Fonctionnement d'un système GPS

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Auteur du sujet

Bonjour,

Tout d'abord, pardonnez-moi pour l'amateurisme dans le titre : j'entends par là "système d'acquisition de coordonnées géographiques". M'ayant vu conseillé d'utiliser un tel système pour me positionner sur Terre, je souhaitais me documenter là-dessus.

J'ai cru comprendre qu'il y avait trois parties : le satellite, le récepteur et le logiciel. Le satellite et le récepteur communiquent entre eux pour déterminer la position du deuxième, lequel envoie les données au logiciel via un certain protocole.

Mais une fois qu'on a un récepteur, peut-on se connecter à un satellite comme bon nous semble ?

Qu'est-ce qui fait la précision des coordonnées ?

Ai-je tout faux ?

Merci !

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Bonsoir, Pour commencer le récepteur n'utilise pas un seul satellite mais plutôt 4, il détermine sa position par triangulation (consulte ce site pour en savoir plus).

On peu se connecter gratuitement aux satellite, ce système est offert par les USA. Il existe une version payante du GPS pour obtenir plus de précision.

Pour obtenir sa position géographique, j’imagine qu'il faut passer par un logiciel qui va demander au récepteur de se connecter aux satellites, puis déterminer la position.

j’espère d'avoir aider et ne pas m’être tromper dans mes raisonnent et savoir ;)

Bonne soirée

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En fait, on ne se connecte pas au satellite : les satellites GPS envoient en continu leur identification, et l'heure d'envoi du message. En sachant où est le satellite et quand est ce qu'on reçoit son message, on peut en déduire notre propre position.

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C'est domamge je ne suis pas chez moi car j'aurais pu te scanner tout un dossier de Electronique Magasine qui explique de manière précise comment marche la localisation GPS et aussi pour le reseau telephonique, avec toute la communication etc …

Je pourrais te filer ça dans quelques jours , mais je pense qu'en attendant l'article de wikipedia est complet non ?

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Auteur du sujet

Merci à vous !

Si j'ai bien compris, la précision vient avec l'augmentation du nombre de satellites et la présence de balises au sol (GPS différentiel), non ?

Pourquoi communiquer avec des satellites et pas uniquement avec des balises au sol dont la position serait connue de manière exacte ? A cause des reliefs ?

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Merci à vous !

Si j'ai bien compris, la précision vient avec l'augmentation du nombre de satellites et la présence de balises au sol (GPS différentiel), non ?

Pourquoi communiquer avec des satellites et pas uniquement avec des balises au sol dont la position serait connue de manière exacte ? A cause des reliefs ?

Vayel

On ne communique pas avec les satellites, les "messages" GPS inondent notre environnement comme la TV par satellite ou la radio. Un "GPS" (récepteur) va simplement écouter les bonnes fréquences et décoder les messages pour récupérer les informations et en déduire des coordonnées.

Pour l'utilisation d'un point fixe c'est le principe du Differential GPS (DGPS). Cela permet d'avoir une précision de 5-10 cm si c'est ce que tu recherche. En revanche ca coûte plus cher.

Il y a aussi le GPS RTK mais les prix sont hors de portée pour toi (récepteurs de l'ordre de $1000) mais c'est ce qui se fait de mieux en précision.

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Parce que le principe est de mesurer le temps qu'a mis le message à aller de l'émetteur au récepteur. Sur des satellites géo-stationnaires, ça marche bien. Sur terre, les temps à mesurer sont plus courts, et deviennent de l'ordre des perturbations générées par l'atmosphère (réflexion du signal sur les immeubles, les nuages, … En plus, la vitesse de propagation des ondes va varier, dépendant notamment de l'humidité de l'air (l'eau a un indice de 1.33)). Je pense qu'il serait difficile d'avoir un système très précis comme ça. En plus, pour couvrir le monde entier, ça couterait très cher (sans parler du contexte historique (la guerre froide)), beaucoup plus cher à déployer, et beaucoup plus cher à entretenir.

