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Qu'est-ce que la navigation par satellite SatNav, GNSS

Qu'est-ce que la navigation par satellite SatNav, GNSS

La navigation par satellite, ou SatNav, fait partie intégrante de la vie quotidienne. SatNav est inclus dans la plupart des nouvelles voitures aujourd'hui, et la technologie est incorporée dans la plupart des nouveaux smartphones, ce qui leur permet d'être utilisée pour détecter l'emplacement du téléphone et permettre l'envoi d'annonces localisées, ainsi que de fournir une cartographie et une direction pour une utilisation à pied et à l'intérieur. voitures, etc.

Le premier système SatNav était connu sous le nom de GPS, Global Positioning System, mais d'autres sont maintenant disponibles ou en cours de mise en service.

La plupart des systèmes de navigation par satellite utilisés aujourd'hui offrent une couverture mondiale et sont donc connus sous le nom de GNSS, Global Navigation Satellite Systems. Utilisant généralement des orbites terrestres moyennes, ces systèmes fournissent des signaux de navigation et de temps très précis, permettant aux utilisateurs de trouver leur position à quelques mètres ou moins sur le service terrestre, tandis que d'autres utilisateurs peuvent extraire un signal de temps extrêmement précis.

Notions de base sur SatNav GNSS

Le concept de base derrière la navigation par satellite ou les systèmes GNSS est que les signaux sont transmis par les satellites dans l'espace et ceux-ci sont reçus par les récepteurs sur ou près de la surface de la terre. En utilisant la synchronisation, il est possible de déterminer la distance de chaque satellite et en utilisant ainsi un processus de triangulation et une connaissance des positions des satellites, la position sur Terre peut être déterminée.

Les satellites envoient tous des informations de synchronisation afin que le récepteur sache quand le message a été envoyé. Comme les signaux radio voyagent à la vitesse de la lumière, ils prennent un temps très court mais fini pour parcourir la distance entre le satellite et le récepteur. Les satellites transmettent également des informations sur leurs positions. De cette façon, le récepteur est capable de calculer la distance entre le satellite et le récepteur.

Les satellites d'un système SatNav ou GNSS orbitent généralement sur une orbite terrestre moyenne. Il y a normalement trois orbites ayant chacune quatre satellites opérationnels. Cette configuration donne suffisamment de satellites en vue pour que tout utilisateur au sol en ait suffisamment pour obtenir une position précise. Cela ne peut évidemment se produire que si l'utilisateur n'est pas protégé par de grands bâtiments, etc.

L'usage original du premier GNSS appelé GPS était à usage militaire, et c'est toujours l'un des principaux moteurs de leur fonctionnement. Cependant, les utilisateurs nationaux et commerciaux sont également autorisés à accéder, bien que cela puisse ne pas être avec la même précision.

Les signaux des satellites GNSS sont souvent transmis en bande L autour de 1500 MHz, et bien que les signaux reçus soient faibles, les techniques avancées utilisées permettent aux récepteurs de capter les données sur Terre.

Les satellites sont contrôlés avec une précision extrêmement élevée mais les stations au sol. Ceux-ci sont situés dans le monde entier à des points stratégiques, de sorte que les données d'état peuvent être reçues et les données de correction peuvent être appliquées, et les satellites contrôlés depuis la Terre.

Les orbites des satellites GNSS SatNav sont étroitement contrôlées car des erreurs sur leur orbite se traduiront par des erreurs dans les positions finales. Les signaux horaires sont également étroitement contrôlés. Les satellites contiennent une horloge atomique afin que les signaux horaires qu'ils émettent soient très précis. Même si ces horloges dériveront légèrement et pour surmonter cela, les signaux des stations terriennes sont utilisés pour corriger cela.

Pour la plupart des systèmes GNSS SatNav, un certain nombre de pièces de rechange sont lancées afin que si un satellite tombe en panne, un autre puisse rapidement entrer en service.

Les satellites sont soumis aux rigueurs de l'espace extra-atmosphérique et peuvent tomber en panne en raison de nombreuses causes, y compris les tempêtes solaires, etc., et il est donc essentiel de disposer de pièces de rechange pouvant rapidement entrer en service. Le système GPS, NavStar, basé aux États-Unis, possède 24 satellites actifs et un certain nombre de pièces de rechange en fonction du nombre d'échecs avant que d'autres remplacements puissent être mis en orbite.

Différents systèmes SatNav

Il existe plusieurs systèmes GNSS ou SatNav différents qui ont été mis en ligne ou sont en cours de déploiement:

  • GPS - Système de positionnement global: Le GPS est le système SatNav détenu et exploité par les États-Unis. Il comprend jusqu'à 32 satellites sur six orbites. Le nombre exact de satellites varie à mesure que les anciens satellites sont retirés et remplacés. Le système est devenu opérationnel pour la première fois en 1978, même s'il était disponible dans le monde entier après 1994. Compte tenu de la durée de son fonctionnement, c'est le système le plus largement utilisé.
  • Galileo: Galileo est le GNSS développé par l'Union européenne. La capacité opérationnelle précoce est devenue disponible en 2016 et elle devrait atteindre sa pleine capacité opérationnelle d'ici 2020. L'objectif est que Galileo soit utilisé dans le système GPS modernisé avec des récepteurs SatNav combinant les signaux des satellites Galileo et GPS pour fournir une précision considérablement améliorée. .
  • GLONASS: Les lettres GLONASS signifient Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, (GLObal NAvigation Satellite System). Ce système GNSS SatNav est détenu et exploité par la Russie pour fournir une radionavigation civile utilisant la technologie des satellites. Il est également utilisé par les forces de défense aérospatiales russes. Le système offre une couverture mondiale complète en utilisant 24 satellites.
  • BeiDou: Le système chinois BaiDou GNSS ou SatNav a connu plusieurs générations. Le système BaiDou-3 comprendra 30 satellites en orbite terrestre moyenne et cinq en orbite géostationnaire. Le système mondial complet a été achevé en décembre 2018.

Voir la vidéo: SVT - 1èreS - Exploiter des données GPS (Novembre 2020).