Le GPS, ou Système de Positionnement Global, est un système de navigation par satellite qui peut fournir des informations de localisation et de temps n'importe où sur ou près de la Terre, quelles que soient les conditions météorologiques. Ce qui suit est une introduction détaillée au GPS :
Composition du système - Segment Spatial : Il se compose de 24 satellites répartis sur six plans orbitaux, à une altitude d'environ 20 180 kilomètres. Les satellites orbitent autour de la Terre en environ 11 heures et 58 minutes. Ces satellites transmettent en continu des signaux au sol, fournissant des services de positionnement et de navigation aux utilisateurs. - Segment de Contrôle au Sol : Cela inclut la station de contrôle principale, les stations de surveillance et les stations d'injection. La station de contrôle principale est responsable de l'exploitation et de la gestion de l'ensemble du système GPS. Les stations de surveillance surveillent l'état de fonctionnement et la qualité du signal des satellites, tandis que les stations d'injection sont responsables de l'injection des commandes et des données de la station de contrôle principale dans les satellites. - Segment d'utilisateur : Principalement divers récepteurs GPS, tels que les téléphones mobiles, les dispositifs de navigation embarqués et les unités GPS portables. Les utilisateurs reçoivent des signaux satellites via les récepteurs et calculent leur position, vitesse, temps et d'autres informations.
Principe de fonctionnement Le principe de fonctionnement du GPS est basé sur la triangulation. Plus précisément, un récepteur GPS reçoit simultanément des signaux de plusieurs satellites, mesure le temps de propagation des signaux des satellites au récepteur, et ensuite, combiné avec les informations de position des satellites, peut calculer la position du récepteur. Étant donné que les signaux des satellites contiennent des informations temporelles précises, le GPS peut également fournir aux utilisateurs des services de synchronisation temporelle précis.
Domaines d'application - Navigation de Trafic : Largement utilisé dans les véhicules, les navires, les avions et d'autres moyens de transport, il fournit une navigation en temps réel et une planification d'itinéraire pour les personnes, les aidant à atteindre leurs destinations rapidement et avec précision. Pendant ce temps, le GPS peut également être utilisé dans la surveillance du flux de trafic, la gestion intelligente du trafic et d'autres domaines pour améliorer l'efficacité et la sécurité des transports. - Topographie et Informations Géographiques : Les géomètres peuvent utiliser des récepteurs GPS pour obtenir rapidement et avec précision les coordonnées tridimensionnelles des points de mesure, améliorant ainsi considérablement l'efficacité et la précision des travaux de topographie. De plus, le GPS peut être utilisé dans la cartographie, l'arpentage topographique, la planification de l'utilisation des terres et d'autres domaines, fournissant un soutien de données important pour les Systèmes d'Information Géographique (SIG). - Domaine militaire : Conçu à l'origine pour des applications militaires, le GPS joue un rôle crucial dans la navigation militaire, le guidage des armes et la situation sur le champ de bataille. Par exemple, les missiles peuvent obtenir des informations précises sur la position et la vitesse grâce à des récepteurs GPS pour atteindre une cible précise. - Champ Agricole : Il peut être utilisé pour un positionnement et une navigation précis dans les terres agricoles, aidant les agriculteurs avec le semis de précision, la fertilisation, l'irrigation et d'autres opérations, améliorant l'efficacité de la production agricole et l'efficacité de l'utilisation des ressources. De plus, le GPS peut être utilisé dans la conduite autonome des machines agricoles, la surveillance des terres agricoles et d'autres domaines, favorisant la modernisation de l'agriculture.
Précision et Erreurs - Précision : Dans des conditions normales, la précision de positionnement des récepteurs GPS civils se situe entre plusieurs mètres et des dizaines de mètres, tandis que les récepteurs GPS de type topographique à haute précision peuvent atteindre une précision au niveau du centimètre, voire du millimètre. - Sources d'erreur : Incluent principalement les erreurs de synchronisation des satellites, les erreurs d'orbite des satellites, les erreurs de délai atmosphérique, les erreurs d'effet multipath et le bruit du récepteur. Pour améliorer la précision de positionnement du GPS, des méthodes telles que la technologie GPS différentiel et les systèmes d'augmentation par satellite peuvent être utilisées pour éliminer ou réduire l'impact de ces erreurs.
Histoire du développement Le projet GPS a été lancé par le Département de la Défense des États-Unis en 1973. Le premier satellite prototype a été lancé en 1978, et une constellation complète de 24 satellites a commencé à fonctionner en 1993. Au départ, il n'était disponible que pour un usage militaire par les États-Unis. Dans les années 1980, après qu le président américain Ronald Reagan a émis un décret, le secteur civil a été autorisé à l'utiliser.
