Système de positionnement
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Les systèmes de positionnement satellitaires sont des ensembles composés d’une constellation de satellites en orbite autour de la Terre et de récepteurs. Le récepteur, qui peut être au sol ou embarqué sur un véhicule, un navire ou un avion, reçoit des informations en provenance des satellites qui lui permettent de calculer sa position par rapport à la Terre (en pratique, par rapport à l’ellipsoïde définie par le World Geodetic System en 1984 - WGS84, qui est une approximation du géoïde terrestre).
Note : les références cartographiques sont souvent basées sur des ellipsoïdes moins récentes (WGS72 - voire pire) ce qui entraîne une erreur de positionnement qui peut être supérieure à la précision du système.
Le récepteur est souvent couplé à un calculateur qui détermine le cap à suivre pour rejoindre un point de coordonnées connues ou qui fait défiler une carte digitale sous le mobile. Le système de positionnement devient alors un système de navigation.
Le récepteur peut aussi être couplé à un téléphone cellulaire ou satellitaire qui retransmet automatiquement la position du mobile à un central. Ce central peut alors contrôler, gérer ou surveiller le déplacement des mobiles.
La précision de la localisation est, en principe, indépendante du lieu. Elle dépend du nombre de satellites reçus et du temps d’intégration. Les récepteurs les plus simples permettent de localiser en quelques secondes un mobile avec une précision inférieure à 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.
Principe
Les principaux systèmes de positionnement reposent aujourd'hui sur plusieurs dizaines de satellites émetteurs spécialisés en orbite et de récepteurs-calculateurs mobiles sur Terre. La réception par le calculateur, d'un minimum de 4, satellites assure un calcul de positionnement précis par triangulation.
En cas de difficultés de réception, 3 satellites permettent de faire un point en 2D (sans l'altitude). Avant les satellites, les navigateurs utilisait un réseau de stations radios terrestres.
Les systèmes existants
Les systèmes fonctionnant à l'aide de satellites ont eu leur équivalent terrestre à compter de 1968, le système de navigation Oméga. Il utilisait huit antennes démesurément hautes réparties à travers le monde. Un terme a été mis à son fonctionnement en 1997.
Les systèmes de positionnement existants sont :
- Galileo pour l'Europe (en cours de développement),
- GLONASS pour la Russie,
- GPS (Global positionning system) pour les États-Unis,
- LORAN, un des ancêtres utilisant des stations terrestres
Les systèmes par satellites (GPS & GLONASS) peuvent êtres complémentés par des systèmes dit d'overlay qui délivrent en temps-réel des corrections permettant d'accroître la précision ainsi que des informations permettant de garantir l'intégrité de ces correction.
Les systèmes d'overlay existant (ou en développement) sont :
- WAAS, pour les États-Unis (zone de service appelée CONUS), complémentant le GPS
- EGNOS, pour l'Europe (zone de service appelée ECAC), complémentant les GPS & GLONASS. EGNOS est une brique participant au développement de Galiléo.
Utilisations
Les systèmes de positionnement sont utilisés essentiellement pour la navigation, le repérage des balises de détresse, la gestion de réseaux de transport, les systèmes de télécommunications, mais aussi pour l'agriculture de précision, la gestion des collectivités locales, etc.
Ils sont également à la disposition des particuliers, qui peuvent acheter du matériel leur permettant de localiser leur position exacte à tout moment, par exemple au cours de leurs déplacements en automobile ou en randonnée.
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