La trilatération est une technique mathématique utilisée par un dispositif de système de positionnement global (GPS) pour déterminer la position, la vitesse et l'altitude de l'utilisateur. En recevant et en analysant en permanence les signaux radio de plusieurs satellites GPS et en appliquant la géométrie des cercles, des sphères et des triangles, un appareil GPS peut calculer la distance ou la distance précise à chaque satellite suivi.
Comment fonctionne la trilatération
La trilatération est une version sophistiquée de la triangulation, bien qu'elle n'utilise pas la mesure des angles dans ses calculs. Les données d'un seul satellite fournissent la localisation générale d'un point dans une grande zone circulaire de la surface de la Terre. L'ajout de données provenant d'un deuxième satellite permet au GPS de réduire l'emplacement spécifique de ce point dans une région où les deux zones de données satellite se chevauchent. L'ajout de données provenant d'un troisième satellite fournit une position précise du point à la surface de la Terre.
Tous les appareils GPS nécessitent trois satellites pour un calcul précis de la position. Les données d'un quatrième satellite, voire de plus de quatre satellites, améliorent encore la précision de la position du point et permettent également de calculer des facteurs tels que l'altitude ou, dans le cas d'un aéronef, l'altitude. Les récepteurs GPS suivent régulièrement quatre à sept satellites simultanément et utilisent la trilatération pour analyser les informations.
Satellites GPS
Le département américain de la Défense gère les 24 satellites qui transmettent des données dans le monde entier. Votre appareil GPS peut rester en contact avec au moins quatre satellites, où que vous soyez sur la Terre, même dans des zones boisées ou des grandes métropoles avec des immeubles de grande hauteur. Chaque satellite gravite autour de la Terre deux fois par jour, envoyant régulièrement des signaux vers la Terre à une altitude d'environ 12 500 milles. Les satellites fonctionnent à l'énergie solaire et disposent de batteries de secours.
Quand un GPS tombe en panne
Lorsqu'un navigateur GPS reçoit des données de satellite insuffisantes parce qu'il ne peut pas suivre suffisamment de satellites, la trilatération échoue. Des obstacles tels que de grands bâtiments ou des montagnes peuvent également bloquer les signaux satellites faibles et empêcher le calcul précis de la position. Le dispositif GPS avertira l'utilisateur d'une manière ou d'une autre qu'il est incapable de fournir des informations de position correctes.
Les satellites peuvent également échouer temporairement. Les signaux peuvent se déplacer trop lentement en raison de facteurs dans la troposphère et l'ionosphère, par exemple. Les signaux peuvent également émettre une cinglement sur certaines formations et structures de la Terre, provoquant une erreur de trilatération.
Technologies et systèmes GPS gouvernementaux
Le GPS a été introduit en 1978 avec le lancement du premier satellite de positionnement mondial. Il était contrôlé et utilisé uniquement par le gouvernement américain jusqu'aux années 1980. La flotte complète de 24 satellites actifs contrôlés par les États-Unis n’est entrée en service qu’en 1994.
Un appareil GPS n'envoie pas de données aux satellites. Les appareils GPS, tels que les smartphones équipés de cette technologie, peuvent également utiliser des systèmes téléphoniques, tels que des tours et des réseaux de téléphonie mobile, ainsi que des connexions Internet pour améliorer encore la précision de la localisation. Lors de l'utilisation de ces deux derniers systèmes, un appareil GPS peut envoyer des données à ces systèmes.
Comme le système de satellites GPS appartient au gouvernement américain et qu’il peut refuser ou limiter sélectivement l’accès au réseau, d’autres pays ont mis au point leurs propres réseaux de satellites GPS. Ceux-ci inclus:
- Le système chinois de navigation par satellite BeiDou
- Système russe de navigation par satellite (GLONASS) de la Russie
- Le système de positionnement Galileo de l'Union européenne
- Système indien de navigation par satellite indien (IRNSS), également connu sous le nom de NAVIC
