Le#GPS#

1#

2#

Connaitre#le#principe#de#fonctionnement#du#GPS.#

Objectif:##

3#

Savoir#utiliser#un#GPS#en#tout#sécurité#grâce#à#la#connaissance#de#son#fonctionnement#et#des#erreurs#qui#lui#sont#associées#

Utilité:#

Sommaire:#

I)  Introduction#II)  #Application#du#GPS#III) #Composition#du#GPS#IV) #Principe#de#fonctionnement#V) Ses#possibilités#VI) #Ses#défauts#VII) #La#navigation#au#GPS#VIII) Application#en#avionique#IX) #Conclusion##X)  #Questions#

4#

I)  Introduction#«#Un#peu#»#d’histoire!#

Le#GPS#(global#positioning#system)#était#à#la#base#un#projet#militaire#américain.#Il#a#été#lancé#dans#les#années#60#pour#remplacer#le#système#de#guidage#utilisé#à#l’époque#:#Le#système#TRANSIT.##Ce#système#avait#une#précision#de#l’ordre#du#Kilomètre#et#ne#pouvait#donner#une#position#que#toute#les#20min…#(utilisation#des#signaux#spoutnik)##C’est#à#partir#de#1978#que#les#premiers#satellites#GPS#ont#été#envoyé#dans#l’espace.#Dans#ces#années#là,#le#GPS#n’avait#que#des#applications#militaires,#notamment#pour#le#guidage#de#missiles#de#croisière#et#de#bombes.##

5#

C’est#en#1983#après#un#grave#accident#que#Ronald#Reagan#a#promis#que#la#technologie#GPS#serait#disponible#aux#civils.#En#effet#à#l’époque,#pour#qu’un#civil#utilise#cette#technologie#il#devait#dépenser#plusieurs#milliards#de#dollars#par#an!##En#1995,#le#nombre#de#satellites#devenait#enfin#assez#suffisant#(24)#pour#rendre#le#système#GPS#opérationnel#en#permanence#sur#la#planète.###C’est#à#partir#du#milieu#des#années#2000#que#Bill#Clinton#leva#la#restriction#des#signaux#GPS#au#public,#permettant#une#précision#de#l’information#d’une#dizaine#de#mètres#et#la#démocratisation#de#la#technologie.#De#nos#jour#la#constellation#est#composée#de#31#satellites.#

6#

I)  Introduction+

II)#Applications#du#GPS#

Le#système#GPS#peut#être#utilisé#pour#la#navigation:##j#En#randonnée#j #Sur#route#j #Dans#l’air#j #En#mer#j #Dans#l’espace#à#proximité#de#la#Terre#

Le#GPS#peut#également#servir###j #Aux#études#géodésiques#j #Aux#recherches#scientifiques#(étude#de#migrations,#déplacements#et#localisation#d’animaux).#j #Aux#systèmes#d’armes#(missiles#tactiques,#bombes#etc...)#

7#

III)#Composition#du#GPS#

1)  Le#segment#spatial#2)  Le#segment#de#contrôle#3)  Le#segment#utilisateur#

Le#GPS#est#composé#de#3#parties#distinctes#appelées#segments:#

8#

1)  Le#segment#spatial#

Le#segment#spatial#est#composé#de#31#satellites#NAVSTAR##(NAVigation#Satellite#Timming#And#Ranging).#Ces#satellites#évoluent#sur#6#plans#orbitaux#différents#et#à#une#altitude#comprise#entre#20#000#et#20#500km.#La#révolution#d’un#satellite#est#de:#11#heures#58#minutes#02#secondes#soit#un#demi#jour#sidéral.#

9#

III)+Composition+du+GPS+

Qu’est'qu’un'jour'sidéral?'

Un#jour#sidéral#est#le#temps#mis#par#une#planète#pour#faire#un#tour#sur#ellejmême#par#rapport#aux#étoiles.##

La'différence'avec'un'jour'solaire?'

