II-2 Description du système GPS
ObjectifII-2-a Introduction
II-2-b Segment spatial
II-2-c Segment de contrôle
II-2-d Segment d'utilisateurExercice
A la fin de cette unité, l'apprenant sera capable de décrire les trois secteurs du système.
Vous pouvez aller à l'unité de votre choix en cliquant au dessus.
II-2-a Introduction 
Le GPS se compose d'une
constellation de satellites émettant un signal de radionavigation, d'un
segment de contrôle au sol qui gère le fonctionnement des satellites et,
enfin, des utilisateurs avec récepteurs spécialisés qui utilisent les
données des satellites pour répondre à une vaste gamme de besoins en
positionnement.
Le système a été mis en place par le ministère de la Défense des Etats-Unis
(DoD) afin de répondre à des besoins de navigation et de positionnement pour
la défense et, à titre de sous-produit, pour servir la communauté civile.
II-2-b Segment spatial
La constellation compte
aujourd'hui 27 satellites du block II. Ce sont des satellites qui ont été
lancés en 1989 et 1997.
Ces satellites sont équipés de façon à pouvoir activer des dégradations
volontaires du signal émis. Ils ont une durée de vie nominale de 7,5 ans.
Leurs orbites sont :
- quasi circulaires,
- de rayon 26 500 km (soit à une altitude d'environ 20 200 km),
- de période égale à environ 11h 58 min.
Ils sont répartis dans six
plans inclinés de 55° sur l'équateur. Cette inclinaison a été choisie afin
d'optimiser la qualité de la constellation au-dessus des Etats-Unis. Par
contre dans les zones polaires les satellites sont très bas sur l'horizon,
ce qui rend le positionnement plus difficile.
Chaque satellite reçoit et stocke des données en provenance du segment de
contrôle, maintient une échelle du temps avec grande précision grâce à ses
horloges atomiques embarquées, et transmet des signaux à la Terre.
II-2-c Le segment de contrôle
Le segment de contrôle au sol gère en permanence le système de satellites. Il compte cinq stations de poursuite réparties tout autour de la Terre, dont l'une, située à Colorado Springs, constitue la station maîtresse. Ce segment de contrôle suit tous les satellites, veille à ce qu'ils fonctionnent adéquatement et calcule leurs positions dans l'espace.
Si un satellite ne fonctionne
pas correctement, le segment de contrôle au sol peut le déclarer «hors
d'état de marche» et adopter les mesures nécessaires pour corriger le
problème.
Dans un tel cas, le satellite ne doit pas servir au positionnement avant
d'être à nouveau déclaré fonctionnel. Les positions calculées des satellites
permettent de dériver des paramètres qui servent à prévoir les positions
futures de ces mêmes satellites. Ces paramètres, téléchargés depuis le
segment de contrôle jusqu'aux satellites, sont appelés éphémérides.
II-2-d Le segment utilisateurs
Le segment utilisateurs est
composé de l'ensemble des utilisateurs du système GPS.
En mode navigation (souvent appelé "mode naturel"), on distingue deux types
de service :
Le service SPS (Standard Positioning Service)
Tous les utilisateurs disposant d'un récepteur GPS
y ont accès. Ce mode est gratuit et anonyme, les propriétaires du système
n'ont actuellement aucune possibilité de connaître le nombre d'utilisateurs
ou de les identifier. Par contre les utilisateurs sont soumis aux
dégradations volontaires du signal. Deux types de dégradations existent :
- la SA (Selective Avability) accès sélectif qui consiste à dégrader les
performances nominales du système. La SA n'est plus active depuis le 2 mai
2000.
- L'AS (antispoofing) anti leurrage qui consiste à rendre indécodable une
partie des informations transmises afin qu'elles ne puissent être
reproduites. Concrètement, le code P originel est remplacé par Y, code
inconnu.
Le service PPS (Precise positioning Service)
Il est réservé aux militaires des Etats-Unis et à
leurs alliés. Il consiste en l'utilisation de clés de décodage permettant
d'éliminer les dégradations volontaires (SA et AS).
Presque tous les appareils de poursuite GPS se composent des mêmes éléments
de base: une antenne, une section R.F. (radiofréquence), un microprocesseur,
un panneau de commande et d'affichage (CDU), un enregistreur et un bloc
d'alimentation.
Ces composantes peuvent prendre la forme d’unités distinctes, être intégrées
en une seule unité ou être partiellement intégrées.
Exercice
1) Vrai ou Faux
Les satellites GPS sont répartis dans cinq plans inclinés de 55° sur l'équateur.
Vrai
Faux
Le segment de contrôle au sol gère en permanence le système de satellites. Il compte cinq stations de poursuite réparties tout autour de la Terre, dont l'une, située à Colorado Springs, constitue la station maîtresse. Ce segment de contrôle suit tous les satellites, veille à ce qu'ils fonctionnent adéquatement et calcule leurs positions dans l'espace.
Vrai
Faux
Chaque satellite reçoit et stocke des données en provenance du segment de contrôle, maintient une échelle du temps avec grande précision grâce à ses horloges atomiques embarquées, et transmet des signaux à la Terre.
Vrai
Faux
2) Choisissez la bonne réponse
Il est réservé aux militaires des Etats-Unis et à leurs alliés. Il consiste en l'utilisation de clés de décodage permettant d'éliminer les dégradations volontaires (SA et AS).
A-
Le service SPS (Standard Positionning Service)
B- Le service PPS (Precise
Positionning Service)
