II. Description du système GPS
Le
système GPS est composé de trois parties distinctes, appelées encore
segments :
Le
segment spatial est constitué d’une
constellation de 24 satellites repartis sur 6 plans orbitaux, comme montré sur
le dessin qui suit.
Les
satellites évoluent à une altitude de 17440 km, et mettent 12 heures pour
effectuer une révolution complète autour de la terre. Les orbites sont
inclinées de 55° par rapport à l’équateur pour assurer une bonne couverture des
régions polaires. Puisque chaque satellite suit toujours le même chemin vu de
la terre, il se présente 24 heures plus tard (moins 4 minutes, dues au
déplacement de la terre autour du soleil) au même endroit, et dans la même
position par rapport aux autres satellites. Chaque satellite transmet
régulièrement des signaux horaires, la description de l’orbite suivie
(éphéméride) et diverses autres informations. Les satellites sont équipés de
quatre horloges atomiques qui leur permettent de rester 14 jours sans contact
au sol, tout en conservant une précision suffisante. Les satellites s’orientent
continuellement pour pointer les panneaux solaires qui les alimentent vers le
soleil et les antennes vers la terre. La durée de vie d’un satellite est de 6 à
7 ans et demi.
Le
segment de contrôle est la partie
qui permet de piloter et de surveiller le système. Il est composé de cinq
stations américaines au sol, réparties dans le monde : à Hawaii, dans les
îles Marshall, sur l’île de l’Ascension, à Diego Garcia et à Colorado Springs
qui est la station maître. Leur rôle est d’enregistrer toutes les informations
émises par les satellites, de calculer leurs éphémérides et de transmettre des
données de correction grâce à des antennes. La station maître doit également
déceler tous les disfonctionnements des satellites et assurer la maintenance de
ceux-ci. Le segment de contrôle sert donc à assurer la précision exigée par le
système GPS.
Le
segment utilisateur a d’abord été
associée aux récepteurs militaires. Le matériel des militaires a d’abord été
intégré dans des avions, des bateaux, des sous-marins, des tanks, des jeeps ou
parmi les équipements individuels de soldats. Actuellement, le segment
utilisateur regroupe l’ensemble des utilisateurs civils et militaires qui ne
font que recevoir des informations des satellites et qui effectuent des calculs
à partir des messages de navigation reçus par les satellites. Le nombre
d’utilisateurs GPS n’est donc pas limité puisque les récepteurs ne font que
capter les ondes émises par les satellites : c’est le même principe de
fonctionnement qu’une radio.
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