Qu'est-ce qu'un sondage trilatéral ? Comment les appareils GPS utilisent les mathématiques pour déterminer l'emplacement

La mesure trilatérale estSystème de positionnement global (GPS) Une technique mathématique utilisée par les appareils pour déterminer l'emplacement, la vitesse et l'altitude de l'utilisateur. En recevant et en analysant en continu les signaux radio de plusieurs satellites GPS et en appliquant les formes géométriques des cercles, des sphères et des triangles, les appareils GPS peuvent calculer la distance ou la portée précise de chaque satellite suivi.

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Principe de fonctionnement de la mesure trilatérale

La mesure trilatérale est une version complexe de la triangulation, bien qu'elle n'utilise pas la mesure d'angle dans ses calculs. Les données d'un seul satellite fournissent l'emplacement approximatif d'un point dans une grande zone circulaire à la surface de la terre. L'ajout de données du deuxième satellite permet au GPS de restreindre l'emplacement spécifique du point à une zone où les deux zones de données satellitaires se chevauchent. L'ajout de données provenant d'un troisième satellite peut fournir l'emplacement exact du point à la surface de la Terre.

Tous les appareils GPS nécessitent trois satellites pour calculer avec précision l'emplacement. Les données du quatrième satellite (même plus de quatre satellites) améliorent encore la précision de la localisation du point, et permettent également le calcul de facteurs tels que l'altitude, ou dans le cas d'un avion, l'altitude. Les récepteurs GPS suivent généralement quatre à sept satellites simultanément et utilisent la trilatération pour analyser les informations. 

Satellite GPS

existerDépartement américain de la DéfenseMaintien de 24 données de relais satellite dans le monde. Où que vous soyez, votre appareil GPS peut rester en contact avec au moins quatre satellites, même dans les zones boisées ou les métropoles avec de grands immeubles. Chaque satellite orbite autour de la terre deux fois par jour, envoyant régulièrement des signaux à la terre depuis une altitude d'environ 12 500 milles. Le satellite fonctionne à l'énergie solaire et dispose de batteries de secours.

Quand le GPS tombe en panne 

Lorsque le navigateur GPS ne peut pas suivre suffisamment de satellites et reçoit des données satellites insuffisantes, la mesure trilatérale échouera. Des obstacles tels que de grands bâtiments ou des montagnes peuvent également bloquer les signaux satellites faibles et empêcher des calculs de position précis. L'appareil GPS rappellera à l'utilisateur d'une manière ou d'une autre qu'il ne peut pas fournir des informations de localisation correctes.

Les satellites peuvent également tomber temporairement en panne. Par exemple, en raison deTroposphère et ionosphèreLe signal peut se déplacer trop lentement. Les signaux peuvent également émettre des signaux de certaines formations et structures sur la terre, entraînant des erreurs de mesure trilatérales. 

Technologie et systèmes GPS du gouvernement

Le GPS a été introduit en 1978 avec le lancement du premier satellite de positionnement global. Ce n'est que dans les années 1980 qu'il a été uniquement contrôlé et utilisé par le gouvernement américain. La flotte complète de 24 satellites actifs contrôlés par les États-Unis n'a été mise en service qu'en 1994.

Les appareils GPS n'enverront pas de données aux satellites. Les appareils GPS (tels que les smartphones équipés de cette technologie) peuvent également utiliser des systèmes téléphoniques (tels que des tours et des réseaux de téléphonie cellulaire) et des connexions Internet pour améliorer encore la précision du positionnement. Lors de l'utilisation de ces deux derniers systèmes, l'appareil GPS peut envoyer des données à ces systèmes.

Étant donné que le système de satellites GPS appartient au gouvernement américain, il peut refuser ou restreindre de manière sélective l'accès au réseau, et d'autres pays ont également développé leurs propres réseaux de satellites GPS. Ceux-ci inclus:

  • Système de navigation par satellite de Chine Beidou
  • Système mondial de navigation par satellite de la Russie (GLONASS)
  • Système de positionnement Galileo de l'UE
  • Système indien de navigation par satellite (IRNSS) de l'Inde, également connu sous le nom de NAVIC
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