Un#jour#solaire#est#le#temps#mis#par#une#planète#pour#que#le#soleil#repasse#à#la#verticale#du#méridien#local.#

10#

III)+Composition+du+GPS+++1)+Le+segment+spatial+

De#1#vers#2#!#jour#sidéral#De#1#vers#3#!#jour#solaire#

La#terre#parcours#un#peu#moins#d’1°#par#jour#autour#du#soleil##360°#/#365,25#=#0,9856#

De#ce#fait#pour#que#le#soleil#repasse#à#la#vertical#du#méridien#local,#la#terre#aura#besoin#d’effectuer#une#rotation#de#361°#

La#terre#ayant#une#vitesse#de#rotation#de#0.25°#/#min#Ceci#explique#la#différence#de#4’#entre#un#jour#sidéral#et#un#jour#solaire.#

11#

III)+Composition+du+GPS+++1)+Le+segment+spatial+

2)#Le#segment#de#contrôle#

Ces#stations#sont#les#yeux#et#les#oreilles#du#système#GPS,#elles#vérifient#l'état#des#satellites#lors#de#leur#passage#au#dessus#d'elles.###Ces#stations#transmettent#ensuite#leurs#données#à#la#station#principale#de#Colorado#Springs.#C'est#là#que#les#paramètres#décrivant#l'orbite#des#satellites#et#la#qualité#des#horloges#embarquées#sont#estimées,#la#détermination#d'un#repositionnement#éventuel#est#également#étudié.###Cette#information#est#alors#renvoyée#aux#stations#de#chargement#qui#transmettent#l'information#aux#satellites.#

Le#segment#de#contrôle#est#composé#de#5#stations#répartis#uniformément#sur#la#surface#du#globe.##

12#

III)+Composition+du+GPS+

7'îles'Hawaï'(Pacifique),'7'Kwajalein'(Pacifique),'7'Ascension'(Atlantique),'7'Diego'Garcia'(Océan'Indien)'7'Colorado'Springs'(USA).'

Grâce#à#la#répartition#des#stations#de#contrôle,#tous#les#satellites#GPS#sont#captées#92%#du#temps#

13#

III)+Composition+du+GPS+++2)+Le+segment+de+contrôle+

Il#regroupe#l'ensemble#des#utilisateurs#civils#et#militaires#qui#ne#font#que#recevoir#et#exploiter#les#informations#des#satellites.##Le#système#ne#peut#pas#être#saturé#:#le#nombre#maximum#d'utilisateurs#GPS#est#donc#illimité.#

3)#Le#segment#utilisateur#

14#

III)+Composition+du+GPS++

IV)#Principe#de#fonctionnement#

1)  Principe#de#base.#2)  Signaux#émis#par#les#satellites.#3)  Calcul#de#la#distance#satellites#/#récepteur#(pseudo#range).#4)  Erreurs#du#GPS#et#les#moyens#de#corrections.#

15#

Le#positionnement#par#satellites#ressemble#beaucoup#à#la#triangulation.#Un#signal#est#envoyé#du#satellite#vers#le#récepteur,#le#temps#d’émission#est#calculé#et#une#distance#est#déduite.##Avec#3#satellites#on#peut#définir#une#position#précise.### Position#du#

récepteur.#

16#

IV)+Principe+de+fonctionnement+

1)#Principe#de#base#

Les#satellites#GPS#transmettent#leurs#données#sur#deux#fréquences#L1#et#L2#(porteuses),#afin#que#l'erreur#introduite#par#la#réfraction#ionosphérique#puisse#être#éliminée.###Ces#fréquences#sont#générées#grâce#aux#horloges#atomiques#embarquées#à#bord#de#chaque#satellite.###Les#porteuses#ne#peuvent#pas#être#utilisées#directement#pour#le#positionnement#et#c'est#pourquoi#deux#codes#binaires#sont#modulés#sur#les#porteuses:###Le#code#C/A#(coarse#acquisition)#émis#sur#la#fréquence#L1#:#1575.42#MHz##Le#code#P#(précise)#émis#sur#la#fréquence#L2#:#1227.6#MHz.#mais#réservé#aux#militaires#Américains.##

2)###Signaux#émis#par#les#satellites#

17#

IV)+Principe+de+fonctionnement+

j #Une#information#de#l'état#de#santé#du#satellite##j #Les#informations#nécessaires#à#l'acquisition#du#code#du#message#j #Les#informations#de#précision#du#satellite##j#Une#information#concernant#le#retard#de#propagation#dû#à#la#ionosphère##j#Les#éphémérides#du#satellite#

