Guinguette Marais Poitevin

A. Le GPS est constitué de trois segments : la constellation de satellites, le réseau de contrôle au sol et l’équipement des utilisateurs. La constellation de satellites comprend des satellites en orbite terrestre moyenne qui fournissent les signaux de télémétrie et les messages de données de navigation à l’équipement utilisateur. Le réseau de contrôle au sol suit et entretient la constellation de satellites en surveillant la santé des satellites et l’intégrité des signaux et en maintenant la configuration orbitale des satellites. En outre, le réseau de contrôle au sol met à jour les corrections d’horloge et les éphémérides des satellites, ainsi que de nombreux autres paramètres essentiels à la détermination de la position, de la vitesse et du temps (PVT) de l’utilisateur. L’équipement utilisateur reçoit les signaux de la constellation de satellites et calcule le PVT de l’utilisateur. Plus de détails sur chacun des segments GPS susmentionnés sont fournis ci-dessous.

Constellation de satellites GPS:

La constellation de satellites de base comprend 24 satellites positionnés dans six plans orbitaux centrés sur la terre, avec quatre satellites d’exploitation et un emplacement de satellite de réserve dans chaque plan orbital. La période orbitale d’un satellite GPS est la moitié d’un jour sidéral ou 11 heures 58 minutes. Les orbites sont presque circulaires et également espacées autour de l’équateur à une séparation de 60 degrés avec une inclinaison de 55 degrés par rapport à l’équateur. Le rayon orbital (c’est-à-dire la distance entre le centre de masse de la terre et le satellite) est d’environ 26 600 km.

Avec la constellation de satellites de base, les utilisateurs ayant une vue dégagée du ciel ont un minimum de quatre satellites en vue. Il est plus probable qu’un utilisateur voie six à huit satellites. Les satellites diffusent des signaux de distance et des données de navigation permettant aux utilisateurs de mesurer leurs pseudo-distances afin d’estimer leur position, leur vitesse et leur temps, dans un mode passif d’écoute seulement.

Réseau de contrôle au sol :

Au cœur du réseau de contrôle au sol se trouve la station de contrôle principale (MCS) située sur la base aérienne de Schriever (anciennement nommée Falcon) près de Colorado Springs , Colorado . La MCS exploite le système et assure les fonctions de commande et de contrôle de la constellation de satellites.

Les satellites en orbite sont suivis en continu depuis six stations de surveillance de l’USAF réparties sur le globe en longitude : Île de l’Ascension , Diego Garcia, Kwajalein , Hawaii , Cap Canaveral et Colorado Springs . Les stations de surveillance constituent le composant de collecte de données du réseau de contrôle. Une station de surveillance effectue en permanence des mesures de pseudo-distance pour chaque satellite en vue. Il y a deux horloges au césium référencées à l’heure du système GPS dans chaque station de surveillance. Les mesures de pseudo-distance effectuées sur chaque satellite en vue par le récepteur de la station de surveillance sont utilisées pour mettre à jour l’estimation précise de la station de contrôle maîtresse de la position de chaque satellite en orbite.

Équipement utilisateur :

L’équipement utilisateur, souvent appelé « récepteur GPS », capte et traite les signaux en bande L des satellites en vue du calcul de la position, de la vitesse et du temps de l’utilisateur.

A. Les récepteurs GPS recueillent les signaux des satellites en vue. Ils affichent la position, la vitesse et l’heure de l’utilisateur, selon les besoins de leurs applications maritimes, terrestres ou aéronautiques. Certains affichent des données supplémentaires, telles que la distance et le relèvement par rapport à des points de cheminement sélectionnés ou à des cartes numériques. e concept de fonctionnement du GPS est basé sur la télémétrie par satellite. Les utilisateurs déterminent leur position en mesurant leur distance par rapport au groupe de satellites dans l’espace. Les satellites agissent comme des points de référence précis.

Chaque satellite GPS transmet un signal de position et de temps précis. Le récepteur de l’utilisateur mesure le délai d’arrivée du signal, qui est la mesure directe de la portée apparente (appelée « pseudo portée ») du satellite. Les mesures recueillies simultanément par quatre satellites sont traitées pour résoudre les trois dimensions de la position (latitude, longitude et altitude) et du temps. Les mesures de position sont dans le système de référence géodésique mondial WGS-84, et le temps est par rapport à une référence commune mondiale U.S. Naval Observatory Time (USNO).

