Comment fonctionne le Global Positioning System (GPS)?

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Satellite de navigation
 

A moins que vous ne viviez sur une planète éloignée, vous avez certainement entendu parler de GPS. Mieux encore, il y a de forte chances que vous utilisiez un appareil muni d'une balise GPS. Comment ces petits composants permettent-ils de localiser avec précision un objet?

Que ce soit le GPS de votre smartphone, un navigateur GPS, un traceur GPS pour voiture ou même un cadenas haute sécurité, les balises GPS sont partout. Elles permettent non seulement de localiser avec précision un objet sur terre, mais également de définir à quelle vitesse celui-ci se meut ou même son inclinaison.

Pour réaliser ceci, il faut communiquer avec un groupe de satellites qui orbitent à environ 20'000 kilomètres de la terre. Il existe plusieurs réseaux GPS:

  • Navstar, créé par le Département de la défense américain
  • Galileo, qui est le réseau européen,
  • Compass, le réseau chinois et
  • Glonass, le réseau russe

Toutes les balises GPS utilisées dans le public utilisent le réseau Navstar dont l'accès public a été autorisé en 1983 déjà! Navstar est un réseau de 30 satellites opérationnels dont le premier a été lancé en 1978. 

Pour que le réseau GPS fonctionne, il faut avoir en permanence un minimum de 24 satellites opérationnels. Les satellites sont positionnés de telle façon que depuis n'importe quel endroit sur la surface de la terre, il soit possible de communiquer avec au moins 4 satellites. Ces satellites communiquent en permanence avec vos balises GPS qui reçoivent les informations de façon passive. Ces satellites envoient leur position ainsi que l'heure à laquelle le signal a été envoyé. Pour que le système fonctionne, il est fondamental que les satellites envoient leur données en même temps, c'est pourquoi ceux-ci se synchronisent régulièrement entre eux.

Les signaux transmis par les satellites sont très rapides, puisqu'ils voyagent à la vitesse de la lumière. Ils sont ensuite interceptés par une balise GPS qui calcule combien de temps il a fallu pour que le message lui arrive. La balise GPS peut ensuite déterminer sa position sur terre, grâce à un procédé appelé la triangulation.

Imaginez que vous vous trouviez quelque part sur la surface de la terre avec 4 satellites au-dessus de vous. Il vous faut connaître la distance qui vous sépare d'au moins 3 satellites pour déterminer votre position exacte. Si vous connaissez la distance qui vous sépare du 1er satellite, vous pouvez déterminer un périmètre dans lequel vous êtes localisé (le cercle du satellite 1 sur l'image ci-dessous). Si vous faites de même avec les satellites 2 et 3, vous pouvez définir 3 zones de location possibles. Pour connaître votre position exacte, il suffit de déterminer l'endroit auquel ces 3 zones se croisent. Simple, mais tellement ingénieux, n'est-ce pas?

La triangulation GPS

Les systèmes par GPS sont partout et leur utilité indéniable. Vous pouvez non-seulement savoir comment vous rendre à un endroit, mais également localiser votre voiture ou votre smartphone si ceux-ci venaient à être égarés (ceci est particulièrement pratique après la fête des vendanges de Russin) ou même être averti lorsqu'une personne chute ou un cadenas est forcé!

Stéphane
Stéphane
Organisme qui transforme la caféine en page web.