GPS & Géolocalisation par satellite
Comprendre comment les satellites permettent de déterminer notre position à la surface de la Terre grâce à la trilatération.
Expliquer le principe de la géolocalisation GPS
Connaître les principaux systèmes satellites mondiaux
Distinguer triangulation et trilatération
Comprendre le rôle du 4e satellite
Qu'est-ce que la géolocalisation GPS ?
Le GPS (Global Positioning System) est un système de navigation par satellite développé par l'armée américaine dans les années 1970. Il est devenu accessible au grand public dans les années 1990.
Comment ça fonctionne ?
Un récepteur GPS (smartphone, montre connectée, voiture…) capte les signaux émis par plusieurs satellites en orbite autour de la Terre. La position est calculée grâce au décalage temporel entre l'heure d'émission et l'heure de réception du signal.
Les systèmes de géolocalisation dans le monde
Le GPS américain n'est pas le seul système de navigation par satellite. D'autres pays ont développé leurs propres constellations pour assurer leur indépendance stratégique.
| Système | Pays / Zone | Opérationnel depuis | Nb satellites |
|---|---|---|---|
| 🇺🇸GPS | États-Unis | 1995 | 24 satellites |
| 🇷🇺Glonass | Russie | 1996 | 24 satellites |
| 🇨🇳BeiDou | Chine | 2013 | 35 satellites |
| 🇪🇺Galileo | Europe | 2016 | 30 satellites |
Les smartphones récents utilisent simultanément plusieurs de ces systèmes pour améliorer la précision et la fiabilité de la localisation.
La trilatération : comment le GPS calcule notre position
Pour déterminer une position, le récepteur GPS mesure les distances qui le séparent de plusieurs satellites. Cette méthode s'appelle la trilatération.
Triangulation vs Trilatération
Triangulation
Mesure des angles pour déterminer une position. Utilisée en géodésie terrestre traditionnelle.
Trilatération ✓
Mesure des distances pour déterminer une position. C'est la méthode utilisée par le GPS.
Principe avec 3 satellites
Chaque satellite définit une sphère de rayon égal à la distance mesurée. L'intersection de trois sphères donne (en théorie) un point unique : la position du récepteur.
Pourquoi un 4e satellite ?
Testez la trilatération sur la page Geogebra ci-dessus. Répondez aux questions suivantes :
1. Que se passe-t-il si on n'utilise qu'un seul satellite ? Que peut-on déterminer ?
2. Avec deux satellites, combien de positions possibles reste-t-il ?
3. À partir de combien de satellites obtient-on une position unique à la surface de la Terre ?
Pour aller plus loin
Saviez-vous que certains artistes utilisent le GPS pour créer des œuvres d'art gigantesques ? En parcourant des trajets précis, ils dessinent des formes visibles uniquement sur une carte.
Bilan du chapitre
| Notion | Définition essentielle |
|---|---|
| GPS | Global Positioning System – système de navigation par satellite américain (24 satellites, opérationnel depuis 1995) |
| Galileo | Système européen, 30 satellites, précision ~1 m (vs 10 m pour GPS civil) |
| Trilatération | Calcul d'une position par mesure de distances (≠ triangulation qui mesure des angles) |
| 4e satellite | Sert à corriger les erreurs d'horloge du récepteur |
| Récepteur GPS | Appareil qui capte les signaux satellites (smartphone, montre GPS…) |