signaux GPS très précis. Le gouvernement a désactivé SA en mai 2000, ce qui a amélioré la précision des récepteurs GPS civils.