Grossièrement#le#signal#transmit#est#celuijci:##«"je"suis"le"satellite"N°"XX."au"prochain"top"je"serai"à"telle"position"et"il"sera"telle"heure"pour"moi"–"TOP"»#

Les#données#contenues#dans#ces#codes#sont#:#

18#

IV)+Principe+de+fonctionnement++++2)++Signaux+émis+par+les+satellites+

3)###Calcul#de#la#distance#satellite#/#récepteur#(pseudo#range)#

Comme#on#l’a#vu#précédemment#la#distance#entre#les#satellites#et#les#récepteurs##est#calculée#en#fonction#du#temps#qu’a#mis#le#message#pour#arriver#jusqu’au#récepteur.###Cette#distance#est#appelée#pseudo#range,#la#différence#entre#la#distance#réel#et#le#pseudo#range#est#due,#entre#autre,#aux#imperfections#de#synchronisation#des#horloges#des#satellites#et#du#récepteur.#

19#

IV)+Principe+de+fonctionnement+

L’important#est#que#le#récepteur#comme#le#satellite#soient#à#la#même#heure,#le#moindre#décalage#entrainerait#des#erreurs#importantes.#

Pour#calculer#cette#distance,#un#code#est#généré#par#le#satellite,#notre#récepteur#s’est#synchronisé#avec#le#dit#satellite#et#a#en#mémoire#ce#code.##La#distance#est#déduite#en#constatant#le#retard#qu’a#le#code#envoyé#par#le#satellite#par#rapport#à#celui#du#récepteur.#

20#

IV)+Principe+de+fonctionnement++3)+Calcul+de+la+distance+satellite+/+récepteur+

récepteur#

récepteur#

satellite#

Temps#X#

Ce#temps#X#multiplié#par#la#vitesse#de#la#lumière#nous#donne#la#distance#(pseudo#range)#entre#le#satellite#et#le#récepteur.#

21#

IV)+Principe+de+fonctionnement++3)+Calcul+de+la+distance+satellite+/+récepteur+

4)###Erreurs#du#GPS#

a)  Les#délais#de#propagation#dans#l'ionosphère#et#l'atmosphère#b)  Les#erreurs#d'horloges#du#satellite#et#du#capteur##c)  Les#trajets#multiples##d)  La#géométrie#du#système#e)  L'accès#sélectif#(S/A)##f)  L'antijleurrage#(AjS)#

22#

IV)+Principe+de+fonctionnement+#

a)  Les#délais#de#propagation#dans#la#Ionosphère#et#l'atmosphère#

Le#signal#du#satellite#peut#être#ralenti#durant#sa#traversée#de#la#Ionosphère,#l'effet#étant#similaire#à#la#réfraction#de#la#lumière#à#travers#un#bloc#de#verre.##Ces#délais#de#propagation#dans#l'atmosphère#entraînent#une#erreur#dans#le#calcul#de#la#distance#puisque#la#vitesse#du#signal#en#est#affectée#(la#vitesse#de#la#lumière#n'est#constante#que#dans#le#vide).##

23#

IV)+Principe+de+fonctionnement++++4)+Erreurs+du+GPS+

Le#délai#de#propagation#causé#par#la#Ionosphère#sur#le#signal#n'est#pas#constant.#Plusieurs#facteurs#influent#sur#lui.##

j La#hauteur#des#satellites#aujdessus#de#l'horizon:#Les#signaux#en#provenance#de#satellites#"bas"#sont#plus#affectés#que#ceux#transmis#par#des#satellites#"hauts"#à#cause#de#la#distance#plus#importante#à#parcourir#par#le#signal#dans#la#Ionosphère.##

D1#<#D2#

24#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++a)+Les+délais+de+propagation++

j La#densité#de#la#Ionosphère#est#liée#à#l'activité#solaire.#La#densité#de#la#Ionosphère#est#très#réduite#la#nuit#alors#qu'elle#augmente#durant#la#journée#sous#l'effet#du#Soleil.##Des#éruptions#solaires#peuvent#par#ailleurs#se#produire#à#tout#instant#modifiant#également#la#densité#de#la#Ionosphère.###Plus#la#Ionosphère#est#dense#plus#le#signal#sera#ralentit.#

