Système de positionnement par
satellites
Le système
de positionnement par satellites, appelé sous le nom plus complet de système
de positionnement et de datation par satellites ou sous son sigle anglais GNSS (Global Navigation Satellite
System), est le nom général des systèmes de navigation satellitaires
fournissant une couverture globale de géopositionnement à usage civil. Les GNSS utilisent
les constellations existantes de satellite de navigation, et des systèmes
satellitaires complémentaires d’amélioration de performance, comme EGNOS, ou des compléments au sol, comme le DGPS.
Depuis 2010,
le système de satellites NAVSTAR, développé aux États-Unis, constituant le GPS, n'est plus
la seule constellation totalement opérationnelle. Le système russe GLONASS, opérationnel en 1996, était devenu
obsolète dans les années 2000, à cause de la chute de l'URSS, provoquant un
non-entretien et un délabrement du matériel le faisant fonctionner. Cependant,
il est à nouveau opérationnel depuis 2010.
Le système
de l’Union
européenne, Galileo, est la seconde génération de GNSS en phase de
développement, deux satellites de validation ayant été lancés, il est planifié
opérationnel pour fin 20141. La Chine et l’Inde développent également un système régional, via des
satellites géostationnaires : Beidou et IRNSS.
Un GNSS
permet à des récepteurs portables de déterminer leur position sur la terre en
longitude latitude et altitude, avec une précision variant de quelques dizaines
de mètres à quelques mètres selon les corrections et le temps d’intégration
utilisé. Des récepteurs fixes peuvent déterminer leur position avec une
précision centimétrique.
Les services
utilisant ces systèmes sont principalement la navigation maritime, aérienne, et
routière, la topographie, la synchronisation du temps.
- Couverture et disponibilité
Un système peut avoir une couverture globale ou régionale, il peut être
indisponible pendant des périodes plus ou moins longues, avoir des manques de
satellites (par exemple GLONASS). Le but des systèmes combinés comme les GNSS-1
et GNSS-2 est de pallier les défauts de chaque système individuel grâce à des
combinaisons et compléments dits d'augmentation
GLONASS
Le système GLONASS
de l’ex union soviétique, aujourd’hui Russie (en
russe Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema), était également
une constellation fonctionnelle apparue en 1995 et rendue opérationnelle dès
1996, mais avec l’écroulement de l’union soviétique, il n’était plus entretenu,
provoquant des pannes matérielles dès 1997 (deux ans après son lancement),
s'aggravant entre 1997 et 2000 et générant des trous de couvertures, rendant
obsolète et non-fonctionnel, ce système de positionnement. Entre 2000 et 2010,
la disponibilité était donc devenue partielle. En 2005, cependant, la
fédération russe s’est engagée à le restaurer avant 2010, avec une
collaboration indienne dans ce projet. Entre 2008 et 2010, de nouveaux
satellites sont lancés, le rendant de nouveau, progressivement fonctionnel.
Depuis 2010, il est enfin redevenu opérationnel et depuis 2011, sa précision
s'améliore, le rendement pleinement efficace. Entre octobre et décembre 2011,
pour la première fois, la constellation GLONASS couvre 100 % de la surface
de la planète. L'iPhone
4S et le Samsung Wave III deviennent en
2011, les premiers smartphones grand public (en dehors du marché russe) à
recevoir nativement les signaux GLONASS et à les utiliser pour évaluer le
positionnement3,4.
Galileo
L’Union européenne a signé avec l’agence spatiale européenne en mars 2002
l’accord sur le développement du système global Galileo. Le
coût est estimé à environ 3 milliards d’euros5.
Le système est prévu opérationnel en 2012. Le premier satellite expérimental a
été lancé le 28 décembre 2005. Un second satellite de validation a été lancé en
2008. Les signaux de navigation de Galileo seront compatibles avec ceux du
futur GPS, permettant aux récepteurs de les combiner pour augmenter la
précision ainsi que la véracité du point.
Compass
La Chine a
indiqué son intention d’étendre son système régional Beidou en
système global. Ce programme est appelé Compass dans l’agence
d’informations chinoises officielle « Xinhua News Agency ». Le
système Compass doit comporter 30 satellites en orbite MEO et 5
géostationnaires. Cette annonce est accompagnée d’une invitation à d’autres
pays désirant y collaborer, alors que la Chine est également engagée dans le
programme Galileo.
IRNSS
Le système IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System) est
un projet de système autonome de navigation régionale construit et contrôlé par
le gouvernement indien. Il doit permettre une précision absolue de 20 mètres sur l’Inde et s'étendrait jusqu’à 1500 à 2 000 km à son voisinage. Le but est un système
entièrement sous contrôle indien, le segment spatial, terrestre et les
récepteurs étant développés par l’Inde. Le projet a été approuvé par le
gouvernement indien en mai 2006, avec un objectif de développement en 6 à 7
ans.
QZSS
Le système QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), est développé par le
Japon pour un premier lancement en 2008. Il sera constitué de trois satellites
géostationnaires permettant le transfert de temps et une augmentation du GPS.
Il couvrira le Japon et sa région6
- Autres systèmes de positionnement satellitaires
Le système français DORIS (Doppler Orbitography
and Radio-positioning Integrated by Satellite) peut être considéré comme
l’inverse des GNSS : à partir de balises au sol, il permet de déterminer
avec précision la position d’un satellite. Il est utilisé par exemple sur les
satellites d’observation7Les systèmes ARGOS et Cospas-Sarsat ne sont pas à proprement parler des systèmes de navigation, mais de positionnement à distance : le mobile ne contient qu'un émetteur, et la position est connue par le centre de calcul du système. Quoique de précision médiocre (1 à 2 km), ils sont utilisés pour la sécurité aérienne et maritime ou le radiotracking d'animaux, grâce à la simplicité des balises embarquées. Ils fonctionnent, comme le TRANSIT, par mesure d'effet Doppler.
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