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Auteur du sujet

D'accord, merci. =)

Du coup, pourquoi mettre des antennes au sol pour gagner en précision ? Ne devrait-on pas plutôt multiplier le nombre de satellites ? Peut-être n'est pas faisable - techniquement, financièrement, géopolitiquement… - ? Ou alors on ne gagne en précision que lorsque l'antenne au sol est proche de nous, afin d'éviter lesdites perturbations.

Au fait, pourquoi est-ce cher ? Je suis un bleu dans ce domaine, mais il s'agit uniquement de capter une fréquence d'onde, non ? Si on oublie les calculs relativistes.

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Pour le DGPS, le point fixe au sol sert de point de référence. Il reçoit le même message que toi sauf qu'on connaît sa position et on est donc capable de déterminer l'erreur dû à la transmission entre le satellite et le récepteur fixe. On soustrait ensuite cette erreur sur ton message. Sachant que tu te trouve relativement près du point de référence, ton erreur diminue et tu as une précision plus importante.

Le GPS RTK utilise le même principe que le DGPS, c'est-à-dire une station fixe, mais on complique un peu le bouzin en utilisant une différence de phase de l'onde émise pour augmenter la précision. Cela permet d'arriver à une précision de l'ordre du centimètre.

Ca coûte cher parce qu'il faut payer les stations fixe et toutes les infrastructures qui vont avec. De plus, le récepteur doit être de bonne qualité (être précis et ne pas générer trop d'erreurs), sinon ca ne sert pas à grand chose.

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Sur des satellites géo-stationnaires, ça marche bien.

Natalya

Les satellites GPS ne sont pas géo-stationnaires, ils ont une période de 12h (dixit Wikipedia). Et je me demande bien comment est-ce que la position des satellite est-connue !? Est-ce qu'ils ont un GPS de satellite ? ^^

Au fait, pourquoi est-ce cher ? Je suis un bleu dans ce domaine, mais il s'agit uniquement de capter une fréquence d'onde, non ? Si on oublie les calculs relativistes.

Vayel

Le récepteur GPS mesure le temps que mettent les ondes pour se promener entre le satellite et toi. Comme elles ont tendance à avancer à la vitesse de la lumière, il faut être capable de mesure des temps avec une précision de l'ordre de la dizaine de picosecondes pour avoir une précision de l'ordre du cm. J'imagine qu'il faut une bonne horloge à l'arrivée :) Aussi, à cette échelle de temps, il y a plein de trucs plus où moins rigolos dont il faut tenir compte. La vitesse de propagation du "courant électrique" dans les circuits par exemple ..

~2ohm

Coin !

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Sur des satellites géo-stationnaires, ça marche bien.

Natalya

Les satellites GPS ne sont pas géo-stationnaires, ils ont une période de 12h (dixit Wikipedia). Et je me demande bien comment est-ce que la position des satellite est-connue !? Est-ce qu'ils ont un GPS de satellite ? ^^

En fait, ils seraient géo-stationnaires, ce ne serait pas plus simple : les satellites sont en orbite sans perturbation externe, ils ont une horloge atomique à bord, il suffit de compter le temps pour savoir où ils sont. Enfin, une station au sol (probablement sur une base militaire américaine) pourra transmettre des informations de recalage (soit un nouvel éphéméride, soit un ordre de repositionnement en orbite). A partir d'observations depuis le sol, on peut savoir où sont les satellites.

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Au fait, pourquoi est-ce cher ? Je suis un bleu dans ce domaine, mais il s'agit uniquement de capter une fréquence d'onde, non ? Si on oublie les calculs relativistes.

Vayel

Le récepteur GPS mesure le temps que mettent les ondes pour se promener entre le satellite et toi. Comme elles ont tendance à avancer à la vitesse de la lumière, il faut être capable de mesure des temps avec une précision de l'ordre de la dizaine de picosecondes pour avoir une précision de l'ordre du cm. J'imagine qu'il faut une bonne horloge à l'arrivée :) Aussi, à cette échelle de temps, il y a plein de trucs plus où moins rigolos dont il faut tenir compte. La vitesse de propagation du "courant électrique" dans les circuits par exemple ..

~2ohm

2ohm

Il y a peut - être un TCXO dans les GPS RTK, composant qui coûte cher en soi. Mais prendre en compte le temps de propagation ca n'ajoute pas tellement en complexité et en coût.

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