Système de positionnement par satellites - Définition
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Historique
Le systèmes satellitaires ont été précédés par les systèmes terrestres de radionavigation , comme le DECCA, le LORAN et l’Oméga, qui utilisaient des émetteurs terrestres et non des satellites. Certains de ces systèmes sont encore opérationnels, particulièrement en aéronautique, en raison de leur fiabilité et de leur précision locale, comme l’ILS ou l’ADF.
Le système “TRANSIT”
Le système TRANSIT fut le premier système satellitaire global opérationnel, déployé en 1960-70. Il utilisait l’effet doppler, permettant le calcul du gisement du satellite, et non le temps d’arrivée comme les systèmes modernes, qui calculent la distance au satellite. Le nombre de satellites était d’une dizaine, ne permettant un point que toutes les heures en moyenne.
Le signal à 400MHz du Transit contenait les éphémérides ( la position orbitale précise ) du satellite, indispensable pour le calcul du point. Ces éphémérides étaient déterminées par le US Naval Observatory (USNO) qui mettait à jour ces données à bord des satellites.
Sa précision était modeste, environ 1 km, suffisante pour la navigation hauturière.
Caractéristiques
Les systèmes sont caractérisés par leurs performance pour les applications souhaitées, principalement:
Précision
La précision de la localisation dépend du nombre de satellites reçus et du temps d’intégration, ainsi que de la géométrie des mesures. Les récepteurs les plus simples permettent de localiser en quelques secondes un mobile avec une précision meilleure que 100 mètres. Les récepteurs sophistiqués tels que ceux embarqués sur les avions civils et militaires permettent une précision inférieure au décamètre, voire au mètre. Un récepteur fixe au sol permet, après une intégration sur une période de plusieurs minutes, de connaître la position d’un point avec une précision centimétrique.
La position est calculée par rapport au système géodésique World Geodetic System en 1984 WGS 84), mais les références cartographiques sont souvent basées sur des systèmes géodésiques plus anciens (WGS 72 ou antérieurs). L'écart entre ces systèmes cartographiques locaux et le système de référence (jusqu'à 500m dans certaines iles océaniques) peut entraîner une erreur de positionnement supérieure à l'imprécision du système. Ces corrections doivent donc être introduites.
Intégrité
L'intégrité est le terme officiel de l'OACI pour désigner la fiabilité du point fourni: une position utilisée en navigation au large, par exemple peut être occasionnellement erronée (faible intégrité) sans conséquences graves, si le mobile possède des instruments autonomes, alors qu'une position utilisée pour un atterrissage sans visibilité doit au contraire avoir une intégrité absolue.
Couverture et disponibilité
Un système peut avoir une couverture globale ou régionale, il peut être indisponible pendant des périodes plus ou moins longues, avoir des manques de satellites (par exemple GLONASS). Le but des systèmes combinés comme les GNSS-1 et GNSS-2 est de pallier les défauts de chaque système individuel grâce à des combinaisons et compléments dits d'augmentation.
Usage civil ou militaire
Les systèmes de navigation satellitaires ont été développés d’abord pour le besoin militaire. Ils permettent en effet une précision inégalée dans le guidage des missiles au but, augmentant leur efficacité et réduisant les risques de dégâts collatéraux. Ces systèmes permettent également aux forces terrestres de se positionner avec précision, réduisant les incertitudes tactiques, aux marines et aux forces aériennes de naviguer avec précision, indépendamment de tout support au sol.
Ainsi, les satellites de navigation agissent en multiplicateur de puissance militaire, et dans les conflits très médiatisés, réduisent les retentissements des pertes civiles. Toute nation ayant des ambitions militaires souhaite donc se doter de ces systèmes.
La possibilité de distribuer des signaux de radionavigation inclut également la possibilité de les interdire d’emploi sur certaines zones sans une clé de décryptage. Le signal civil du GPS était muni jusqu’en 1990 d’un code d’étalement aléatoire de précision, pour éviter son emploi militaire (‘’selective availability’’ ), qui réduisait la précision à 100m au lieu des 10m actuels.
