La précision des GPS dépend grandement de la précision des horloges atomiques embarquées dans les satellites qui constituent le système. © Joe Gallagher, Flickr, CC by-nc-nd 2.0

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Quelle est la précision des GPS ?

Question/RéponseClassé sous :technologie , précision du GPS , synchronisation

Grâce au GPS, il est possible de se situer où que l'on se trouve sur le globe terrestre, et ce, parfois, avec une précision étonnante, pouvant aller... jusqu'au centimètre !

Le fonctionnement du GPS repose sur une série de satellites en orbite autour de la Terre. Chaque satellite envoie des signaux indiquant sa position dans l'espace ainsi que l'heure et la date d'émission desdits signaux. Nos puces GPS, quant à elles, réceptionnent ces signaux et calculent ensuite, par trilatération, notre position - latitude, longitude et altitude - sur le globe. Pour que le système fonctionne, il faut compiler les données reçues de quatre satellites : trois pour la position et un pour la synchronisation.

La précision des horloges atomiques

La synchronisation ? Oui, parce que notre position se déduit notamment de la durée de parcours - entre le satellite émetteur et le boîtier GPS récepteur - du signal. Les informations des deux horloges doivent donc être extrêmement précises et synchronisées. Un décalage d'une microseconde entraîne une erreur de positionnement de quelque 300 mètres ! D'où le recours à des horloges atomiques. Ce sont elles - plus quelques corrections relativistes - qui font la précision du système GPS. Nos boîtiers GPS n'étant pas équipés de telles horloges, l'horodatage est produit par l'horloge atomique embarquée dans un satellite.

Puces et boîtiers GPS

Certaines puces GPS peuvent fournir une précision au centimètre mais, pour l'heure, elles sont encore trop chères et énergivores pour être ouvertes au grand public et restent donc réservées à des usages spécifiques (voiture sans conducteur, agriculture de précision, applications militaires, etc.).

Nos boîtiers GPS et nos smartphones, quant à eux, offrent une précision qui oscille, pour les meilleurs d'entre eux, entre 5 et 10 mètres, ce qui est déjà tout à fait intéressant.

Les satellites Galileo pour plus de précision

Le système de navigation européen Galileo devrait bientôt permettre d'améliorer ces chiffres. Les responsables du programme tablent sur une précision de moins de 5 mètres pour le grand public. Les horloges atomiques des satellites Galileo sont en effet plus récentes donc plus précises que celles du système américain que nous utilisons actuellement. Grâce à l'usage de multifréquences, leurs signaux seront également moins affectés par leur passage dans la ionosphère ou par les problèmes de réflexion sur les bâtiments.

Kézako : comment fonctionne un GPS ?  Le GPS (Global Positioning System), présent dans de nombreux véhicules terrestres, aériens et marins mais aussi dans une majorité de smartphones, fait désormais partie de notre quotidien. Unisciel et l’Université de Lille 1 nous expliquent, avec le programme Kézako, le fonctionnement de ce système et nous rappelle son histoire dans cette courte vidéo didactique.