25#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++a)+Les+délais+de+propagation++

Deux#méthodes#pour#corriger#les#erreurs#Ionosphériques:#

j#La#première#méthode#consiste#à#prendre#une#moyenne#pour#la#réduction#de#la#vitesse#du#signal#causée#par#l'ionosphère.##Ce#facteur#de#correction#est#ensuite#appliqué#aux#distances#calculées.##Le#problème#de#cette#méthode?####Elle#ne#tient#pas#compte#des#variations#de#densité#de#la#ionosphère,#c’est#uniquement#une#approximation#basée#sur#constatations#antérieures.###En#cas#de#forte#activité#solaire#cette#correction#sera#insuffisante.##

26#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++a)+Les+délais+de+propagation++

j#La#seconde#méthode#est#basée#sur#l'utilisation#de#récepteurs#GPS#bi#fréquences,#utilisant#L1#et#L2#simultanément.###Le#ralentissement#d'un#signal#radio#traversant#la#Ionosphère#est#inversement#proportionnel#à#sa#fréquence.##Si#l’on#compare#l’heure#d’arrivée#des#deux#signaux,#on#obtient#la#valeur#réelle#du#délais#de#propagation.#

27#

L1#à#1575.42#MHz#L2#à#1227.6#MHz#Rappel#:#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++a)+Les+délais+de+propagation++

La#vapeur#d'eau#contenue#dans#l'atmosphère#peut#également#affecter#le#signal#GPS#entrainant#une#dégradation#de#la#position.##En#effet#la#présence#d'humidité#et#les#modifications#de#pression#de#la#troposphère#modifient#l'indice#de#réfraction#et#donc#la#vitesse#et#la#direction#de#propagation#du#signal.##Les#perturbations#dues#à#l'humidité#nécessitent#de#recourir#à#des#modèles#atmosphériques#précis#mais#ces#informations#sont#difficilement#collectables.#

28#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++a)+Les+délais+de+propagation++

b)###Les#erreurs#d'horloges#du#satellite#et#du#capteur##

Comme#nous#l’avons#vu#précédemment,#La#difficulté#est#de#synchroniser#les#horloges#des#satellites#et#celle#du#récepteur.#Un#récepteur#ne#peut#pas#disposer#d’une#horloge#atomique#comme#les#satellites#mais#il#possède#une#horloge#assez#stable#qui#permet#de#limiter#cet#écart.##Un##écart#d’un#millionième#de#seconde#peut#entrainer#une#erreur#de#300m.#C’est#pour#cela#qu’un#4ème#satellite#est#nécessaire#pour#déterminer#la#position#d’un#récepteur.#Le#but#de#ce#satellite#est#de#déterminer#ce#décalage.#

récepteur#

satellite#

Temps#X#Temps#Y#

29#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS++

Outre#l'incertitude#associée#à#l'horloge#du#récepteur,#la#relativité#joue#un#rôle#dans#la#synchronisation#des#horloges.##La+relativité+restreinte+implique#que#le#temps#ne#s'écoule#pas#de#la#même#façon#dans#le#référentiel#du#satellite,#parce#que#celuijci#possède#une#grande#vitesse#par#rapport#au#référentiel#du#récepteur.###La+relativité+générale+explique#que#la#plus#faible#gravité#au#niveau#des#satellites#engendre#un#écoulement#du#temps#plus#rapide#que#celui#du#récepteur.###Le#système#tient#compte#de#ces#deux#effets#dans#la#synchronisation#des#horloges.###Par#exemple#les#fréquences#émises#sont#légèrement#décalées#(4,5.10j6)#pour#être#reçues#au#sol#avec#leur#valeur#réelle.#

f'='1/T.##

30#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS++++b)###Les#erreurs#d'horloges#+

31#

c)###Les#trajets#multiples##

Appelés#également#effet#canyon,#ils#sont#causés#par#la#réflexion#d’une#onde#sur#une#grande#surface#réfléchissante#comme#un#building#ou#un#lac.#L’onde#atteint#d’abord#cette#surface#puis#dans#un#second#temps#l’antenne#du#récepteur,#ce#qui#fausse#la#mesure.#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+

