Qu'est-ce que le GPS et comment ça marche ?

Tous les systèmes de navigation embarqués, applications de conduite, et applications de navigation mobiles comme Google Maps, tous reposent sur le GPS pour nous amener d'un point A à un point B. Mais qu'est-ce que le GPS et comment fonctionne-t-il?

Qu'est-ce que le système de positionnement global?

Le Global Positioning System (GPS) est un système de navigation appartenant au gouvernement des États-Unis et composé de trois segments principaux:

• Les Segment spatial est un système de navigation d'au moins 31 satellites, dont 24 (ou plus) sont généralement en vol et opérationnels. Ces satellites volent dans l'orbite terrestre à une altitude de 12 550 milles. Chaque satellite fait généralement le tour de la Terre deux fois par jour.
• Les Segment de contrôle est un réseau international de stations de contrôle qui suivent, surveillent et maintiennent les satellites en orbite. Ces stations de contrôle peuvent également envoyer des données ou des commandes aux satellites. Le segment de contrôle est composé de 16 stations de contrôle, de deux stations de contrôle principales (une principale et une alternative) et 11 antennes de commandement et de contrôle (quatre antennes au sol et sept suivi à distance du réseau de contrôle par satellite de l'Air Force gares).
• Les Segment d'utilisateurs est destiné aux civils et à nos appareils GPS, également appelés récepteurs GPS, car ils reçoivent des signaux des satellites en orbite pour localiser nos emplacements.

Qui a inventé le GPS?

Les quatre personnes généralement créditées de l'invention du GPS sont Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton et Gladys West. Selon Lemelson-MIT, c'est Getting qui le premier envisagea le GPS tel que nous le connaissons aujourd'hui comme un concept impliquant l'utilisation d'un « système de satellites pour produire des données de positionnement précises pour des objets en mouvement rapide tels que des missiles et avions."

La contribution de Parkinson au GPS est survenue en 1972, lorsqu'il a assumé le rôle principal dans la direction du programme GPS du Département de la défense des États-Unis. Dans ce rôle, Parkinson a pu s'appuyer sur les idées originales de Getting. En 1978, le projet de développement du GPS de Parkinson, connu sous le nom de système GPS NAVSTAR, était terminé et précis à moins de trois mètres.

Roger L. Easton a également contribué au développement du GPS et a été appelé le « père du GPS ». La contribution d'Easton résultait de la résolution d'un problème lié au suivi des satellites. Dans un effort pour synchroniser la synchronisation des stations de suivi, Easton a développé un système de navigation basé sur le temps en placer des horloges dans des satellites, leur permettant de détecter plus précisément l'emplacement exact des utilisateurs sur le sol. Easton a appelé ce système « Timation » et le département américain de la Défense a fini par intégrer ses fonctionnalités dans le développement du système de positionnement global.

Enfin, la mathématicienne Gladys West est également créditée pour sa contribution au développement du GPS. La contribution de West était son travail dans le développement d'un modèle de la Terre qui tenait compte des variations de la forme de la Terre causées par la gravité et d'autres forces. Le modèle terrestre de West est largement considéré comme un élément fondamental du projet GPS.

Comment fonctionne le GPS et comment est-il géré?

Le système de positionnement global repose sur la relation entre les satellites GPS et les récepteurs sur les appareils compatibles GPS. Selon la société de technologie GPS Garmin, une entreprise de technologie GPS, le système de positionnement global fonctionne lorsque les satellites GPS transmettent « un paramètres de signal et orbitaux qui permettent aux appareils GPS de décoder et de calculer l'emplacement précis de la Satellite."

À partir de cette transmission, les appareils GPS sont capables de calculer l'emplacement des utilisateurs en mesurant le temps qu'il faut pour recevoir le signal. Ce calcul est ensuite combiné avec les mesures de distance de plusieurs autres satellites. Afin de calculer correctement la latitude et la longitude d'une personne, un appareil GPS doit recevoir un signal d'au moins trois satellites. Le calcul de l'altitude nécessite le signal d'au moins quatre satellites. La plupart des appareils récepteurs GPS recevront et suivront les signaux d'au moins huit satellites, mais ce nombre peut varier en fonction de votre emplacement et de l'heure qu'il est.

Selon GPS.gov, le système de positionnement global est entretenu et exploité par l'US Air Force. L'U.S. Air Force "développe, entretient et exploite" les 24 satellites et stations de contrôle situés dans le monde entier qui composent le système.

Au-delà des systèmes GPS de voiture: utilisations quotidiennes du GPS

Le GPS ne sert pas uniquement à trouver le chemin du retour. Les autres utilisations du GPS incluent:

• GPS portables, Comme montres GPS, peut être utilisé pour garder une trace des enfants, des animaux domestiques et des personnes âgées.
• Contrôlé par GPS drones sont utilisés pour filmer des vues à vol d'oiseau dans les films. Le GPS est également utilisé dans l'industrie cinématographique pour le repérage de lieux.
• Géocaching peut être utilisé pour mettre en place des chasses au trésor en cachant des éléments à certains endroits, puis en téléchargeant des cartes en ligne pour que d'autres personnes les recherchent avec des appareils GPS.
• Votre compagnie d'électricité locale peut utiliser le GPS pour suivre les pannes de courant.