Comment fonctionne le GPS aviation?

Secrets de satellites

Lorsque l'Union soviétique a lancé Sputnik en 1957, des scientifiques américains ont découvert qu'ils pouvaient localiser leur position en surveillant les changements de fréquence radio tout en se déplaçant. L'armée a compris que les sous-marins pouvaient également suivre les signaux des satellites pour s'orienter après des mois sous l'eau. En 1973, l'armée est apparue avec un système de navigation alternatif, le même système de positionnement global utilisé aujourd'hui. Chaque unité GPS reçoit des transmissions numériques par satellite qu’elle utilise pour déterminer son emplacement, en fonction de la distance qui les sépare.

La triangulation

Les transmissions par satellite incluent la position du satellite et l'heure exacte de transmission. Le temps qu'il faut pour se rendre à votre GPS indique la distance qui sépare l'avion des satellites. Pour assurer la précision de l'horloge, chaque satellite GPS transporte quatre horloges atomiques. Connaître la position de l'heure et la source de trois signaux satellites fournit à votre appareil suffisamment d'informations pour trianguler la position de votre avion, mais uniquement si votre GPS dispose d'une horloge atomique d'une précision comparable. L'ajout d'un signal provenant d'un quatrième satellite permet à l'unité de fonctionner avec une horloge commune.

Horloges atomiques

La clé de la précision GPS réside dans la formidable précision des horloges atomiques. La technologie des horloges atomiques place les atomes dans un champ oscillant, ce qui provoque la résonance du champ à une fréquence correspondant à la résonance magnétique des atomes. Utilisant la résonance comme base du mouvement de l'horloge, au lieu d'un cristal de quartz ou d'un ensemble d'engrenages, les horloges atteignent une précision sans précédent. Les scientifiques ont mis au point plusieurs technologies pour les horloges atomiques, mais la plupart des horloges GPS fonctionnent sur les atomes de césium.

Les erreurs

Bien que l’armée ne dégrade plus les signaux GPS des civils, elle se réserve le droit de le faire à tout moment. Même sans ce facteur, les signaux GPS subissent parfois de légères erreurs en raison de signaux rebondissant sur des obstructions ou retardant l'atmosphère. En 2003, le gouvernement a lancé le système WAAS (Wide Area Augmentation System) afin de fournir une plus grande précision au GPS de l'aviation. Les informations ajoutées par les satellites WAAS et les stations au sol confèrent aux unités GPS pour l'aviation une précision de 1 à 2 mètres horizontalement et de 2 à 3 mètres verticalement.