32#

Les#trajets#multiples#peuvent#être#évités#en#utilisant#une#antenne#«#chokejring#».##

Les#anneaux#de#l’antenne#bloquent#les#signaux#réfléchis.#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++++c)#Les#trajets#multiples+

33#

d)###La#géométrie#du#système.#

La#précision#de#l’information#dépend#de#la#géométrie#du#système,#si#les#satellites#sont#situés#dans#un#cône#de#faible#valeur#angulaire,#les#satellites#étant#plus#proches#les#un#des#autres,#la#précision#sera#diminuée.#Tandis#qu’une#répartition#large#des#satellites#tendra#à#une#meilleure#précision.#

Le calcul de la position ne

converge pas vers une donnée

précise

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++d)+++La+géométrie+du+système.+

34#

Les#effets#de#la#géométrie#du#système#sur#la#précision#sont#décrits#par#un#paramètre#:#le#D.O.P.#(Dilution+Of+Precision#:#atténuation#ou#diminution#de#la#précision)##

Le#D.O.P#est#un#coefficient#qui#permet#de#quantifier#la#diminution#de#la#précision,#plus#le#D.O.P#est#faible#plus#la#précision#est#grande.##Pour#cela#il#se#base#sur#la#diminution#de#la#précision#dans#le#plan#horizontal#et#vertical#tout#en#tenant#compte#de#la#composante#temporelle.#

#Pour#minimiser#le#D.O.P,#la#meilleure#façon#consiste#à#observer#autant#de#satellites#que#possible.#Mais#comme#nous#l’avons#vu#les#satellites#bas#sur#l’horizon#sont#plus#sujets#aux#sources#d'erreurs.###En#règle#générale,#les#satellites#utilisés#par#le#GPS#doivent#présenter#des#élévations#d'au#moins#15°#aujdessus#de#l'horizon.#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++d)+++La+géométrie+du+système.+

35#

e)###L'accès#sélectif#(S/A)##

j 100#mètres#dans#le#plan#horizontale#j 156#mètres#dans#le#plan#verticale##

L’accès#sélectif#était#un#dispositif#mis#en#place#par#le#ministère#de#la#défense#des#états#unis#qui#dégradait#volontairement#les#performances#du#GPS#pour#les#utilisateurs#civils#et#étrangers.#Seul#les#militaires#américains#pouvaient#avoir#accès#à#la#précision#maximal#du#système.#

Cette#dégradation#était#de#l’ordre#de#:#

L’accès#sélectif#dégradait#le#système#en#fournissant#un#heure#décalée#et#des#éphémérides#faux.#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++

36#

##

f)###L'antijleurrage#(AjS)#

L'antijleurrage#est#également#un#système#de#dégradation#du#signal.#Il#crypte#le#code#P#(10#fois#plus#précis#que#le#code#C/A#utilisé#par#les#civils)#pour#le#transformer#en#un#signal#appelé#code#Y.##Seuls#les#utilisateurs#possédant#des#capteurs#GPS#militaires#(les#EtatsjUnis#et#leurs#alliés)#sont#en#mesure#de#déchiffrer#le#code#Y.#

IV)+Principe+de+fonctionnement++4)+Erreurs+du+GPS+++

37#

V)#Ses#possibilités.#

Le#GPS#a#énormément#de#possibilités:##j Il#donne#en#permanence#la#position#du#récepteur#avec#une#précision#allant#jusqu’à#3m#voir#même#moins#grâce#à#l’utilisation#du#GPS#différentiel.#j Il#donne#une#évaluation#de#l’altitude#avec#une#précision#de#+#ou#–#200ft#j Il#a#en#mémoire#une#base#de#donnée#complète#en#fonction#de#l’utilisation#qu’on#en#fait#(randonnée,#aviation,#maritime,#routier…)#j Il#peut#afficher#la#carte#et#la#faire#dérouler#sous#la#trajectoire#du#récepteur.#j Il#peut#guider#l’utilisateur#sur#le#trajet#programmé#j Il#peut#alerter#l’utilisateur#par#rapport#aux#zones#traversées#j #Il#peut#fournir#des#informations#complémentaires#(statut#des#zones,#limites#verticales,#fréquences#radio,#caractéristiques#des#pistes#etc…)#

