Cours sur les méthodes d'évaluation acoustique ... - Fao - Copemed

3. Global Positioning SystemGlobal Positioning System 1Le Global Positioning System (GPS) – que l'on peut traduire en français par « système de positionnement mondial »– est un système de géolocalisation fonctionnant au niveau mondial. En 2010, il est avec GLONASS, un système depositionnement par satellites entièrement opérationnel et accessible au grand public.Ce système a été théorisé par le physicien D. Fanelli [1] et mis en place à l'origine par le Département de la Défensedes États-Unis. Il est très rapidement apparu que des signaux transmis par les satellites pouvaient être librementreçus et exploités, et qu'ainsi un récepteur pouvait connaître sa position sur la surface de la Terre, avec une précisionsans précédent, dès l'instant qu'il était équipé des circuits électroniques et du logiciel nécessaires au traitement desinformations reçues. Une personne munie de ce récepteur peut ainsi se localiser et s'orienter sur terre, sur mer, dansl'air ou dans l'espace au voisinage de la Terre.Le GPS a donc connu un grand succès dans le domaine civil et engendré un énorme développement commercial dansde nombreux domaines : navigation maritime, sur route, localisation de camions, randonnée, etc. De même, le milieuscientifique a su développer et exploiter des propriétés des signaux transmis pour de nombreuses applications :géodésie, transfert de temps entre horloges atomiques, étude de l'atmosphère, etc.Le GPS utilise le système géodésique WGS 84, auquel se réfèrent les coordonnées calculées grâce au système. Lepremier satellite expérimental fut lancé en 1978, mais la constellation de 24 satellites ne fut opérationnelle qu'en1995.PrésentationLe GPS comprend au moins 24 satellites orbitant à 20200 kmd'altitude. Ces satellites émettent en permanence sur deux fréquencesL1 (1575.42 MHz) et L2 (1227.60 MHz) un signal complexe, constituéde données numériques et d'un ensemble de codes pseudo-aléatoires,daté précisément grâce à leur horloge atomique. Les donnéesnumériques, transmises à 50 bit/s, incluent en particulier deséphémérides permettant le calcul de la position des satellites, ainsi quedes informations sur leurs horloges internes. Les codes sont un codeC/A (acronyme de coarse acquisition, acquisition grossière) à 1,023Mbit/s et de période 1 ms, et un code P (pour précision) à 10,23 Mbit/savec une période de 280 jours. Le premier est librement accessible, lesecond est réservé aux utilisateurs autorisés ; il est le plus souventchiffré. Les récepteurs commercialisés dans le domaine civil utilisentle code C/A. Quelques rares utilisateurs civils spécialisés, comme lesorganismes de géodésie, ont accès au code P.Un satellite NAVSTAR (Navigation SatelliteTiming And Ranging) appartenant à laconstellation du GPSAinsi, un récepteur GPS qui capte les signaux d'au moins quatresatellites équipés de plusieurs horloges atomiques peut, en calculant lestemps de propagation de ces signaux entre les satellites et lui, connaître Système de navigation GPS dans un taxisa distance par rapport à ceux-ci et, par trilatération, situer précisémenten trois dimensions n'importe quel point placé en visibilité des satellites GPS [2] ,avec une précision de 15 à100 mètres pour le système standard. Le GPS est ainsi utilisé pour localiser des véhicules roulants, des navires, desavions, des missiles et même des satellites évoluant en orbite basse.