Question au(x) cracks du GPS:
peut on se fier à la vitesse indiqué sur les GPS?

A mon imble avis, c'est la vitesse réelle, car calculée par recoupement des satélites, donc ton déplacement exact

OUI, plus qu'à tout autre indicateur.
Les GPS auto ayant une précision de localisation de 10 m leur précision d'indication de vitesse est redoutable

voila ta réponse :

Le GPS fonctionne en utilisant la triangulation. C'est une méthode dans
laquelle trois points sont mesurés pour calculer l'emplacement d'un
autre point récepteur. Par exemple, dans une voiture où il existe un
système de navigation, l'emplacement du véhicule est mesuré par trois
satellites en orbite autour de la Terre. En utilisant la triangulation,
le GPS peut fournir l'emplacement du récepteur à quelques centimètres
près de sa place exacte.

Les satellites utilisés pour
le GPS sont au nombre de 24 (21+3 de secours) et leur altitude est de
20200 km. Il y en a 4 sur chaque orbite répartis symétriquement. Il y a
donc 5 orbites différentes où sont placés ces satellites. Tout point de
la Terre est couvert au minimum par 5 d'entre eux, bien que par
définition un GPS n'a besoin que de 3 satellites pour fonctionner
correctement. Le système de recouvrement de la Terre par les satellites
GPS est donc complet et ne risque aucune déficience.

Avec un satellite, on obtient un rayon d'action dépendant de la
capacité du satellite (sachant qu'un satellite se trouve à 20200 km de
la Terre, ce rayon d'action est donc assez grand).
A partir de cela, il est impossible de localiser un point précis. Il
faut donc l'intervention d'au moins un autre satellite : les rayons
d'actions des deux satellites vont alors se rencontrer et former un
cercle dans lequel se trouve le point recherché par le GPS.

On obtient une aire comparable à la forme d'un ballon de rugby,
d'environ 3000 km de hauteur. On voit bien ici un cercle touchant les
points d'intersection extrêmes entre les deux "globes d'actions" des
deux satellites.

Grâce à ceci, on voit qu'on a une idée peu
précise de la localisation du point, car le point recherché peut se
trouver, en terme d'équivalence, entre le nord de l'Angleterre et le
sud du Maroc par exemple.
Ce n'est pas suffisant. C'est pourquoi un GPS a besoin d'au moins un
troisième satellite en action pour avoir un point précis et ainsi
pouvoir recevoir correctement les coordonnées d'un point.

Les rayons d'actions des 3 satellites se rencontrent et le GPS peut
recevoir un point distinct, qu'on appelle la surface de réception : on
obtient donc un volume en forme triangulaire, dont le centre de gravité
est situé à environ 50 km au-dessus de la Terre. Il y a donc 2 points
qui pourraient correspondre au point recherché, car il faut raisonner
en 3 dimensions, et donc visualiser les champs d'actions comme des
globes.

Un point se trouve à la surface de la Terre et l'autre dans l'espace.
On va donc prendre comme repère, et comme point recherché, le point
d'intersection des 3 champs d'actions des satellites se trouvant à la
surface de la Terre.
On pourrait se demander pourquoi, si cette technique est aussi basique
que ça, les points de localisation par satellites n'ont pas toujours
été aussi précis qu'aujourd'hui. Ceci est dû à la précision des
horloges dans les satellites : en effet, avec une erreur d'environ 1
millionième de seconde, la précision au sol peut varier de plus de 300
mètres !

C'est pourquoi les satellites GPS qui sont
maintenant envoyés dans l'espace possèdent des horloges atomiques qui
sont, aujourd'hui, les horloges les plus précises du monde. Si les
horloges des satellites et du récepteur sont synchrones, la précision
est meilleure. De plus, les signaux d'un quatrième satellite sont
nécessaires pour lever l'incertitude de position (élimination du point
d'incertitude).

Dans les informations envoyées par les satellites, on trouve :
- Les almanachs
: ils donnent la position de tous les satellites de la constellation
avec une précision de l’ordre de 1 km. Ils permettent au récepteur
d’avoir un temps d’acquisition du signal plus court.
- Les éphémérides : elles donnent des informations sur la position du satellite, avec une précision de 1 à 10 mètres.
- Les corrections d’horloge
: elles donnent l’écart de l’horloge du satellite par rapport au temps
système (temps établi par les infrastructures de contrôle des systèmes
au sol).
- Les paramètres de correction ionosphérique
: ils donnent les informations concernant les dégradations de l’onde
dues à son passage dans l'ionosphère, ce qui permet au récepteur de
générer une correction.

