Comment fonctionnent les satellites GPS ?

Le GPS, ou système de positionnement mondial, repose sur un réseau de satellites en orbite autour de la Terre pour fournir des données de navigation via la triangulation. Initialement lancé comme aide à la navigation pour les unités militaires, le système de satellites GPS est maintenant accessible aux civils du monde entier. En communiquant avec des récepteurs terrestres, ces satellites permettent aux utilisateurs GPS de localiser leur position à quelques mètres près.

Réseau de satellites

Le « segment spatial » du GPS consiste en un réseau de satellites en orbite terrestre, avec des trajectoires définies pour fournir une couverture de surface maximale. Le système nécessite 24 satellites pour fournir un service précis partout dans le monde, mais depuis 2011, il y a sept satellites supplémentaires fournissant une couverture de secours en cas de panne. Un système complet de suivi et de contrôle surveille chacun de ces satellites, surveillant leurs orbites pour détecter d'éventuelles déviations qui pourraient fausser les calculs GPS.

Comment fonctionne le GPS

Chaque satellite diffuse un signal répétitif contenant l'identité et la position du satellite ainsi que l'heure de la diffusion. Chacun de ces signaux voyage à une vitesse constante, et les récepteurs collectent ces signaux et comparent l'heure indiquée avec leurs horloges internes. Les récepteurs peuvent alors calculer leur distance par rapport à chaque satellite en fonction du temps mis par le signal pour arriver. Dans la plupart des circonstances, un récepteur peut détecter environ neuf satellites depuis n'importe quel point sur Terre, quatre signaux étant nécessaires pour fournir une position précise.

Types de signaux

Les satellites GPS diffusent sur plusieurs fréquences simultanément. Les utilisateurs militaires et civils partagent les deux fréquences principales, bien que les récepteurs militaires puissent utiliser un flux de données à bande passante plus élevée pour recevoir des données de position plus précises que l'équipement civil. Les deux fréquences permettent également aux récepteurs de comparer le délai du signal pour corriger les particularités de l'ionosphère terrestre qui pourraient introduire des erreurs dans les calculs GPS. Les satellites GPS transmettent également sur une troisième bande désignée pour une utilisation dans le cadre du système américain de détection des explosions nucléaires, conçu pour suivre la localisation des explosions nucléaires en soutien aux traités d'interdiction des essais.

Maintenance

L'US Air Force maintient le système de satellites GPS. Le premier satellite a été lancé en 1978, et un calendrier régulier de lancements a maintenu le système bien approvisionné en satellites depuis lors. En surveillant attentivement la santé des satellites et en mettant hors service ceux qui développent des problèmes irréparables, l'Air Force s'assure que le réseau reste suffisamment sain pour servir d'aide à la navigation civile et militaire. Les satellites plus récents contiennent encore plus de raffinements technologiques, conçus pour améliorer la précision et la fiabilité tout en minimisant les interférences avec d'autres systèmes de communication.