Chaque satellite est au centre d'un cercle et leur intersection correspond à la position du récepteur GPS. Lorsque la position du récepteur GPS se déplace, le rayon de chaque cercle (distance) change également. Mais dans notre monde en trois dimensions, les satellites GPS transmettent des signaux sous forme de sphère.
Les satellites GPS émettent plusieurs signaux codés, à destination civile ou militaire. Le signal civil pour l'utilisation libre correspond au code C/A, émis sur la porteuse de 1 575 MHz .
Le principe de fonctionnement du GPS repose sur la mesure de la distance d'un récepteur par rapport à plusieurs satellites (les satellites sont répartis de telle manière que 4 à 8 d'entre eux soient toujours visibles).
Les données transmises à 50 bit/s incluent des informations sur la totalité de la constellation GPS : éphémérides permettant de calculer la position des satellites, correction d'horloge, données pour la correction ionosphérique, ainsi que les messages spéciaux du système.
Les ondes électromagnétiques
La communication par satellite se fait par ondes radios, qui sont des signaux electromagnétiques. Ces signaux sont envoyés à différentes fréquences qui dépendent du type de satellite utilisé.
Triangulation : localisation grâce à 3 satellites. Un satellite émet un signal en continu, quand un récepteur GPS reçoit ce signal, un calcul de la distance est effectué permettant de situé le récepteur sur une sphère au tour du satellite.
Pour déterminer où il se trouve, le récepteur GPS a besoin d'estimer sa distance à 4 satellites dont il reçoit le signal. Il estime ensuite sa position en faisant une opération de triangulation.
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.
Les dispositifs de navigation GPS fonctionnent en recevant des signaux provenant d'un réseau de satellites qui font partie du système de positionnement global. L'appareil GPS est capable de calculer la position physique d'un objet avec une marge d'erreur relativement faible.
Le Système de positionnement mondial (GPS, Global Positioning System) est un utilitaire qui appartient aux Etats-Unis et qui assure des services de positionnement, de navigation et de référence temporelle, dits « services PNT » (positioning, navigation, and timing).
GPS signifie en anglais « Global Positioning System ».
Ce que l'on traduit en français par « Système de positionnement par satellite ».
Galileo est capable d'avoir une précision métrique, là où le GPS, plus ancien (il a été mis en place entre 1973 et 1995, mais ses satellites sont en fait remplacés au fil des ans), donne une localisation à dix mètres près (le GPS est plus fin dans le cas d'un usage militaire).
Il faudra vérifier que votre téléphone embarque une puce GNSS, seul récepteur capable de traiter des données venant de plusieurs constellations de satellites (GPS, Galileo etc..). On peut également utiliser une application comme GPS Test pour vérifier la compatibilité de son smartphone.
La première initialisation du GPS est toujours très longue et peut prendre plusieurs minutes. Les allumages suivants ne demandent que quelques secondes. En revanche, une extinction de plus de 4 heures peut demander une réinitialisation plus longue que quelques secondes.
Quelles différences entre les services de localisation ? Tous les quatre sont des Global Navigation System Satellite (GNSS), autrement dit des systèmes de positionnement par satellites.
Aucune géolocalisation possible si votre GPS est éteint ? Mais bien sûr que non ! Votre téléphone continue à se connecter aux antennes relais de téléphonie mobile, et ce même lorsque le GPS est éteint.
D'après les spécifications du système GPS, le transfert de temps atteint une précision inférieure à 40 ns dans 95 % des cas avec une valeur typique de 12 ns. Le récepteur est donc synchronisé sur le temps des horloges atomiques des satellites.
La triangulation consiste à obtenir par des visées les angles d'un triangle dont les sommets sont choisis pour leur visibilité (tour, sommet, clocher…). On enchaîne ensuite ce premier triangle à un autre qui a un côté en commun avec lui, en poursuivant la chaîne le long du méridien à mesurer.
Le projet Galileo, après une phase de définition technique débutée en 1999, est lancé le 26 mai 2003 avec la signature d'un accord entre l'Union européenne et l'Agence spatiale européenne chargée du segment spatial.
Les messages
Il y a deux types de messages : Les codes PRN qui permettent d'identifier le satellite et de calculer la distance entre ce dernier et le récepteur. Les messages de navigation qui permette de savoir précisément la position du satellite.
Un système GNSS (pour Global Navigation Satellite System) est un ensemble comprenant un récepteur et une constellation de satellites permettant de situer un utilisateur.
Un signal est une information codée de façon à être transmise à distance de sa source à son destinataire. Cette information étant codée pour pouvoir être acheminée plus facilement et plus rapidement jusqu'au récepteur (destinataire), elle devra être décodée à la fin de la transmission afin d'être compréhensible.