Présentation du GPS

Présentation du GPS

Le système de positionnement global (GPS) est un système de navigation par satellite basé sur l’espace qui fournit des informations fiables sur l’emplacement et le temps tout au long de la météo et en tout temps et n’importe où sur ou près de la Terre quand et où il y a une ligne de visée sans obstruction à quatre ou Plus de satellites GPS. Il est maintenu par le gouvernement des États-Unis et est accessible gratuitement par toute personne ayant un récepteur GPS. En plus du GPS, d’autres systèmes sont en cours d’utilisation ou en cours de développement. Le système de satellite de navigation russe Global (GLONASS) est utilisé par l’armée russe. Il existe également le système de navigation chinois Compass prévu et le système de positionnement Galileo de l’Union européenne (UE). Le GPS a été créé et réalisé par le Département de la défense des États-Unis (DOD) et a été exécuté à l’origine avec 24 satellites. Il a été créé en 1973 pour surmonter les limites des systèmes de navigation antérieurs.

La conception du GPS repose en partie sur des systèmes similaires de radionavigation au sol tels que LORAN et Decca Navigator développés au début des années 1940 et utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale. En 1956, Friedwardt Winterberg proposa un test de relativité générale à l’aide d’horloges atomiques précises placées en orbite dans des satellites artificiels. Pour atteindre les exigences de précision, le GPS utilise des principes de relativité générale pour corriger les horloges atomiques des satellites. Une inspiration supplémentaire pour le GPS est venue lorsque l’Union soviétique a lancé le premier satellite artificiel, Sputnik en 1957. Une équipe de scientifiques américains dirigée par le Dr Richard B. Kershner surveillait les transmissions radio de Spoutnik. Ils ont découvert que, en raison de l’effet Doppler, la fréquence du signal transmis par Spoutnik était plus élevée à mesure que le satellite s’approchait, et plus bas alors qu’il se tenait loin d’eux. Ils se sont rendus compte que, étant donné qu’ils savaient exactement leur emplacement sur le globe, ils pouvaient déterminer où le satellite était sur son orbite en mesurant la distorsion Doppler (voir Transit (satellite)).

Le premier système de navigation par satellite, Transit, utilisé par la marine des États-Unis, a d’abord été testé avec succès en 1960. Il a utilisé une constellation de cinq satellites et pourrait fournir une solution de navigation environ une fois par heure. En 1967, la marine des États-Unis a développé le satellite Timation qui a démontré la capacité de placer des horloges précises dans l’espace, une technologie sur laquelle le GPS s’appuie. Dans les années 1970, le système de navigation Omega terrestre, basé sur la comparaison de phase de la transmission du signal des paires de stations, est devenu le premier système mondial de radionavigation. Cependant, les limites de ces systèmes ont permis de trouver une solution de navigation plus universelle avec une plus grande précision.

Bien qu’il y ait eu de grands besoins pour une navigation précise dans les secteurs militaire et civil, presque aucune d’entre elles n’a été considérée comme une justification pour les milliards de dollars qu’il en coûterait dans la recherche, le développement, le déploiement et l’exploitation d’une constellation complexe de satellites de navigation. Cependant, pendant la course aux armements de la Guerre froide, la menace nucléaire à l’existence même des États-Unis était la seule qui justifiait ce coût au regard du Congrès américain. Cet effet dissuasif est la raison pour laquelle le GPS a été financé. La triade nucléaire consistait en des missiles balistiques lancés par des sous-marins de la marine américaine (SLBM) avec les bombardiers stratégiques et les missiles balistiques intercontinentaux (ICBM) de la Force aérienne américaine. Considéré comme essentiel à la posture de dissuasion nucléaire, la détermination précise de la position de lancement de SLBM était un multiplicateur de force.

Une navigation précise permettrait aux sous-marins américains d’obtenir une correction précise de leurs positions avant de lancer leurs SLBM. L’armée de l’air américaine avec deux tiers de la triade nucléaire avait également des exigences pour un système de navigation plus précis et plus fiable. La Marine et la Force aérienne développaient leurs propres technologies en parallèle pour résoudre ce qui était essentiellement le même problème. Pour accroître la capacité de survie des ICBM, il y avait une proposition d’utilisation des plates-formes de lancement mobiles, de sorte que la nécessité de réparer la position de lancement était semblable à celle de SLBM.

