Tester la fiabilité d’un GPS

Sur un système GPS (aussi connu sous le nom de Global Positioning System), vous pouvez obtenir la position, l’altitude et la vitesse de votre véhicule plus ou moins au millimètre près. Toutefois, le système est obligé de prendre en compte des sources d’erreurs propres au récepteur GPS qui reçoit et décrypte les signaux envoyés par la constellation de satellites tournant au-dessus de nos têtes. Même les meilleurs GPS doivent gérer ce type de problème.

Tester plusieurs paramètres

Il existe des écarts minimes entre l’horloge embarquée dans le récepteur GPS et l’heure GPS, qui synchronise le système global de positionnement par satellite, ce qui entraîne parfois un léger décalage des distances calculées. Deux solutions permettent de remédier à ce problème : soit l’horloge atomique, soit la formule mathématique. L’utilisation d’une horloge atomique dans chaque récepteur reviendrait très cher, de l’ordre d’environ $100 000. Moins coûteuses, les formules mathématiques tiennent compte de l’erreur de l’horloge, en se basant sur la détection des signaux d’au moins trois satellites par le récepteur, ce qui lui permet de réinitialiser son horloge. C’est cette solution qui est privilégiée par les fabricants de navigateurs GPS, car elle revient moins cher.

Identifier les sources d’erreurs

Autre source intrinsèque d’erreur dans le GPS, liée au fonctionnement du système. Les récepteurs GPS analysent trois signaux de satellites présents et déterminent le temps nécessaire à l’arrivée de chaque signal. Un calcul par trilatération permet alors de localiser la position exacte du récepteur. Les signaux sont transmis par les satellites à une certaine vitesse.

Or, le détecteur électronique des appareils GPS standard n’offre qu’une précision d’environ 10 nanosecondes, ou 10 milliardièmes de secondes (1 % de la durée d’un bit). Pour des signaux d’ondes radio GPS transmis à la vitesse de la lumière, cette erreur correspond à environ 3 mètres. Pour les GPS standard, impossible donc de calculer la position avec une erreur inférieure à 3 mètres. L’armée utilise en revanche des récepteurs GPS plus sophistiqués, dix fois plus précis, avec une erreur de 300 millimètres seulement.??Les perturbations atmosphériques déforment les signaux avant qu’ils ne parviennent au récepteur – c’est donc une autre source d’erreur, ainsi que les bâtiments et autres objets pleins de grande taille qui réfléchissent les signaux radio et peuvent compromettre la précision GPS. Parfois, la précision de l’horloge et des données embarquées par un satellite est une autre problématique, que les récepteurs GPS contournent en essayant de capter au moins trois satellites pour obtenir des données combinées, qui sont ainsi plus cohérentes.

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