Entrer dans le GPS - mannequins

GPS signifie Global Positioning System. Un récepteur radio spécial mesure la distance entre votre position et les satellites qui émettent en orbite autour de la Terre. Le GPS peut localiser votre position n'importe où dans le monde. Assez cool, hein? En plus d'acheter le récepteur, le système est gratuit pour tout le monde.

Vous pouvez acheter un récepteur GPS peu coûteux, y insérer des piles, l'allumer, et hop! Votre position apparaît sur l'écran. Aucune carte, boussole, sextant, ni cadran solaire n'est requis. Juste comme de la magie. Ce n'est pas vraiment magique, cependant, mais a évolué à partir de quelques grandes applications pratiques de la science qui se sont réunis au cours des 50 dernières années.

Comment fonctionne le GPS

Les subtilités du GPS sont ancrées dans les mathématiques, la physique et l'ingénierie, mais vous n'avez pas besoin d'être un génie pour comprendre comment fonctionne le GPS. Le GPS est composé de trois parties:

• Satellites
• Stations au sol
• Récepteurs

Satellites satellites

Dans le jargon GPS, un satellite est le segment spatial. Une constellation de 24 satellites GPS (21 opérationnels et 3 de rechange) en orbite à environ 12 000 miles au-dessus de la Terre. Les satellites zooment à travers les cieux à environ 7 000 miles par heure. Il faut environ 12 heures à un satellite pour orbiter complètement la Terre, passant exactement au même endroit environ toutes les 24 heures. Les satellites sont positionnés là où un récepteur GPS peut recevoir des signaux d'au moins six des satellites à n'importe quel moment, à n'importe quel endroit sur la Terre (si rien n'obstrue les signaux).

Un satellite possède trois éléments matériels essentiels:

• Ordinateur: Cet ordinateur de bord contrôle son vol et d'autres fonctions.
• Horloge atomique: Elle garde l'heure exacte dans les trois nanosecondes (environ trois milliardièmes de seconde).
• Émetteur radio: Ceci envoie des signaux à la Terre.

Les satellites GPS ne vous aident pas seulement à rester sur place. Tous les satellites GPS depuis 1980 portent des capteurs NUDET. Non, ce n'est pas un système de détection de pornographie de haute technologie. NUDET est un acronyme pour NUclear DETonation; Les satellites GPS sont dotés de capteurs permettant de détecter les explosions d'armes nucléaires, d'évaluer la menace d'une attaque nucléaire et d'aider à évaluer les dommages causés par les frappes nucléaires.

Les satellites GPS à énergie solaire ont une durée de vie limitée (environ 10 ans). Quand ils commencent à échouer, les pièces de rechange sont activées ou de nouveaux satellites sont envoyés en orbite pour remplacer les anciens. Cela donne au gouvernement une chance de mettre à niveau le système GPS en mettant du matériel avec de nouvelles fonctionnalités dans l'espace.

Les satellites GPS transmettent deux types de signaux radio: le code C / A et le code P. Coarse Acquisition (code C / A) est le type de signal que les unités GPS grand public reçoivent. Le code de précision (code P) fournit des informations de localisation très précises. Le code P est difficile à bloquer et à usurper. L'armée américaine est l'utilisateur principal des transmissions de code P, et il utilise une forme cryptée des données afin que seuls les récepteurs spéciaux puissent accéder à l'information.

Stations au sol de couverture

Les stations au sol sont le segment de contrôle du GPS. Cinq stations terrestres sans pilote autour de la Terre surveillent les satellites. Les informations provenant des stations sont envoyées à une station de contrôle principale - le Centre d'opérations spatiales consolidées (CSOC) à la base aérienne de Schriever au Colorado - où les données sont traitées pour déterminer les éphémérides et les erreurs de synchronisation de chaque satellite.

Une éphémérides est une liste des positions prédites de corps astronomiques tels que les planètes ou la Lune. Éphémérides (le pluriel de éphémérides ) ont été autour depuis des milliers d'années en raison de leur importance dans la navigation céleste. Les éphémérides sont compilées pour suivre les positions des nombreux satellites en orbite autour de la Terre.

Les données traitées sont envoyées aux satellites une fois par jour avec des antennes terrestres situées dans le monde entier. C'est un peu comme synchroniser un assistant numérique personnel (PDA) avec votre ordinateur personnel pour vous assurer que toutes les données sont synchronisées entre les deux appareils. Parce que les satellites ont de petites fusées intégrées, le CSOC peut les contrôler pour s'assurer qu'ils restent dans une orbite correcte.

Récepteurs GPS

Toute personne disposant d'un récepteur GPS peut recevoir les signaux satellites pour déterminer où elle se trouve. Les consommateurs peuvent acheter des récepteurs GPS pratiques dans les magasins d'articles de sport. Ils sont faciles à utiliser et sont principalement destinés à des utilisations récréatives et autres qui ne nécessitent pas un niveau élevé de précision de localisation. Les trois grands fabricants sur le marché des GPS grand public sont Garmin, Magellan et Lowrance. Les récepteurs GPS grand public ont un prix raisonnable, de moins de 100 $ à 400 $ aux États-Unis.

Quelle est la précision d'un récepteur GPS?

Selon le gouvernement et les fabricants de récepteurs GPS, attendez-vous à ce que votre appareil GPS soit précis à moins de 49 pieds (soit 15 mètres pour les utilisateurs avertis). Si votre GPS signale que vous êtes à un certain endroit, vous pouvez être raisonnablement sûr que vous êtes à moins de 49 pieds de cet ensemble exact de coordonnées.

Les récepteurs GPS vous indiquent la précision de votre position. En fonction de la qualité des signaux satellites reçus par l'unité, l'écran affiche la précision estimée en pieds ou en mètres. La précision dépend de

• Emplacement du récepteur

Obstructions qui bloquent les signaux satellites

Bien que les récepteurs GPS de qualité puissent fournir une précision inférieure à deux centimètres, ils sont très spécialisés et coûteux, nécessitent beaucoup de formation et ne sont pas disponibles. t très portable. Leur précision est obtenue avec le DGPS et le post-traitement des données collectées pour réduire les erreurs de localisation. L'utilisateur GPS moyen n'a pas besoin de ce niveau de précision.

Les nuages, la pluie, la neige et la météo ne réduisent pas suffisamment la puissance des signaux GPS pour réduire la précision.La seule façon que la météo peut affaiblir les signaux est quand une quantité importante de pluie ou de neige s'accumule sur l'antenne du récepteur GPS ou sur un auvent suspendu arbre.