En 1960, la Force aérienne a proposé un système de radionavigation appelé MOSAIC (Système mobile pour contrôle ICBM précis) qui était essentiellement un LORAN 3-D. Une étude de suivi intitulée Projet 57 a été réalisée en 1963 et c’est «dans cette étude que le concept de GPS est né». La même année, le concept a été poursuivi en tant que projet 621B, qui avait «plusieurs des attributs que vous voyez maintenant dans GPS et a promis une précision accrue pour les bombardiers de la Force aérienne ainsi que les ICBM. Les mises à jour du système Navy Transit étaient trop lentes pour les vitesses élevées auxquelles la Force aérienne fonctionnait. Le Laboratoire de recherche de la Marine a continué ses avancées avec leurs satellites Timation (Time Navigation), lancés pour la première fois en 1967, et le troisième en 1974 portant la première horloge atomique en orbite.

Avec ces développements parallèles dans les années 1960, on a constaté qu’un système supérieur pouvait être développé en synthétisant les meilleures technologies de 621B, Transit, Timation et SECOR dans un programme multiservice.

Au cours de la fin de semaine du travail en 1973, une réunion d’environ 12 officiers militaires au Pentagone a discuté de la création d’un Système de navigation par satellite de défense (DNSS). C’est à cette réunion que «la véritable synthèse qui devint GPS a été créée». Plus tard cette année, le programme DNSS s’appelait Navstar. Lorsque les satellites individuels sont associés au nom de Navstar (comme pour les Transat et Timation) des prédécesseurs, un nom plus compliqué a été utilisé pour identifier la constellation de satellites Navstar, Navstar-GPS, qui a ensuite été raccourcie simplement au GPS.

Après que le vol 007 de Korean Air Lines, transportant 269 personnes, ait été abattu en 1983 après avoir quitté l’espace aérien interdit de l’URSS, à proximité des îles Sakhalin et Moneron, le président Ronald Reagan a publié une directive rendant le GPS librement disponible à des fins civiles, une fois qu’il était Suffisamment développé, en tant que bien commun. Le premier satellite a été lancé en 1989 et le satellite 24 a été lancé en 1994.

Initialement, le signal de la plus haute qualité était réservé à l’usage militaire, et le signal disponible pour un usage civil a été intentionnellement dégradé (« Disponibilité sélective », SA). Cela a changé avec le président américain Bill Clinton ordonnant la disponibilité sélective désactivé à minuit le 1er mai 2000, améliorant la précision du GPS civil de 300 mètres (environ 1000 pieds) à 20 mètres (environ 65 pieds). Les militaires américains avaient alors la possibilité de nier le service GPS aux adversaires potentiels sur une base régionale.

Le GPS est détenu et exploité par le gouvernement américain comme ressource nationale. Le ministère de la Défense (DOD) est l’administrateur du GPS. Interagency GPS Exécutive Council (IGEB) a supervisé les questions de politique GPS de 1996 à 2004. Après cela, le Comité exécutif national de positionnement, de navigation et de synchronisation spatiale a été créé par la directive présidentielle en 2004 pour conseiller et coordonner les ministères et organismes fédéraux sur les questions concernant le GPS Et des systèmes connexes. Le comité exécutif est présidé conjointement par les secrétaires adjoints de la défense et du transport. Son appartenance comprend des fonctionnaires de niveau équivalent des départements de l’État, du commerce et de la sécurité intérieure, des chefs d’équipe conjoints et de la NASA. Les composantes du bureau exécutif du président participent en qualité d’observateurs au comité exécutif et le président de la FCC participe en tant que liaison. l’autoradio GPS sera lancé au début 2000. Révolution pour l’autoradio android en 2017.

DOD est tenu par la loi de « maintenir un service de positionnement standard (tel que défini dans le plan fédéral de radionavigation et la spécification du signal de service de positionnement standard) qui sera disponible sur une base continue, » et « développer des mesures pour empêcher l’utilisation hostile de GPS et ses augmentations sans perturber ou dégrader indûment les usages civils « .