La technologie GPS – pour Global Positioning System– permet à des millions d’utilisateurs dans le monde entier, de bénéficier de données précises sur la localisation d’une personne ou d’un objet. Autrefois réservée aux activités militaires, le GPS et ses informations sont désormais accessibles au plus grand nombre et équipent de nombreux appareils de notre quotidien. On vous explique comment fonctionne un GPS et quels sont les principaux domaines d’application de cette technologie satellite.
Sommaire
Qu’est-ce qu’un GPS ?
Ce qu’on appelle GPS est une technologie qui permet de se repérer partout dans le monde, et/ou d’obtenir les données de localisation précises d’un objet ou d’un individu, via l’utilisation d’émetteurs et de récepteurs, que sont les satellites et les objets tels que les smartphones, les GPS voiture ou les traceurs GPS.
À l’origine, il s’agit d’une technologie destinée à l’armée, qui fut inventée par les Américains durant la guerre froide. Elle permettait de localiser des cibles militaires et civils et ainsi de réaliser des opérations précises, en évitant au maximum les dommages collatéraux et en frappant des points stratégiques précis, impossibles à déterminer sans l’aide de ce système GPS.
Dès 1995, ce Global Positioning System devient opérationnel pour les civils, mais la précision reste vague (environ une centaine de mètres pour la localisation), et ce n’est qu’en l’an 2000, sous la présidence de Bill Clinton, que le GPS est véritablement lancé pour les particuliers car le nombre de satellites permet enfin d’offrir la précision voulue et que la technologie a suffisamment évoluée.
En quelques années, le GPS se démocratise et on s’en sert de nos jours avec la plupart des outils de notre quotidien : smartphone, tablette, traceur, GPS de randonnée, dans les véhicules, pour surveiller un enfant ou comme GPS pour Chiens et GPS pour chats, dans deux buts majeurs :
- Connaître la position exacte du GPS et donc de la personne, de l’animal ou du véhicule sur lequel il est placé
- Suivre un itinéraire en temps réel, avec des informations précises sur le trajet, sur les dénivelés, les virages, les reliefs, etc.
La plupart des utilisateurs se servent de cette technologie sans même connaître le fonctionnement d’un GPS et on vous propose donc de découvrir en détail comment fonctionne un GPS.
Comment fonctionne un GPS ?
La technologie GPS repose sur un système de triangulation, qui permet de mesurer les distances. Pour cela, il faut deux points de référence dont on connaît la distance et un troisième point : celui dont on souhaite connaitre l’emplacement.
Le fonctionne d’un GPS repose sur trois éléments :
- des satellites en orbites autour de la terre, pour ce qu’on nomme le segment spatial, qui se présente sous la forme d’une constellation de 27 satellites principaux postés à environ 20 000 km de la Terre. Le nombre varie selon les opérations de contrôles et de maintenance, mais leur rôle est d’émettre un signal permanent. Les coordonnées du GPS et la vitesse sont connues et c’est l’échange d’informations entre les satellites et le récepteur au sol, qui va permettre de déterminer la position de n’importe quel élément.
- Un poste de contrôle terrestre, composé de 5 stations, qui permet de vérifier le bon fonctionnement de la constellation de satellites et de traiter les données si nécessaire.
- La partie utilisateurs – avec les smartphones, les systèmes de navigation, les outils topographiques – qui regroupent tous les récepteurs terrestres. Le réseau GPS est illimité (car il ne s’agit que de réception de données) et on compte près de 4 milliards de récepteurs GPS aujourd’hui.
Le fonctionnement d’un GPS repose sur l’échange d’information entre les satellites, dont on connaît la distance précise, et les récepteurs. Les satellites disposent d’une horloge atomique précise, et l’envoi d’ondes électromagnétiques à la vitesse de la lumière permet de calculer la distance entre ceux-ci et un récepteur.
Pour cela, on compare l’heure d’émission du signal à l’heure de la réception, qu’on multiplie par la vitesse du signal. On obtient ce qu’on nomme pseudodistance, des données comprenant une marge d’erreurs, qu’on peut affiner du moment qu’on dispose des données relatives à 4 satellites.
Au fil des années, les systèmes s’améliorent et différentes nouvelles technologies GPS viennent s’ajouter à celle existante, pour offrir des mesures toujours plus précises. On peut le voir à travers l’amélioration des récepteurs, qui peuvent donc traiter l’information plus rapidement et de manière plus précise, mais également des satellites toujours plus performants qui sont capables de fournir des données plus nombreuses et plus puissantes.
Si le système de GPS est américain et qu’il est géré par le département de la défense américaine, d’autres systèmes de positionnements satellites ont vu le jour chez les autres puissances mondiales : la Russie a créé le système GLONASS, l’Europe a lancé le programme GALILEO, la Chine utilise le système Beidu et d’autres états mettent en place leur propre système GPS, afin de ne plus dépendre essentiellement des Etats-Unis, comme le Japon avec QZSS.
Pourquoi utilise-t-on la technologie GPS ?
La technologie GPS, dans le civil, offre de nombreuses possibilités d’utilisation et un confort dont il est difficile de se passer une fois qu’on s’y est habitué.
Les plus jeunes ne savent peut-être pas ce qu’est une carte routière, puisqu’il suffit d’allumer un GPS pour voiture ou Google Maps pour connaître le chemin à emprunter, en indiquant un point de départ et un point d’arriver, ce qui facilite la vie. D’autant plus que les meilleurs appareils GPS ne se limitent plus à offrir un simple itinéraire, mais proposent des données précises sur les points d’intérêt d’une zone, ils recueillent des informations sur la santé et l’activité de l’utilisateur, et permettent même de communiquer avec d’autres possesseurs de GPS.
L’utilisation d’un GPS est également pratique, pour se rassurer quand on est inquiet pour un enfant, un animal de compagnie, une personne âgée…En équipant l’individu à surveiller d’un GPS, il sera possible de connaître en temps réel sa position et de prévenir qui de droit en cas d’actions inhabituelles. Sur certains appareils GPS, on peut définir des alertes en cas de mouvements suspects et placer des barrières virtuelles, qui enverront un signal si l’utilisateur quitte la zone prédéfinie. C’est également une protection supplémentaire, en cas de vol, qui permet de suivre et de localiser immédiatement un véhicule qui aurait été dérobé.
Il est intéressant de comprendre comment fonctionne un GPS, tant cette technologie fait partie de notre vie quotidienne, et qu’elle en fera partie toujours plus, avec les évolutions technologiques actuelles. Il ne reste qu’à découvrir les avantages et les inconvénients de ce système de positionnement global.
Quels sont les avantages et inconvénients du système GPS ?
Si le GPS est un outil ultra-pratique, disposant de nombreux points forts, la technologie n’est pas encore parfaite, comme on le liste ci-dessous.
Vous savez désormais comment fonctionne un GPS. Si en plus du fonctionnement vous voulez connaitre les meilleurs produits, je vous invite à naviguer sur ce site dédié aux technologies de positionnement et de géolocalisation.