38#

En#démontrant#ses#possibilités,#puis#grâce#à#la#vulgarisation,#le#GPS#a#modifié#la#perception#du#positionnement#que#l’ont#avait.#

L’opinion,#les#pouvoirs#publics,#l’administration#acceptent#de#moins#en#moins#le#fait#de#ne#«#pas#savoir#ou#l’ont#se#trouve#».#En#aviation#légère#le#GPS#aide#énormément#mais#trop#de#pilotes#lui#font#confiance#au#point#de#ne#plus#prendre#leurs#cartes#en#vol.###Qui#n’a#jamais#entendu#au#sein#de#son#club#la#fameuse#phrase#:##«#Bah#de#toute#façon#il#y#a#le#GPS#maintenant,#plus#besoin#de#préparer#la#nav#et#de#prendre#les#cartes,#GO#TO#et#c’est#réglé!#»…#

Il'ne'faut'pas'oublier'que'le'GPS'est'un'appareil'électronique'complexe'et'que'de'ce'fait'il'est'sujet'aux'pannes!'Sa'précision'peut'être'réduite'et'il'n’est'pas'fiable'à'100%.'

V)+Ses+possibilités.+

39#

VI)#Ses#défauts##

Le#GPS#est#sujets#aux#erreurs#de#précisions.##• Il#lui#faut#un#certain#temps#pour#s’initialiser#pouvant#aller#jusqu’à#10min#si#le#récepteur#est#en#déplacement.#(un#GPS#d’ancienne#génération#pourrait#même#ne#pas#y#arriver)##• La#continuité#des#calculs#est#fragile#est#pourrait#être#interrompue#par#:#jUn#parasitage#j Un#orage#j Une#forte#humidité#j Une#manœuvre#au#cours#de#laquelle#l’antenne#serait#masquée#par#la#cellule#j Un#brouillage#radioélectrique#volontaire#ou#non.#j L’alignement#momentané#de#quelques#satellites#qui#empêche#le#calcul#précis#(incertitude#géométrique#temporaire).##j Un#incident#dans#un#satellite.###

40#

• Le#problème#cartographique:#

Le#GPS#ne#donne#pas#une#position#par#rapport#à#des#repères#géographiques,#il#donne#une#position#par#rapport#à#des#satellites#sur#une#grille#qui#est#une#définition#mathématique#du#globe#terrestre.#

C’est#la#norme#WGS84#(World#Géodétic#System,#1984)#

Cette#cartographie#peut#avoir#des#différences#par#rapport#à#la#projection#que#l’ont#trouve#sur#notre#carte#de#navigation.#De#ce#fait#un#obstacle,#une#destination,#peuvent#être#positionnés#suivant#une#autre#référence.#

VI)+Ses+défauts++

41#

En#France#les#cartes#sont#faites#celons#une#projection#conique#Lambert,##il'peut'donc'y'avoir'des'différences'par'rapport'à'la'norme'WGS84'de'votre'GPS.'

VI)+Ses+défauts++

42#

La#légende#de#chaque#carte#signale#presque#toujours#la#référence#utilisée.###

La#majorité#des#GPS#modernes#peuvent#être#programmés#pour#corriger#les#calculs#en#fonction#de#la#référence#si#elle#est#différente#de#la#norme#WGS#84##

VI)+Ses+défauts++

Encore#faut#j#il#y#penser#!#

43#

VII)#La#navigation#au#GPS#

Le#GPS#fournit#à#l'utilisateur#une#position#instantanée.#Ceci#permet#d'intégrer#un#certain#nombre#de#fonctions#qui#vont#gérer#le#déplacement#du#récepteur#dans#l'espace#et#dans#le#temps.##Si#l'utilisateur#se#déplace,#le#récepteur#peut#construire#le#vecteur#liant#2#points#successifs#et#calculer#la#direction#de#déplacement#ainsi#que#la#vitesse.#De#cette#manière,#on#obtient#des#informations#précieuses#pour#la#navigation.#

