30 faits amusants sur GPS : le positionnement par satellites

Où la géolocalisation par GPS est-elle quasiment impossible ?

Le signal des satellites est assez faible : même les simples feuilles des arbres peuvent en absorber une partie.

Avec quel système européen le GPS partage-t-il un accord d'interopérabilité ?

Cet accord prévoit que les deux systèmes puissent utiliser les mêmes fréquences et rester compatibles entre eux.

Combien de satellites un récepteur GPS doit-il capter au minimum pour se situer en 3D ?

Au-dessus d'une surface plane comme l'océan, un satellite de moins peut suffire, car l'altitude est alors connue.

Sur quels réseaux un smartphone s'appuie-t-il pour se localiser en intérieur, faute de GPS ?

À l'extérieur aussi, la réception peut souffrir : gouttes d'eau de l'atmosphère et relief affaiblissent ou masquent le signal.

Quel président américain a mis fin, le 1er mai 2000, à la dégradation volontaire du signal GPS ?

La précision offerte aux civils est alors passée d'une centaine de mètres à une dizaine de mètres.

Le GPS est l'application concrète la plus courante de quelle théorie physique ?

Le temps ne s'écoule pas au même rythme pour une horloge au sol et pour une horloge en orbite, rapide et placée plus haut dans le champ de gravité.

À quelle altitude les satellites du GPS circulent-ils autour de la Terre ?

Leur orbite, quasi circulaire, a un rayon d'environ 26 600 km mesuré depuis le centre de la Terre.

Quelles armes rapides les limites imposées aux récepteurs GPS civils visent-elles à écarter ?

En pratique, un récepteur civil cesse de fournir des données de navigation au-delà d'une certaine vitesse ou d'une certaine altitude.

En quelle année le déploiement des 24 satellites opérationnels du GPS s'est-il achevé ?

La constellation comptait alors aussi des satellites de réserve, pour rester complète en cas de panne.

À quoi le temps GPS sert-il dans les réseaux de téléphonie mobile ?

L'horloge d'un récepteur est calée sur celles des satellites à cent milliardièmes de seconde près, d'où cet usage par les réseaux GSM, UMTS et LTE.

Sous quel nom le GPS était-il connu à l'origine ?

Le système appartient au gouvernement fédéral des États-Unis, qui l'a d'abord conçu à des fins militaires.

Pourquoi le GPS ne peut-il pas être saturé, même avec un nombre illimité d'utilisateurs ?

Un récepteur se contente de capter les signaux et d'en déduire une position : c'est un système passif.

En quelle année le premier satellite du GPS a-t-il été lancé ?

Les onze premiers satellites, ceux du Bloc I, servaient surtout à valider les concepts du système ; aucun n'est encore en service.

Quel « effet », sensible dans les gorges, en montagne ou en ville, dégrade la précision du GPS ?

Le relief ou un immeuble peut masquer un satellite ; pire, un écho du signal sur une surface donne une localisation fausse.

Sur quel principe géométrique repose le calcul d'une position par le GPS ?

Le récepteur déduit sa distance à chaque satellite du temps de trajet de signaux synchronisés, puis croise ces distances.

En combien de temps environ un satellite GPS parcourt-il son orbite autour de la Terre ?

Cette durée vaut un demi-jour sidéral : chaque satellite retrouve donc la même position par rapport au sol après un jour sidéral.

Dans quelle couche de l'atmosphère l'humidité et la pression perturbent-elles le signal GPS ?

Humidité et pression modifient l'indice de réfraction, donc la vitesse et la direction du signal ; les récepteurs courants intègrent un modèle de correction.

Sans correction des effets relativistes, de combien la position GPS dériverait-elle par jour ?

On obtient cette dérive en multipliant l'avance quotidienne de l'horloge du satellite par la vitesse de la lumière.

À combien le nombre total de récepteurs GPS était-il estimé en 2014 ?

Les smartphones à GPS intégré en formaient l'essentiel, loin devant les 260 millions d'assistants de navigation routière.

Quel système d'augmentation par satellites améliore la précision du GPS en Europe ?

Des stations au sol envoient leurs corrections à des satellites géostationnaires, qui les rediffusent et alertent l'utilisateur si un satellite est défaillant.

À quel système géodésique se réfèrent les coordonnées calculées par le GPS ?

Ce sigle signifie World Geodetic System 84 ; c'est le système géodésique le plus utilisé dans le monde.

Quel constructeur a fabriqué les douze satellites GPS du Bloc IIF, lancés de 2010 à 2016 ?

Ces satellites émettent un nouveau signal civil sur la fréquence L5.

Quelle est l'inclinaison approximative des plans orbitaux du GPS par rapport à l'équateur ?

Les satellites se répartissent sur six plans orbitaux, de façon qu'il y en ait toujours assez de visibles partout dans le monde.

Quel paramètre décrit l'effet de la géométrie des satellites sur la précision du GPS ?

Plus sa valeur est petite, meilleure est la précision espérée ; elle se dégrade quand les satellites visibles sont groupés dans un cône étroit.

De combien de microsecondes par jour l'horloge d'un satellite GPS avance-t-elle, vue du sol ?

Deux effets opposés se combinent : la vitesse du satellite ralentit son horloge de 7 µs par jour, l'altitude l'accélère de 45 µs.

À quel débit le message de navigation des satellites GPS est-il transmis ?

Ce message contient notamment les éphémérides, qui servent à calculer la position des satellites, et des informations sur leur horloge interne.

Combien d'années le dernier satellite GPS du Bloc IIA a-t-il servi avant son arrêt, début 2016 ?

Les 19 satellites de ce bloc, lancés de 1990 à 1997, ont marqué le début de la phase opérationnelle du système.

Quel effet, dû à la rotation de la Terre, les récepteurs GPS doivent-ils corriger ?

D'autres effets du même ordre existent dans le GPS, mais certains sont négligeables au vu de la précision recherchée pour le positionnement.

Quel laboratoire américain a ouvert en 2017 seize ans de données sur le GPS et le Soleil ?

Ces mesures des perturbations dues au rayonnement solaire, enregistrées par vingt-trois satellites, ont été ouvertes aux scientifiques de la météorologie.

Quel satellite a emporté en 1977 la première horloge atomique au césium mise en orbite ?

Après vingt jours en orbite, la dérive mesurée de cette horloge était proche du calcul théorique, ce qui a levé les doutes de l'époque.