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Comment le GPS fonctionne-t-il ?

TomTom Education

La Science derrière le GPS

La distance des satellites

Vitesse x Temps = Distance et dans le vide les ondes radio se déplacent à la vitesse de la lumière : 299.792,458 mètres par seconde. Ainsi, il semblerait relativement simple de calculer la distance du récepteur au satellite, sauf qu'il y a une complication supplémentaire : le chronométrage.(timing)

Si un satellite se trouvait à la verticale, le trajet de son signal jusqu'au récepteur nécessiterait environ 0,06 seconde. Imaginez que le satellite et le récepteur commencent à jouer une chanson exactement au même moment (et qu'en étant à côté du récepteur, vous pouvez entendre les deux chansons). Votre écoute de la version jouée par le satellite est retardée par le temps qu'il lui faut pour arriver au récepteur. Alors, près de l'appareil de navigation, vous entendez donc deux versions de la chanson, l'une avec une fraction de retard par rapport à l'autre.

Afin de calculer avec précision le retard de la version satellite de la chanson, vous pouvez retarder la version du récepteur jusqu'à ce que les deux chansons soient parfaitement synchronisées. Le temps dont il faut retarder la version du récepteur pour atteindre cette synchronisation, est le temps de trajet de la version satellite de la chanson.

Essentiellement, c'est ainsi que le GPS fonctionne. Seulement au lieu d’une chanson, les satellites et les récepteurs utilisent un petit truc astucieux nommé le " Code de bruit pseudo-aléatoire ".


Code de bruit pseudo-aléatoire
Le code de bruit pseudo-aléatoire est simplement un code numérique (ou une séquence d'impulsions marche/arrêt) qui est si compliqué que son signal pourrait être pris pour un bruit électrique aléatoire. La complexité de ce code a trois raisons principales :

1. Pour s'assurer que l'appareil de navigation ne se synchronise pas accidentellement avec un autre signal, puisqu'aucun signal errant n'est susceptible d'avoir le même schéma.

2. Chaque satellite possède son propre code pseudo-aléatoire unique. Ainsi votre récepteur ne capte pas accidentellement le signal d'un autre satellite et les satellites peuvent tous fonctionner sur la même fréquence sans s'encombrer les uns les autres.

3. Le schéma complexe du code permet à votre appareil de navigation de calculer avec une grande précision le temps de retard du signal.

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