Comment les appareils GPS utilisent la trilatération

La trilatération est une technique mathématique utilisée par un Système de positionnement global (GPS) pour déterminer la position, la vitesse et l'altitude de l'utilisateur. En recevant et en analysant constamment les signaux radio de plusieurs satellites GPS et en appliquant la géométrie de cercles, sphères et triangles, un appareil GPS peut calculer la distance ou la portée précise de chaque satellite suivi.

Comment fonctionne la trilatération

La trilatération est une version sophistiquée de la triangulation, bien qu'elle n'utilise pas la mesure des angles dans ses calculs. Les données d'un seul satellite fournissent une localisation générale d'un point dans une grande zone circulaire à la surface de la Terre. L'ajout de données à partir d'un deuxième satellite permet au GPS de restreindre l'emplacement spécifique de ce point à une région où les deux zones de données satellitaires se chevauchent. L'ajout de données d'un troisième satellite fournit une position précise du point sur la surface de la Terre.

Tous les appareils GPS nécessitent trois satellites pour un calcul précis de la position. Les données d'un quatrième satellite, voire de plus de quatre satellites, améliorent encore la précision du point emplacement, et permet également à des facteurs tels que l'altitude ou, dans le cas d'un aéronef, l'altitude d'être également calculé. Les récepteurs GPS suivent régulièrement quatre à sept satellites simultanément et utilisent la trilatération pour analyser les informations.

Satellites GPS

Les Département américain de la Défense maintient les 24 satellites qui relaient les données dans le monde entier. Votre appareil GPS peut rester en contact avec au moins quatre satellites où que vous soyez sur terre, même dans les zones boisées ou les grandes métropoles avec des immeubles de grande hauteur. Chaque satellite orbite autour de la Terre deux fois par jour, envoyant régulièrement des signaux vers la Terre depuis une altitude d'environ 12 500 milles. Les satellites fonctionnent à l'énergie solaire et ont des batteries de secours.

Quand un GPS tombe en panne

Lorsqu'un navigateur GPS reçoit des données satellites insuffisantes parce qu'il n'est pas en mesure de suivre suffisamment de satellites, la trilatération échoue. Des obstacles tels que de grands bâtiments ou des montagnes peuvent également bloquer les signaux satellites faibles et empêcher le calcul précis de l'emplacement. L'appareil GPS alertera l'utilisateur d'une manière ou d'une autre qu'il est incapable de fournir des informations de position correctes.

Les satellites peuvent également échouer temporairement. Les signaux peuvent se déplacer trop lentement en raison de facteurs dans le troposphère et ionosphère, par exemple. Les signaux peuvent également cingler certaines formations et structures sur Terre, provoquant une erreur de trilatération.

Technologies et systèmes GPS du gouvernement

Le GPS a été introduit en 1978 avec le lancement du premier satellite de positionnement global. Il a été contrôlé et utilisé uniquement par le gouvernement américain jusqu'aux années 1980. La flotte complète de 24 satellites actifs contrôlés par les États-Unis n'est entrée en service qu'en 1994.

Un appareil GPS n'envoie pas de données aux satellites. Les appareils GPS, tels que les smartphones équipés de cette technologie, peuvent également utiliser des systèmes téléphoniques, tels que des tours et des réseaux de téléphonie cellulaire, et des connexions Internet pour améliorer encore la précision de la localisation. Lors de l'utilisation de ces deux derniers systèmes, un appareil GPS peut envoyer des données à ces systèmes.

Étant donné que le système de satellites GPS appartient au gouvernement américain et qu'il peut refuser ou limiter l'accès au réseau de manière sélective, d'autres pays ont développé leurs propres réseaux de satellites GPS. Ceux-ci inclus:

• Le système chinois de navigation par satellite BeiDou
• Système mondial de navigation par satellite de la Russie (GLONASS)
• Le système de positionnement Galileo de l'Union européenne
• Système indien de navigation par satellite de l'Inde (IRNSS), également connu sous le nom de NAVIC