La physique

GPS - Qu'est-ce que c'est, comment ça marche


Quel conducteur n'a jamais été perdu et a été "sauvé" par un GPS? Depuis sa création, on peut dire que le GPS est un outil indispensable pour les conducteurs, car en plus d'identifier sa position et de guider les itinéraires à suivre, il permet de contrôler le trafic, d'améliorer la sécurité et la fluidité du trafic en général.

L'acronyme GPS signifie Système de positionnement global, ce qui en portugais signifie Global Positioning System. Il s'agit d'une technologie qui utilise des satellites et des appareils pour fournir des informations de localisation sur le globe. En plus d'être largement utilisé dans les voitures, le GPS a évolué et propose aujourd'hui d'autres fonctions qui ne concernent pas seulement la localisation.


GPS (Système de positionnement global)

Le fonctionnement de la technologie

Il existe actuellement deux systèmes permettant la navigation par satellite: le GPS américain et le GLONASS russe. Deux autres systèmes sont en cours de mise en œuvre: Galileo de l'Union européenne et Compass de Chine.

Le GPS américain consiste en un système de positionnement géographique qui compte un total de 24 satellites et 4 satellites de rechange, dans six avions près de l'orbite de la planète Terre, à une altitude de 19 000 km.

Il nous donne les coordonnées d'un certain endroit sur Terre tant que nous avons un récepteur de signal GPS. Donc, ce récepteur, que nous transportons ici sur Terre, sait exactement où se trouvent ces satellites.

Ces satellites sont répartis de manière à ce qu'un récepteur, positionné n'importe où sur la surface de la Terre, soit toujours à portée d'au moins trois d'entre eux (quatre ou plus pour une plus grande précision). Par conséquent, la localisation est basée sur des calculs qui se produisent à travers un processus appelé triangulation, illustré ci-dessous.


La triangulation par satellite est la base du système GPS.

Dans le processus de triangulation, trois satellites envoient le signal au récepteur, qui calcule le temps qu'il a fallu à chaque signal pour l'atteindre. En plus de son emplacement terrestre, le récepteur GPS peut également connaître la hauteur du récepteur à partir du niveau de la mer, mais un quatrième satellite est nécessaire.

Les satellites et les récepteurs GPS ont une horloge intégrée qui marque précisément l'heure en nanosecondes. Lorsque le satellite envoie le signal au récepteur, l'heure à laquelle il a quitté le satellite est également envoyée.

En capturant les signaux satellites, le récepteur calcule la distance entre eux par l'intervalle de temps entre l'instant local et l'instant où les signaux ont été envoyés. Compte tenu de la vitesse de propagation du signal, le récepteur peut être à l'intersection de ces données, permettant d'identifier exactement où se trouve l'appareil sur Terre.

Pour que la position du récepteur soit toujours mise à jour, l'envoi de ces signaux se fait constamment à une vitesse de 300 mille kilomètres par seconde (vitesse de la lumière) dans le vide.

À partir de là, comme le récepteur GPS sait déjà où vous êtes, il compare votre position avec une carte (développée par la société qui a fabriqué l'appareil), qui vous montrera exactement où vous devez aller pour arriver à votre destination.

Comment est-ce arrivé

Le département américain de la Défense a créé et entretenu le système GPS depuis 1978, bien qu'il ne l'ait déclaré pleinement opérationnel qu'en 1995. Au début, le gouvernement américain a décidé que le système civil recevrait un signal moins précis avec une marge de erreur de localisation à environ 100 mètres, alors que les militaires auraient un signal dix fois plus précis.

Le GPS est apparu pour la première fois sur un champ de bataille pendant la guerre du Golfe (1990-1991), aidant à guider les soldats dans le désert. Cependant, l'armée américaine avait peu de récepteurs GPS de type militaire et, pour équiper ses troupes, elle a dû acheter des milliers d'appareils civils.

Ainsi, le ministère de la Défense a envoyé le signal le plus précis à tous les récepteurs civils pour ne pas blesser leurs soldats. Les restrictions, qui sont revenues après la guerre, n'ont pris fin qu'en 2000, lorsque le gouvernement a finalement donné le signal précis à tout le monde.

Bien au-delà du trafic

Le GPS est utile aujourd'hui dans pratiquement toutes les situations et professions où un suivi de localisation précis est requis, tels que:
- véhicules de vol et de navigation
- exploitation des ressources naturelles
- expéditions en bois ou en grottes
- agriculture
- géologie
- archéologie
entre autres.

Fonctions interdites

Actuellement, la même réglementation de la circulation qui autorise l'utilisation du GPS, interdit l'installation au conducteur d'un équipement capable de générer des images à des fins de divertissement. C'est le cas des centres multimédias disponibles dans la plupart des voitures neuves.

Ainsi, la loi stipule que si le système est installé à l'avant du véhicule lorsque le véhicule est en mouvement, il doit disposer d'un mécanisme automatique qui le rend inopérant ou le fait basculer vers la fonction indépendante d'informations de guidage du conducteur. les souhaits du conducteur ou des passagers. Ne pas le faire entraîne une grave infraction à la circulation. L'installation pour visualiser les occupants des sièges arrière est autorisée.

Il en va de même pour la télévision numérique, qui ne devrait fonctionner que dans les mêmes conditions que celles mentionnées ci-dessus.