L’information est envoyée par le satellite avec une grande fréquence et
une faible puissance, puis elle est réceptionnée par une antenne
(hexapode, etc.). Cette antenne reçoit cette information avec une
puissance de 3 nW, puis la transmet au "Low Noise Amplifier" (LNA) qui
amplifie la puissance du signal. Elle est ensuite envoyée au "Down
Converter" (DC) qui va abaisser la fréquence pour arriver à 70 MHz,
puis va à son tour transmettre l’information au Cortex qui s’occupe de
la démodulation et de la synchronisation. Ensuite, l’information est
envoyée au Centre de Contrôle qui gère les informations puis en envoie
de nouvelles à transmettre au satellite (pour le maintien en orbite,
etc.). Cette information fait donc le trajet inverse en passant par le
Cortex pour la modulation, puis au "Up Converter" (UC) pour augmenter
la fréquence et ensuite au "High Power Amplifier" (HPA) pour augmenter
la puissance afin que l’information puisse parvenir jusqu’au satellite.

Les récepteurs possèdent trois fonctions principales : la réception des
signaux, le traitement des signaux et le calcul des positions. Ces
fonctions sont assurées par l’antenne, les nombreux corrélateurs
(plusieurs milliers) et l’oscillateur local (c'est-à-dire l’horloge).



Réception des signaux


La réception des signaux se fait par l’antenne, le préamplificateur et
le convertisseur de fréquence. L’antenne a pour but de transformer
l’onde en impulsions électriques. Le préamplificateur amplifie le
signal électrique qui ressort de l’antenne, afin de pouvoir l’analyser
plus facilement. Le convertisseur permet de diminuer la fréquence de
l’onde toujours dans le souci de faciliter l’analyse.

Une multitude de signaux arrivent à l’antenne en même temps. Il faut
donc les séparer et les identifier. Tout d’abord, une antenne ne réagit
qu’à une petite fourchette de fréquences. Ainsi seules les ondes GPS
sont récupérées. Cependant, plusieurs signaux arrivant en même temps et
provenant de différents satellites doivent être traités. Pour
différencier chaque signal, chaque satellite se voit attribuer un code
spécifique qui peut être reconnu et séparé par le récepteur. Pour ce
faire le récepteur utilise sa fonction de corrélation.

Traitement des signaux : la corrélation


La partie la plus importante du traitement des signaux est la
corrélation. Elle a pour but de séparer tous les signaux reçus et de
mesurer l’instant de réception de la séquence de code. C’est le rôle de
la multitude de canaux de réception (des milliers voire des centaines
de milliers), chaque canal recevant un signal.

La corrélation permet de déterminer la distance qui sépare le satellite
du récepteur GPS. Les satellites coordonnent l’envoi de leurs signaux
avec le début d’une seconde. Lorsque le signal est reçu par le
récepteur, celui-ci génère le même code que celui reçu. Il fait
correspondre le signal généré au signal reçu, ce qui lui permet
d’obtenir l’écart entre l’instant de réception du signal et l’instant
d’émission du signal (donné dans le code), c'est-à-dire le temps de
propagation de l’onde, et donc la distance qui le sépare du satellite.
Une fois que toutes les informations émises par les satellites sont
récupérées, il ne reste plus qu’à déterminer la position, la vitesse et
l’itinéraire.

Calcul de la distance

On calcule la
distance en multipliant le temps de propagation de l’onde (temps de
réception - temps d’émission) par la vitesse "c" de l’onde.


D = (t_réception - t_émission) c + corrélation

La correction est calculée à partir des informations sur l’ionosphère,
la troposphère et d’autres éléments qui peuvent perturber le signal.

Calcul de navigation


Les données de navigation se caractérisent par 4 paramètres :
- 3 pour la position : P(x,y,z)
- 1 pour le temps : dt

Pour les obtenir, il suffit de résoudre 4 équations qui sont données par 4 satellites différents :


D₁ = P(x,y,z) - P_{sat 1} dt c

D₂ = P(x,y,z) - P_{sat 2} dt c

D₃ = P(x,y,z) - P_{sat 3} dt c

D₄ = P(x,y,z) - P_{sat 4} dt c

où dt = t_réception - t_émission

Temps de premier fix


Il faut un certain temps au GPS lorsqu’on l’allume pour pouvoir donner une position. Ce temps est appelé temps de premier fix. C’est le temps nécessaire au boîtier GPS pour acquérir les signaux (éphémérides, données de navigation, etc.).

On peut distinguer 2 types de démarrage du récepteur : le démarrage "à froid" et le démarrage "à chaud".

Démarrage à froid : le récepteur n’a pas d’éphémérides ni d’almanachs en mémoire, ce qui implique un temps de recherche de 20 à 30 min.
Démarrage à chaud
: des données sont déjà stockées en mémoire (dernière utilisation assez
récente), ce qui implique un temps de recherche beaucoup plus rapide,
de l’ordre de quelques dizaines de secondes.


C est simple NON.... BONNE NUIT
Malheureusement ce n est pas de moi