Comment le GPS utilise les distances des satellites pour déterminer la position
Une chose est d'acheter un GPS, apprendre son usage et se sentir à la pointe. Une autre est de comprendre la technologie derrière : au moins 24 satellites filant dans l'espace et leur distance à la Terre. La distance entre récepteur GPS et satellites est cruciale pour déterminer votre position par trilatération.
Contexte
Il y a au moins 31 satellites en orbite, mais 24 sont les satellites GPS actifs officiels. Ils orbitent deux fois par jour à ~11 000 km/h, envoyant des signaux radio à la vitesse de la lumière (300 000 km/s) vers les récepteurs GPS sur Terre. Pourtant, seulement trois satellites suffisent pour une lecture précise — et leur distance connue au récepteur est cruciale.
Trilatération
La clé pour localiser un GPS est de connaître la distance de trois satellites par rapport à ce récepteur. La combinaison de ces trois mesures pour déterminer la position s'appelle trilatération. Concrètement : le récepteur calcule le temps mis par le signal satellite (vitesse lumière) pour l'atteindre, comparant l'heure d'émission et de réception. Ce temps donne la distance au satellite. Ajoutez les distances de deux autres satellites et le GPS détermine sa position et sa vitesse.
Corrections
Avec un quatrième satellite, la mesure est encore plus précise, donnant latitude, longitude et altitude. Malgré le nombre de satellites, des erreurs surviennent : signaux heurtant bâtiments, ralentis par l'atmosphère, ou obstacles (forêt dense). Pour corriger, le GPS s'appuie sur systèmes supplémentaires comme WAAS (Wide Area Augmentation System) corrigeant les signaux sur cette grande distance espace-Terre.
Avenir
Le gouvernement fédéral américain, supervisant le GPS, continue d'améliorer la précision globale. Cela inclut le remplacement des vieux satellites par de nouveaux et l'introduction de signaux additionnels augmentant la précision. Exemple : le nouveau signal L2C, signal civil pour usage commercial, corrige les signaux GPS après traversée de l'ionosphère (partie ionisée de l'atmosphère). Cela améliore les mesures de distance et l'efficacité GPS. Le gouvernement estime que les 24 satellites actifs transmettront le signal civil L2C d'ici 2018.