Les récepteurs du système de positionnement global (GPS) utilisent une technique intéressante pour empêcher les gens de se perdre. Cependant, tous les récepteurs GPS ne sont pas égaux. Certains des récepteurs GPS de poche, moins chers, peuvent avoir plus de difficulté à vous dire où vous vous trouvez lorsqu’ils sont utilisés dans des zones densément boisées, par exemple. Cependant, la plupart des récepteurs GPS peuvent empêcher de se perdre avec assez de précision ou aider à trouver une issue en cas de perte.
Les récepteurs GPS sont raccordés à un système de 27 satellites en orbite autour de la Terre. Ils ont chacun un almanach électronique qui leur indique où doit se trouver chaque satellite à un moment donné. Ils reçoivent des données des satellites sur l’emplacement du récepteur. Cela fonctionne grâce à une technique appelée trilatération tridimensionnelle.
Lorsqu’une personne tente de trouver sa position, le récepteur GPS capte les signaux de trois ou plus des satellites les plus proches. Chaque satellite mesure les récepteurs GPS en tant que distance du satellite. Avec plus de mesures vient une plus grande précision, puisque chaque nouvelle mesure permet d’identifier avec précision l’emplacement exact de la personne sur terre.
Il aide à comprendre cela en évaluant la trilatération bidimensionnelle. Une personne perdue demande son chemin à trois personnes. La première personne lui dit « Vous êtes à 80 miles de Sacramento. » La deuxième personne lui dit « Vous êtes à 40 miles de San José. » La troisième personne remarque : « Vous êtes à 60 km de Santa Rosa. » En comparant ces valeurs, la personne pourrait conclure qu’elle est à San Francisco. Plus d’informations rendraient ces comparaisons encore plus faciles.
Les satellites et les récepteurs GPS utilisent la trilatération tridimensionnelle car ils ne mesurent pas des distances plates, mais des distances entre les satellites et la terre. La plupart des gens se trouvent à un moment donné à portée de réception d’au moins trois récepteurs GPS, ce qui permet d’identifier précisément où ils se trouvent. La plus grande précision est obtenue lorsque les récepteurs GPS peuvent atteindre au moins quatre satellites.
Les récepteurs GPS mesurent la distance en mesurant le temps qu’il faut pour qu’un signal atteigne un satellite donné. Normalement, pour obtenir la meilleure précision, le récepteur GPS et le satellite auraient besoin d’horloges atomiques pour une précision extrême. Cependant, les horloges atomiques sont extrêmement chères. Ainsi, seul le satellite est équipé d’une horloge atomique. Les récepteurs GPS ont une horloge à quartz qui se réinitialise en fonction des lectures satellites d’une horloge atomique.
Certaines inexactitudes se produisent dans les récepteurs GPS car ils reposent sur l’hypothèse que les ondes radio se déplaceront toutes à la même vitesse. Ce n’est pas le cas. Dans les villes, les ondes radio peuvent rebondir sur les gratte-ciel et fausser les résultats. L’une des solutions à ce problème est d’avoir des stations GPS fixes sur terre qui peuvent regarder les résultats GPS et résoudre les problèmes connus.
Des modifications continues sont apportées aux nouveaux récepteurs GPS pour capter les signaux de plus de satellites et prendre en compte les petits changements qui pourraient affecter les mesures. Cependant, avec les récepteurs GPS, nous sommes sur le point de nous mettre en position de ne plus jamais nous perdre.