44#

=>#BRG#(bearing):#azimut#entre#la#position#instantanée#et#le#way#point#(Cap)#=>#DST:#distance#horizontale#entre#la#position#instantanée#et#le#way#point##=>#TRK:#direction#de#navigation#par#rapport#au#Nord#géographique##=>#SPEED:#vitesse#de#déplacement#en#Km/h,#Nm/h#ou#miles/h##=>#ETE:#estimation#du#temps#nécessaire#pour#atteindre#le#la#destination#

VII)+La+navigation+au+GPS+

45#

Lorsque#l'on#choisit#une#route,#le#récepteur#sélectionne#les#points#dans#l'ordre#donné.#Dès#qu'il#atteint#un#point#intermédiaire,#il#passe#automatiquement#au#suivant.##On#peut#ainsi#décrire#une#trajectoire#contenant#une#multitude#de#points.##Si#le#trajet#est#sinueux,#il#suffit#d'enregistrer#assez#de#points.###Les#récepteurs#de#dernière#génération#permettent#même#d'afficher#une#carte#comme#fond#d'écran.#On#voit#alors#la#ligne#de#trajet#parcouru#se#superposer#à#la#carte.#C’est#particulièrement#intéressant#lorsque#l'on#doit#se#référer#à#des#repères#terrestres.#

Conseil#pour#une#bonne#navigation:###Il#ne#faut#pas#se#servir#du#GPS#comme#élément#principal#de#navigation,#c’est#une#aide#non#négligeable#mais#qu’il#faut#contrôler#régulièrement.#

VII)+La+navigation+au+GPS+

46#

VIII)#Application#en#avionique.#

GNS#530#

Les#avantages#du#GPS#dans#l’avionique:#

jLa'sûreté'améliorée'de'vol'jUn'système'de'nav'standardisé'en'avionique'jPlus'efficace,'optimisé,'flexible.'jRéduit'la'consommation'de'carburant'jRéduit'les'opérations'de'maintenance'et'd’entretien'des'stations'basées'–sol'jAugmente'la'capacité'd’atterrissage'pour'les'avions'et'hélicoptères#

47#

Le#GPS#aide#à#la#navigation#autonome#dans#les#différentes#étapes#:##• Au#décollage#• En#route#• En#approche#

VIII)+Application+en+avionique+

48#

• Au#décollage#

Lors#du#décollage#le#GPS#permet#des#départ#RNAV#conformes#aux#SID#en#vigueur.#D’autre#part#il#est#assez#flexible#pour#permettre#de#faire#route#directe#sur#un#point.#

VIII)+Application+en+avionique+

49#

• En#route#

En#route#le#GPS#permet#de#suivre#des#routes#publiés#et#grâce#à#sa#flexibilité,#de#faire#des#routes#directes#autre#part#que#sur#des#balises.#

VIII)+Application+en+avionique+

50#

• A#l’arrivée#

La#précision#du#système#GPS#permet#d’effectuer#des#approches#avec#plus#de#rigueurs#et#de#précision#que#les#approches#«#classiques#»,#ce#qui#réduit#les#erreurs,#permet#de#mieux#gérer#le#trafic#etc…##

VIII)+Application+en+avionique+

51#

Traces'radars'd’avions'non'RNAV.'Exemples#:#

VIII)+Application+en+avionique+

52#

Traces'radars'd’avions'équipés'RNAV'

VIII)+Application+en+avionique+

53#

conclusion#Le#GPS#est#un#outil#fantastique,#il#est#extrêmement#précis,#flexible,#permet#de#nombreuses#applications#et#peux#s’utiliser#dans#énormément#de#domaines.#

D’un#autre#coté#il#ne#faut#pas#oublier#que#le#GPS#est#un#système#complexe,#sujets#aux#dégradations#du#signal#(volontaires#ou#non)#qui#affectent#sa#précision.#

Dans#le#cas#de#l’aviation#légère#le#GPS#ne#dois#pas#être#pris#comme#un#instrument#principal#de#navigation#qui#permet#de#laisser#de#coté#la#carte#et#la#

préparation#du#vol,#car#si#il#tombe#en#panne,#qu’allez#vous#faire?#

54#

Questions:#Quel#est#le#nombre#de#satellites#dans#la#constellation#GPS?#Comment#se#calcule#la#distance#satellite#–#récepteur?##Citez#quelques#unes#des#erreurs#du#GPS.#Utilisation#du#GPS#en#aviation#légère?#