Le système GPS 

Description du système

Le système GPS ou Global Positioning System est un système de positionnement par Satellites conçu et mise en service par le Département de la Défense d’Etats-Unis d’Amérique (USDOD). Actuellement, il est un système de positionnement à l’échelon mondial. Ce système est composé de trois (03) secteurs qui sont le secteur spatial, le secteur de contrôle et le secteur utilisateur. Le secteur spatial C’est l’ensemble des satellites qui se répartissent dans l’espace de façon à assurer une visibilité simultanée de 4 à 8 satellites avec une élévation au moins 15° sur 06 plans orbitaux ayant toutes une inclinaison environ de 55° sur l’Equateur. Chaque satellite diffuse deux signaux stables L1 et L2 de fréquences respectives 1575,42MHz et 1227,60MHz. Les ondes porteuses L1 et L2 sont modulées par la phase ce qui permet que le satellite envoie, d’une part, un message qui comportes en particulier les éphémérides du satellite et d’autre part, des codes pseudo-aléatoires (C/A ou Course/Acquisition sur L1 pour le récepteurs monofréquence, P code ou Précision code sur L1 et L2 pour les récepteurs bifréquences). Le secteur de contrôle Le secteur de contrôle permet de piloter le système. Il est composé de cinq (05) stations au sol qui sont : Colorado Springs en USA, Ascension en Amérique du Sud, Diego Garcia à l’Océan Indien, Kwajalein en Inde, Hawaï à l’Océan Pacifique. Ces cinq stations font des observations permanences 24h/24h. En plus de ces stations de poursuites, il existe des centres d’analyse et de calcule. Ce sont:  Center for Orbit Determination (CODE) Astronomical Institute of Berne, Switzerland  European Space Agency (ESOC), Darmstadt, Germany  Geodatisches Forschungs Zentrum (GFZ), Potsdam, Germany  National Resources of Canada (NRCan), Ottawa, Canada  Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, California, USA  National Geodetic Survey (NGS), Rockville, Maryland, USA  Scripps Institution of Oceanography (SIO), San Diego, California, USA ESPA 2016-2017 Page 41 Chaque centre de calcul et d’analyse dispose des éphémérides précises avec des corrections atmosphériques, orientation de l’axe du Pôle, correction d’horloge et donne les éphémérides précises moyennées après 15 jours. Le secteur utilisateur Le secteur utilisateur est l’ensemble d’utilisateur Civil et Militaire. Pour gérer l’utilisation du GPS, il existe deux types de Services. L’un c’est le Service de grande précision avec des informations cryptées, réservé au militaire : c’est le mode PPS ou Precise Positioning System. L’autre c’et le Service SPS ou Standard Positioning System, sans décodage, aux possibilités dégradées auquel aurait accès gratuitement à tous les utilisateurs disposant de récepteurs GPS. Les récepteurs des usagers utilisent les signaux des satellites pour calculer leur propre position, leur vitesse et pour se synchroniser sur l’horloge des satellites. Ces récepteurs se composent donc d’une antenne couplée à un calculateur, une horloge de précision et un décodeur de messages.

Méthodes de détermination de point par GPS

Méthode absolue  Principe On effectue des observations puis on enregistre toutes les données brutes de ces observations. On télécharge ensuite via ftp internet les éphémérides précises et les diverses corrections. On les introduit dans un logiciel de traitement. Le traitement doit être confié à une personne spécialisée qui a suivi une formation approfondie et avait des expériences dans des cas similaires.  Conditions  Il faut pouvoir enregistrer les observations données brutes ;  Il faut avoir un accès à l’internet, particulièrement au réseau FTP pour télécharger les corrections ;  La manipulation de ces données demande une performance en informatique et au logiciel adéquat ;  Il faut attendre 15 jours ESPA 2016-2017 Page 42  Précision La précision dépend :  De nombre de satellites ;  De la durée d’observation ;  Du GDOP (une grandeur qui varie de 1 à ∞ ) d’observation. Cette méthode est rarement utilisée à Madagascar. Méthode différentielle  Principe On stationne à un point connu dit station de référence ou pivot. La longueur de la ligne de base sera choisie pour que les conditions d’observation soient les mêmes (mêmes conditions atmosphériques et mêmes satellites, observations simultanées). Dans cette méthode, on ne parle plus de corrections. Les données sont introduites directement dans le logiciel livré avec les appareils de mesure. On fixe les coordonnées exactes du pivot et on calcule les coordonnées du point Rover ou mobile avec une précision centimétrique.  Conditions  Il faut avoir au moins deux appareils de mesure ;  Enregistrer les observations brutes ;  Il faut assurer la fixation des ambiguïtés entières.  Précision La précision dépend de la durée d’observation qui est proportionnelle à la longueur de la ligne de base : pour les appareils monofréquence, on ne peut pas aller au-delà de 10 km du pivot, par contre, pour les bifréquences, la ligne de base peut atteindre jusqu’à quelques centaines de Kilomètres.