L'utilisation d'un quatrième satellite permet de gagner en précision, d'ajuster l'écart de distance pour déterminer la position de l'utilisateur ainsi que la date. Mais ce n'est pas tout. Une précision colossale est nécessaire pour déterminer les distances.
Un récepteur GNSS a besoin d'un minimum de 4 satellites pour être en mesure de calculer sa propre position. Trois satellites vont déterminer la latitude, longitude, et la hauteur. Tandis que le quatrième permet de synchroniser l'horloge interne du récepteur.
Le quatrième satellite permet de déterminer le décalage entre l'heure du récepteur gps et l'heure exacte fournie par les satellites, pour affiner la position. Plus le nombre de satellites captés sera important, meilleure sera la précision.
Les différents systèmes de localisation par satellite
GLONASS : équivalent du russe du GPS, opérationnel depuis les années 2010. GALILEO : système européen, pleinement fonctionnel depuis 2016 . Il fournit une précision allant jusqu'à 10 cm. BEIDOU : système chinois.
Les différentes sources d'incertitude
Le satellite embarque donc des horloges atomiques qui sont très très précises, mais pas infiniment précise. Au final, l'erreur sur la position du récepteur GPS due à l'incertitude sur la position du satellite et sur l'heure du satellite est de 2 ou 3m.
Dans la trilatération, on détermine sa position par rapport à trois points de repère au minimum de position connue. Pour cela, il faut déterminer précisément à quelle distance on se trouve de chacun de ces points de repère. On considère le principe de trilatération en deux dimensions.
L'organisme chargé de veiller à ce que les objectifs de chacune de ces missions soient atteints est le Centre européen de contrôle des satellites ou ESOC (European Space Operations Centre). Sis à Darmstadt, en Allemagne, il fait partie de l' Agence spatiale européenne.
Dans les faits, le GPS américain public offre une localisation précise à 4 à 5 mètres et cela peut fortement varier en fonction que l'on capte un bon signal ou non. À l'heure actuelle et même s'il n'est pas encore totalement terminé, c'est Galileo qui offre la plus grande précision.
GPS pour les États-Unis (pleinement opérationnel depuis 1995) ; GLONASS pour la Russie (opérationnel entre 1996 et 1999, puis de nouveau opérationnel depuis 2010) ; Galileo pour l'Europe (opérationnel depuis 2016) ; Compass ou Beidou-2 et 3 (évolution à dimension mondiale de Beidou-1, régional) pour la Chine.
Parce que nous avons un troisième satellite, il révèle votre véritable emplacement à l'intersection des trois cercles. En utilisant trois distances, la trilatération peut localiser un emplacement précis. Chaque satellite est au centre d'un cercle et leur intersection correspond à la position du récepteur GPS.
Les satellites jouent désormais un rôle important à la fois sur les plans économiques (télécommunications, positionnement, prévision météorologique), militaires (renseignement) et scientifiques (observation astronomique, microgravité, observation de la Terre, océanographie, altimétrie).
Les satellites ne sont pas influencés par les conditions météorologiques. Ils sont largement plus précis et plus rapides que les anciens systèmes de navigation (radionavigation par exemple) (précision de l'ordre de 15 mètres avec le GPS et de 1 mètre avec Galiléo).
Les satellites jouent un rôle essentiel dans notre quotidien. En fait, ils contribuent à notre bien-être et nous permettent de répondre à plusieurs besoins ou défis importants sur Terre. Ils sont utiles dans plusieurs domaines, comme l'observation de la Terre, les télécommunications, la navigation et les sciences.
Une précision jusqu'à un mètre
Avec ses 24 satellites actuellement opérationnels, Galileo se veut beaucoup plus précis. Précision entre 1 et 2 mètres grâce à des horloges atomiques sur chaque satellite, alors que la précision du GPS est de 5 à 10 mètres. Les appareils de Galileo sont plus récents et donc plus précis.
Les débris spatiaux finissent par brûler en grande partie dans l'atmosphère terrestre lors de leur rentrée atmosphérique, mais de 10 % à 40 % de leur masse reste intacte et revient sur la Terre.
Grâce à son altitude particulièrement élevée, un satellite géostationnaire présente comme intérêt de couvrir une très large surface du Globe, par un signal puissant et continu. La puissance d'un satellite géostationnaire est largement supérieure à celle d'un satellite en orbite basse (LEO).
Quelles sont les principales caractéristiques des satellites ? Il existe plusieurs formes (elliptique, circulaire) et types (inclinée, géostationnaire, polaire, héliosynchrone) d'orbite.
Près de 11 000 satellites en orbite !
Le nombre de satellites en orbite autour de la Terre a considérablement augmenté, atteignant le chiffre stupéfiant de 10928, selon le Bureau des affaires spatiales des Nations unies (UNOOSA).
À la mi- novembre 2020 , on connaît plus de 620 satellites naturels dans le Système solaire dont au moins 416 autour d'un astéroïde et 205 satellites confirmés autour des planètes du Système solaire : Jupiter en compte 79, Saturne 82 (plus environ 150 lunes mineures), Uranus 27, Neptune 14, Mars 2 et la Terre 1.
Le temps d'effectuer une transition en douceur pour les constructeurs et de développer son armada de satellites pour Galileo, il aura fallu attendre le 17 mars 2022 pour que la législation soit applicable.
Lorsque l'on se limite au géopositionnement sans correction, la précision du positionnement est de 3 à 5 mètres pour les satellites GPS, un peu moins bonne pour la constellation Glonass et de l'ordre du mètre pour Galileo, notamment grâce à des horloges atomiques embarquées sur chaque satellite plus récentes et donc ...
L'orbite des satellites GPS peut être calculée très précisément, mais elle est rendue publique par les militaires américains avec une précision de l'ordre de 200 m. Sur 20 000 km cela donne une erreur de 10 cm sur une ligne de base de 10 km !
Pour rester en orbite, un satellite doit avoir une très grande vitesse, qui dépend de sa hauteur. Pour une orbite circulaire à 300 km au-dessus de la surface de la Terre, il faut par exemple une vitesse de 7,8 km/s (28 000 km/h).
La France est le premier pays pour les activités spatiales d'Airbus, avec plus de 6000 employés répartis principalement à Toulouse, Elancourt et Sophia Antipolis. C'est là que sont pensés, conçus, fabriqués, testés et opérés la grande majorité des satellites d'Airbus.
Chaque satellite ne mesure que quelques mètres de côté, panneaux solaires compris, et n'émettent pas de lumière propre. S'ils brillent dans le ciel nocturne, c'est à cause du Soleil.