A. Le GPS est détenu et exploité par le gouvernement américain en tant que ressource nationale. Le DOD est le « steward » du GPS, et en tant que tel, il est responsable de l’exploitation du système conformément à la spécification du signal. Le National Space-Based Positioning, Navigation, and Timing (PNT) Executive Committee a été créé par une directive présidentielle en 2004 pour conseiller et coordonner les départements et agences fédéraux sur les questions concernant le système de positionnement global (GPS) et les systèmes connexes. Ce comité a remplacé l’Interagency GPS Executive Board (IGEB), qui a supervisé les questions de politique GPS de 1996 à 2004. Le comité exécutif est présidé conjointement par les secrétaires adjoints à la défense et aux transports. Il compte parmi ses membres des fonctionnaires de niveau équivalent des départements d’État, du commerce et de la sécurité intérieure, des chefs d’état-major interarmées et de la NASA. Les composantes du Bureau exécutif du président participent au comité exécutif en tant qu’observateurs, et le président de la FCC y participe en tant que liaison.

Le DOD est tenu par la loi de « maintenir un service de positionnement standard (SPS) (tel que défini dans le plan fédéral de radionavigation et la spécification du signal du service de positionnement standard) qui sera disponible de manière continue dans le monde entier » et, « de développer des mesures pour empêcher l’utilisation hostile du GPS et de ses augmentations sans perturber ou dégrader indûment les utilisations civiles ». Ces exigences strictes et les systèmes d’augmentation actuels devraient en fait rendre l’utilisation du système par le DOD transparente pour l’utilisateur civil. (Note : Il y aura, nécessairement, des tests localisés du système par les militaires et les équipes de développement, mais ces tests s’inscriront dans le cadre de directives strictes de notification des utilisateurs de la sécurité de la vie tels que la Garde côtière et la FAA).

Les transports, la sécurité publique, l’économie, la science, le chronométrage et d’autres utilisateurs américains dépendent largement du GPS. Dans l’aviation et le transport maritime, le GPS est utilisé pour la navigation « safety of life » et c’est un système critique pour ces applications. Le DOD est l’intendant du système, responsable du maintien de la spécification du signal ; le PNT assure la supervision de la gestion pour garantir que les besoins civils et militaires sont correctement équilibrés.

A. Les satellites GPS fonctionnent sur des orbites circulaires de 10 900 nm (20 200 km) à 12 heures, avec une inclinaison de 55 degrés. Ils ne sont pas en orbite géostationnaire.

A. Le signal GPS de base est précis, dans le pire des cas, à environ 100 mètres latéralement et 140 mètres verticalement, partout sur la terre. Le GPS, tel qu’il est fourni aux utilisateurs civils, semble être tout aussi précis que le service le plus précis fourni par le VOR/DME, c’est-à-dire les approches de non-précision. Il convient de noter que la précision des VOR se dégrade à mesure que l’on s’éloigne de l’aide à la navigation. La précision du GPS est basée sur l’espace, et n’est donc pas limitée par l’équipement au sol. Le signal GPS de base n’est pas aussi précis que les ILS existants ; cependant, augmenté par le WAAS et le GBAS, le GPS pourra fournir une capacité d’approche de précision (CAT-I avec WAAS et progression vers CAT-II/III avec GBAS).

A. Oui. L’une des principales composantes de la modernisation du GPS est l’ajout de deux nouveaux signaux de navigation à usage civil. Ces signaux viendront s’ajouter au service civil existant diffusé à 1575,42 MHz (L1). Le premier de ces nouveaux signaux sera un nouveau code civil, appelé L2C, qui sera ajouté sur la porteuse L2 existante, située à 1227,60 MHz. Il sera disponible pour une utilisation générale dans des applications non critiques pour la sécurité. Le satellite Block IIR-M, le premier à ajouter cette capacité, a été lancé le 25 septembre 2005. Un troisième signal civil, situé à 1176,45 MHz (L5), sera fourni initialement sur les satellites GPS Block IIF à partir de 2007, puis sur les satellites Block III dont le lancement est prévu à partir de 2012. Ce nouveau signal L5 est protégé dans le monde entier pour une utilisation en radionavigation aéronautique, et soutiendra les applications de sécurité de l’aviation. L’ajout du L5 fera du GPS un service de radionavigation plus robuste pour de nombreuses applications aéronautiques, ainsi que pour tous les utilisateurs au sol (maritime, ferroviaire, surface, expédition, agriculture, loisirs, etc.)

