GPS — fonctionnement
DéfinitionGPS = Global Positioning System (système américain)
24+ satellites en orbite à 20 200 km d'altitude
PRINCIPE :
1. Chaque satellite émet en continu : heure + position
2. Récepteur calcule le TEMPS DE PROPAGATION
(temps = heure réception − heure émission)
3. DISTANCE = vitesse lumière × temps
4. 3 satellites → position 2D (latitude, longitude)
4 satellites → position 3D (altitude incluse)
PRÉCISION :
• Civil : quelques mètres
• Militaire : < 1 mètre
• Avec correction différentielle : < 10 cm
AUTRES SYSTÈMES :
GALILÉO (Europe), GLONASS (Russie), BeiDou (Chine)
Calcul de distance GPS
Formule cléd = c × t
c = vitesse de la lumière = 3 × 10⁸ m/s
t = temps de propagation du signal
EXEMPLE :
Signal reçu 0,07s après émission :
d = 3 × 10⁸ × 0,07 = 21 000 000 m = 21 000 km
EXEMPLE 2 :
Signal reçu 0,08s après émission :
d = 3 × 10⁸ × 0,08 = 24 000 000 m = 24 000 km
ATTENTION : le temps est très court !
1 milliseconde → 300 km
→ Les horloges GPS sont atomiques (précision extrême)
Trilatération et localisation sans GPS
Notion cléTRILATÉRATION (souvent appelée triangulation) :
Chaque satellite définit une SPHÈRE de rayon d
Intersection de 3 sphères = 2 points
4ème satellite élimine le mauvais point
En 2D (analogue) :
Si on est à 3km de A, 4km de B, 5km de C
→ Position = intersection des 3 cercles
LOCALISATION SANS GPS :
WiFi positioning :
• BD des réseaux WiFi géoréférencés
• Précision : quelques mètres en ville
• Consomme peu d'énergie
GSM (antennes téléphoniques) :
• Trilatération entre 3 antennes proches
• Précision : 100m à 1km
Adresse IP : ville/région seulement (précision faible)
Combiner GPS + WiFi + GSM = meilleur compromis
⚡ Le WiFi positioning est utilisé quand le GPS n'est pas disponible (intérieur des bâtiments). Google a cartographié les réseaux WiFi lors du projet Street View.