Les signaux gps

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  • Publié le : 6 juillet 2010
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Les Signaux GPS

Table des matières

Introduction 3
I. Historique 4
II. Principe de fonctionnement général 5
II.1 Potentiel d'utilisation 5
II.1.1 Outils de fonctionnement 5
II.1.2 Le segment Spatial. 5
II.1.3 Segment de contrôle 6
II.1.4 Segment utilisateur 6
II.2 Principe de positionnement 6
II.3 Synchronisation de l’horloge et du récepteur : 7
III. Modulation et codagedu signal 8
III.1 Résolutions des équations 8
III.1.1 Mesure de pseudo-distance 8
III.1.2 Mesure de phase : 9
III.1.3 Combinaison des mesures 9
III.1.4 Calcul des coordonnées. 10
III.2 Signaux générés 10
III.3 Code et génération des signaux 11
III.3.1 Génération des codes PRN (Pseudo Random Noise) : 11
III.3.2 Code C/A (Coarse Aquisition) : 14
III.3.3 Code P (Precision Code): 15
III.3.4Le message de navigation : 15
III.4 Erreur de propagation atmosphérique 17
Conclusion 18
ANNEXES 20

Introduction

Ce rapport a été écrit dans le but d’expliquer le principe de fonctionnement global du GPS et plus particulièrement sur les caractéristiques techniques des signaux envoyé par les satellites. La motivation de faire des recherches sur cette technologie vient du fait que cesystème est depuis les années 2000 dans notre quotidien (particulier comme professionnel).

Nous allons tout d’abord vous replacer le GPS dans le temps avec un court historique pour permettre de comprendre pourquoi cet outil est si présent dans notre environnement quotidien.

En seconde partie, le but sera d’expliquer le fonctionnement global du système et les outils dont il a besoin pourremplir pleinement ses fonctions.

Nous verrons pour finir avec précision la manière dont on génère les signaux GPS, leurs sources d’erreurs et les compensations faite pour éviter les obstacles atmosphériques.

Ce rapport comprend aussi les références, une bibliographie et une annexe.

Historique

À l'origine le GPS était un projet de recherche de l'armée américaine. Il a été lancé dans lesannées 1960 et c'est à partir de 1978 que les premiers satellites GPS sont envoyés dans l'espace. Une seconde série de satellites est lancée à partir de 1989 en vue de constituer une flotte suffisante. En 1995 le nombre de satellites disponibles permet de rendre le système GPS opérationnel en permanence sur l'ensemble de la planète, avec une précision limitée à une centaine de mètres pour un usagecivil. En 2000, Bill Clinton confirme l'intérêt de la technologie à des fins civiles et autorise une diffusion non restreinte des signaux GPS, permettant une précision d'une dizaine de mètres et une démocratisation de la technologie au grand public à partir du milieu des années 2000.
Les États-Unis continuent de développer leur système par le remplacement et l'ajout de satellites ainsi que parla mise à disposition de signaux GPS complémentaires, plus précis et demandant moins de puissance aux appareils de réception.

Principe de fonctionnement général

1 Potentiel d'utilisation

Le Système de Positionnement Global (GPS) est un système de navigation par satellites destiné à fournir la position, la vitesse et l'heure n'importe où à la surface de la Terre ou dans ses environs. Laprécision du positionnement par GPS va de cent mètres à quelques mètres en temps réel. Elle peut atteindre quelques millimètres pour les applications de géodésie en temps différé. Bien qu'il y ait des milliers d'utilisateurs civils du GPS à travers le monde,  le GPS a été créé et est contrôlé par le département de la défense américain (U.S. Department of Defense (DoD)).

1 Outils defonctionnement

Trois satellites sont nécessaires pour déterminer la position du récepteur en trois dimensions. Un quatrième satellite est nécessaire pour tenir compte de la non-synchronisation de l'horloge du récepteur et des horloges des satellites.
Le système GPS peut se décomposer en trois segments:

• Le segment spatial: il s'agit d'un réseau de 28 satellites qui émettent sur 2 fréquences,...
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