Au rythme actuel de réapprovisionnement des satellites GPS, les trois signaux civils (L1-C/A, L2C et L5) seront disponibles pour une capacité opérationnelle initiale d’ici 2012, et pour une capacité opérationnelle complète vers 2015. Pour plus d’informations sur les activités de modernisation du GPS, veuillez consulter notre page Modernisation du GPS et http://pnt.gov

A. Les signaux des satellites GPS, comme tout autre signal de navigation, sont soumis à une certaine forme d’interférence. La FAA travaille activement avec le ministère américain de la Défense et d’autres agences gouvernementales américaines pour détecter et atténuer ces effets et s’assurer que le GPS et tout système d’augmentation connexe sont disponibles pour des opérations aériennes sûres. Comme pour toutes les aides à la navigation, l’interférence, qu’elle soit intentionnelle ou non, est toujours une préoccupation. Un certain nombre de méthodes pour minimiser les interférences ont été identifiées et testées et d’autres sont en cours d’étude. La FAA travaille également pour s’assurer que les systèmes d’augmentation détectent et atténuent ces effets.

A. Comme pour toutes les aides à la navigation, les interférences de radiofréquence (RFI), involontaires ou intentionnelles, sont toujours une préoccupation. La FAA évalue actuellement plusieurs systèmes de détection des interférences GPS, qui détermineront la direction et la source de ces interférences. La FAA travaille également avec le DOD et d’autres agences pour s’assurer que les systèmes de renforcement du GPS détectent et atténuent les effets des interférences.

A. Il ne s’agit pas d’une simple réponse par oui ou par non. La réponse est que cela dépend des exigences de service de chaque utilisateur ou autorité aéronautique. Pour de nombreux pays, le GPS fournit une meilleure capacité que les systèmes terrestres existants ou leur absence. Pourtant, pour d’autres pays disposant de grandes infrastructures, le signal GPS ne répond pas aux exigences de précision, d’intégrité, de disponibilité et de continuité indispensables à la sécurité des vols. Les améliorations apportées au système de positionnement mondial (GPS), telles que le système de renforcement à couverture étendue (WAAS) et le système de renforcement au sol (GBAS), fournissent les corrections nécessaires pour répondre aux exigences de sécurité des vols.

A. La FAA est en train de développer le système d’augmentation à couverture étendue (WAAS) et le système d’augmentation au sol (GBAS). Les deux systèmes de renforcement se concentrent sur les mêmes préoccupations : l’intégrité, la disponibilité et la précision.

A. Le DGPS permet d’obtenir une meilleure précision puisque les récepteurs de référence et d’utilisateur subissent tous deux des erreurs communes qui peuvent être supprimées par l’utilisateur. Des erreurs de position inférieures à 10 mètres sont généralement réalisées.

Dans la forme de base du DGPS, la position d’un récepteur de référence à une station de surveillance ou de référence est relevée dans, c’est-à-dire que sa position est connue avec précision. Le récepteur utilisateur ne doit pas se trouver à plus d’environ 300 milles du récepteur de référence qui effectue des mesures de pseudo-distance, comme le ferait tout récepteur utilisateur. Cependant, comme le récepteur de référence connaît sa position avec précision, il peut déterminer les « biais » dans ses mesures de pseudo-distance. Pour chaque satellite en vue du récepteur de référence, ces biais sont calculés en faisant la différence entre la mesure de la pseudo-distance et la distance géométrique entre le satellite et le récepteur de référence. Ces biais encourus dans le processus de mesure de la pseudo-distance comprennent les erreurs dues au retard ionosphérique, au retard troposphérique et au décalage de l’horloge du satellite par rapport au temps GPS. Pour les applications en temps réel, la station de référence transmet ces biais, appelés corrections différentielles, à tous les utilisateurs dans la zone de couverture de la station de référence. Les utilisateurs intègrent ces corrections pour améliorer la précision de leur solution de position.

Pour le DGPS de base à zone locale (LADGPS), les solutions de position des utilisateurs les plus éloignés de la station de référence sont moins précises que celles qui sont plus proches de la station de surveillance, car les erreurs de mesure de la pseudo-distance ont tendance à être spatialement corrélées. Cette perte de précision due à la décorrélation spatiale peut être améliorée par des techniques plus sophistiquées qui relèvent du DGPS à zone étendue (WADGPS), comme le WAAS.