LES SEGMENTS

 

Les Satellites

La constellation nominale prévoyait 24 satellites, 4 répartis régulièrement sur chacune des 6 orbites. Actuellement il y en a davantages en activité, et ils sont de différentes générations. Chaque satellite transmet un signal qui contient un certain nombre de composantes: deux ondes sinusoïdales, appelées "carrier frequencies", deux codes digitaux et un message de navigation. Les codes et le message de navigation sont ajoutés aux ondes sinusoïdales sous forme de modulations. Le message de navigation contient les informations de position en fonction du temps, la transmission des messages est contrôlée à l'aide d'horloges atomiques très précises.

Voici un petit apperçu de l'évolution des satellites depuis le lancement du premier module, type Block I, le 22 février 1978 jusqu'au satellite du Block IIR en activité aujourd'hui.

  • Block I
    11 Satellites de ce type ont été construits et lancé de 1978 à 1985. Leur objectif était essentiellement expérimental, ils avaient une orbite avec une inclinaison de 63° par rapport à l'équateur; ce paramètre a été modifiée pour les générations suivantes. Le dernier satellite du Blick I a été mis hors service le 18 novembre 1995, après 10 ans de service.


Figure 3: satellite du type Block I

  • Block II/IIA
    La deuxième génération de satellites possède une capacité de stockage plus importante, ainsi ils peuvent fonctionner sans support pendant 14 et 180 jours pour le type II et IIA respectivement. Ils ont été lancés entre 1989 et 1997, leur durée de vie est prévue pour 7 ans et demi. L'inclinaison de leur orbite par rapport à l'équateur a été ramenée à 55°, et ils possèdent de nouvelles fonctionnalités de sécurité, dont la "Selective Availability" (SA) qui permet de limiter la résolution latérale à 100m pour les utilisateurs non autorisés.


Figure 4: Satellite du type Block II

  • Block IIR
    Cette nouvelle génération de satellites est compatible avec le type II/IIA mais présente une autonomie de plus de 180 jours sans corrections de trajectoire ni dégradation de leur précision. Leur durée de vie est prévue pour plus de 10 ans.


Figure 6: satellite type Block IIR

 

  • Block IIR-M et IIF
    La série IIR-M a subi des modifications au niveau des signaux envoyés. Outre un nouveau signal militaire ces satellite disposent également d'un signal civil plus robuste, le L2C. La série IIF est fabriquée par Boeing, le premier exemplaire a été lancé en 2010, leur durée de vie est de 12 ans.

  • Block IIIA
    Il s'agit d'une nouvelle génération de satellites, équipé d'un nouveau signal et émettant avec un puissance plus élevée. Ils sont prévu pour une exploitation sur 15 ans.


Figure 6b: satellite type Block IIIA


Le Réseau de Contrôle

Le segment de contrôle est constitué d'un centre de contrôle "Master Control Station" (MCS) situé à Colorado Spring (Colorado), et d'un réseau de cinq stations de contrôle (Monitor Sations) réparties dans le monde entier.


Figure 5: Réseau de contrôle


Les stations sont contrôlées à distance, seule le MCS est occupé en permanance. Trois des stations de contrôle sont équipées d'antennes pour envoyer des informations vers les satellites. Les données récoltées au niveau des stations sont centralisées vers le MCS. Le fruit des analyses, données de navigation, conditions atmosphériques, paramètres d'horloges sont alors transmise vers l'une des trois stations équipées d'antenne afin de télécharger ces données sur le satellite.

 

Les Utilisateurs

Bien que le système ait été conçu pour les militaires ce sont les appliquations civiles qui ont pris un essor extraordinaire. Du point de vue des coûts c'est une solution de navigation et de surveillance très performante. De plus sont intégration avec d'autres techniques de positionnement permet de contourner le problème des zones où les satellites ne sont pas visibles. Les sytèmes de navigation routière sont de plus en plus répendus et évolués, ils représente la plus grande part des utilisateurs du GPS. D'un autre côté les applications GPS de loisir (VTT, randonnée, voile) sont en pleine croissance et la miniaturisation des récepteurs en fait un élément standard de l'équipement du sportif. La décision américaine de supprimer la dégradation artificielle du signal (SA) ainsi que les engagements européens dans un futur système complèmentaire au GPS US: Galileo, augure d'un avenir radieux pour les futurs systèmes de positionnement par satellites.

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Bibliographie

  • Introduction to GPS - The global positioning system, Ahmed El-Rabbany, 2002 Artech House INC., 685 Canton Street, Norwood MA 02062.
  • www.spaceandtech.com

 

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