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Historique
Le système GPS (Global Positionning System) est issu d'un programme militaire Américain débuté en 1958 (un an après le lancement du premier satellite) ; ce programme visait à obtenir la position d'un mobile terrestre à partir d'émissions radio en provenance d'un satellite.
En 1960 les ingénieurs de l'US Navy mettent au point le système Transit. Celui-ci basé sur l'effet Doppler (utilisé par les radars) permet de positionner un point fixe avec une précision métrique, cependant des contraintes fortes le rendent inutilisable : des temps de mesures importants et deux survols du récepteur sont nécessaires.
Dans les années 1970 le « Department of Defense » des États-Unis met en place ce qui deviendra le système GPS. Dans un premier temps réservé aux militaires qui envisageaient d'en crypter les émissions celui-ci sera ouvert à une utilisation civile sous la pression du marché (plusieurs milliards de dollars par an).
L'ouverture au marché civil s'accompagne toutefois d'une dégradation des performances introduite par les militaires. Nommée Sélective Aviability ce système peut dégrader, en fonction des tensions géopolitiques, la précisions du GPS à 100m dans 95% des mesures.
Le 1er mai 2000, le président Bill Clinton a annoncé qu'il mettait fin à cette dégradation volontaire du service. Depuis, il est courant d'avoir une position précise à 20 mètres ou moins.

Principe de Fonctionnement
Le système GPS comprend au moins 24 satellites artificiels minimum orbitant à ± 20 000 km d'altitude.
Le principe de fonctionnement est très proche du principe de la triangulation; La vitesse de transmission des signaux émis par les satellites est équivalente à la vitesse de la lumière.
On mesure la distance entre l’utilisateur et un certain nombre de satellites de positions connues grâce au temps qu’a mis chaque signal à parvenir jusqu’a votre GPS.
Le récepteur GPS est capable d’identifier le satellite qu’il utilise à l’aide d’un identifiant propre à chaque satellite.
Il charge à l’aide de ce signal,
l’heure atomique, l’éphéméride (les informations sur l’orbite et la position du satellite) et l’almanach (dates des mises à jour et validité des informations) .
Le téléchargement de ces informations prend 18 secondes dans des conditions optimales (dans une plaine, ciel dégagé, à l’arrêt).
Pour mesurer la distance qui sépare le satellite du GPS, on mesure le temps
T mis par le signal pour aller de l’un à l’autre.
Pour définir la position de l’utilisateur, il faut avoir reçu les informations de 3 satellites minimum. Un 4ème permet d’obtenir une position en 3 dimensions.

Utilisation au quotidien
Lorsque vous allumez votre GPS, il est tout a fait normal que celui-ci ne soit pas opérationnel immédiatement; Contrairement au réseau GSM (téléphone mobile), les signaux GPS viennent de très loin et il est nécessaire de déployer une puissance importante de calcul pour les décoder. C'est le rôle du récepteur GPS.
Les informations décodées par le récepteur GPS sont ensuite utilisées par le logiciel de navigation => ce n’est donc pas le logiciel qui détermine la rapidité d’acquisition des satellites.
La rapidité d’acquisition des satellites (c’est ce que l’on appelle un fix satellite) dépend de votre environnement:
1) si vous êtes à l’arrêt ou en marche
2) si vous êtes dans une zone urbaine très dense avec de grands immeubles ou dans une forêt dense
3) pare-brise athermique
4) si vous êtes en intérieur
5) temps durant lequel vous n’avez pas utilisé le GPS.
6) etc ...

Les valeurs indiquées ci-dessous sont des valeurs moyennes dans des conditions optimum:
1) 50" pour un
Cold Start : Sortie d'usine, GPS n'ayant jamais fonctionné ou qui n'a pas été utilisé depuis plusieurs semaines, batterie interne vide: il faut que le GPS télécharge l'almanach et les éphémérides émis par les satellites
2) 30" pour un
Warm start : L'alimentation a été coupée, la batterie est légèrement déchargée, sa mémoire garde les informations de son dernier FIX, il redémarre d'un nouvel endroit, il doit refaire le point.
3) 4" à 8" pour un
Hot start : L'alimentation n'a pas été coupée, il repart du même point ou juste à côté sur les mêmes satellites, il vient de passer sous un tunnel, il y a eu une obstruction temporaire à la réception des signaux.
La validité des éphémérides téléchargées est d’environ 4 heures (en effet, les satellites dérivent et leur position devient obsolète).
Passé ce délai, les éphémérides ne sont plus valables et il est nécessaire de les retélécharger complètement (Cold Start).
Il est impératif de placer judicieusement son GPS dans la voiture; En effet, une mauvaise localisation ou un pare-brise athermique (atténue considérablement le signal) rallonge considérablement le fix, voir le rende impossible !
Les puissants chipsets GPS (Sirf Star 3, Globale Locate) améliorent les choses, mais ne pourront en aucun cas faire des miracles !
Une des parades en cas de mauvaise réception restera l’antenne additionnelle extérieure.
Fonctionnement sur le Tomtom
Lors de l’acquisition des satellites, les barres sont grises.
Lorsque les satellites sont acquis, les barres sont bleues

Une fois acquis, les coordonnées GPS sont indiquées sous la forme latitude et longitude.

De plus, on peut observer la position des satellites dans le ciel sur la map monde.
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