top of page
SXblue GPS GNSS

1-800-463-4363

GPS - LE BUDGET DES ERREURS

Cette section présente une vue d'ensemble simple et succincte du GPS, un résumé des erreurs associées aux mesures et les différents types de corrections différentielles.


GPS - Fonctionnement

Le budget d'erreur et la nécessité d'une correction différentielle GPS - Fonctionnement - Le ministère américain de la défense (DoD) exploite un système de positionnement global (GPS) fiable, fonctionnant 24 heures sur 24 et par tous les temps. NAVSTAR (NAVigation Satellite Time And Ranging), le nom original donné à cet outil de positionnement géographique et de navigation, comprend une constellation officielle de 24 satellites (plus des satellites de rechange actifs) en orbite autour de la Terre à une altitude d'environ 22 000 km.


Principe de base

Ces satellites transmettent diverses informations codées aux utilisateurs du GPS sur différentes fréquences UHF (par exemple, le code C/A sur L1, 1575,42 MHz). Ces informations permettent à l'équipement de l'utilisateur de calculer la portée de chaque satellite. Le GPS est essentiellement un système de chronométrage - les distances sont calculées en chronométrant le temps nécessaire pour que le signal GPS codé atteigne l'antenne GPS de l'utilisateur. Pour calculer une position géographique, le récepteur GPS utilise un algorithme complexe qui intègre les coordonnées des satellites et la portée de chacun d'entre eux. La réception d'au moins quatre de ces signaux permet au récepteur GPS de calculer des coordonnées 3D. Le suivi de seulement trois satellites réduit la position à des coordonnées 2D (horizontales et verticales fixes). Le récepteur GPS calcule sa position par rapport au centre de phase de l'antenne GPS. La latitude, la longitude et l'altitude de l'antenne sont référencées selon la révision actuelle de l'ellipsoïde WGS 84 (G-1150) du système géodésique mondial de 1984 (Notez que la révision actuelle du G-1150 diffère de la mise en œuvre originale du datum WGS 84. Voir « Un mot sur le système de référence » dans le menu « Comprendre le SBAS »).


Services GPS

La précision du positionnement offerte par le GPS varie en fonction du type de service et d'équipement disponible. Pour des raisons de sécurité, il existe deux services GPS : le service de positionnement standard (SPS) et le service de positionnement précis (PPS). Le SPS utilise un code modulé sur le signal pour les mesures et est appelé code d'acquisition grossière (code C/A). Le ministère américain de la défense (DoD) réserve le PPS à l'usage de son personnel et de ses partenaires autorisés. Le PPS utilise un code différent de celui du SPS, appelé code de précision (code P), et contient plus de résolution que le code C/A. Le DoD fournit le SPS gratuitement. Le DoD fournit le SPS gratuitement, dans le monde entier, à tous les utilisateurs civils.


Actuellement, le GPS autonome est capable de fournir une précision de l'ordre de 10 à 15 mètres, en fonction de la sophistication du moteur GPS. Pour de nombreuses applications de positionnement et de navigation, ce niveau de précision n'est pas suffisant et des techniques différentielles doivent être utilisées.


Le budget d'erreurs et la nécessité d'une correction différentielle Il existe plusieurs sources d'erreurs qui altèrent la précision des récepteurs GPS et plusieurs façons de les compenser.


Le budget des erreurs

Afin de conserver un avantage stratégique, le ministère américain de la défense a eu l'habitude de dégrader artificiellement les performances du SPS de manière à ce que la précision du positionnement soit limitée à 100 mètres 95 % du temps. Cette dégradation intentionnelle était appelée disponibilité sélective (DS). L'effet de la SA a été réduit à zéro depuis le milieu de l'année 2000 et a été officiellement « désactivé » (définitivement) en 2007.


Les principales sources d'erreurs qui dégradent aujourd'hui les performances du GPS sont les erreurs atmosphériques, la géométrie des satellites, les trajets multiples, les erreurs de synchronisation et les erreurs d'orbite des satellites.


Erreurs atmosphériques

Les erreurs atmosphériques constituent la source d'erreurs la plus importante du GPS. Les satellites étant en orbite à environ 20 000 km au-dessus de la terre, les signaux GPS doivent traverser les couches de l'ionosphère et de la troposphère avant d'atteindre l'antenne du récepteur. L'ionosphère est le terme collectif désignant les différentes couches de particules ionisées et d'électrons que l'on trouve à des altitudes comprises entre 80 et 250 km dans l'atmosphère. L'ionisation est principalement causée par le rayonnement solaire de courte longueur d'onde (rayons X et ultraviolets) pendant la journée. Les activités ionosphériques ont le plus grand impact sur la précision du GPS. La correction différentielle compensera largement les erreurs atmosphériques.





Géométrie des satellites

Étant donné qu'un récepteur utilise la triangulation des signaux GPS pour déterminer sa position sur la terre, plus la géométrie des satellites dans le ciel est bonne, meilleur est le résultat de la triangulation.