Nous vivons déjà dans le futur. Nous avons des appareils portables qui utilisent des satellites pour localiser nos emplacements précis presque partout sur la planète. Mais vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne le GPS?
Les appareils GPS ne contactent pas réellement les satellites et ne leur transmettent pas d’informations. Ils ne reçoivent que des données de satellites - des données qui sont toujours transmises. Cependant, le GPS n'est pas le seul moyen pour les appareils de déterminer votre position.
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Des satellites à la paume de votre main
Le système de positionnement mondial a été créé à l'origine par les États-Unis à des fins militaires, mais a finalement été ouvert à un usage civil. Au moins 24 satellites GPS sont toujours en orbite autour de la Terre et diffusent constamment des données.
Les satellites sont disposés en orbite de telle sorte que quatre satellites sont visibles dans le ciel depuis n'importe quel point sur Terre. (Vous ne pouvez pas vraiment les voir, mais il y a un chemin direct pour les transmissions radio.) Cela signifie que le GPS ne fonctionnera pas si les signaux sont bloqués - vous voudrez un chemin assez direct entre vous et le ciel. Dans un bunker souterrain ou dans une grotte sous une montagne, cela ne fonctionnera pas.
Les satellites GPS transmettent constamment des signaux radio vers la Terre. Chaque transmission comprend l'emplacement du satellite GPS et l'heure à laquelle le signal a été envoyé. Chaque satellite a une horloge atomique à bord, donc l'heure est très précise.
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Comment le GPS détermine votre position
Un appareil avec GPS intégré - qu'il s'agisse d'une unité de navigation GPS embarquée dédiée ou d'un smartphone - agit uniquement comme un récepteur GPS. Un appareil doté d'un GPS ne «contacte» pas réellement les satellites pour déterminer sa position. Au lieu de cela, il écoute simplement les signaux radio qui sont diffusés à partir de ces satellites tout le temps.
Un récepteur GPS «écoute» les signaux de quatre satellites ou plus. Les signaux des satellites les plus proches arriveront plus tôt, tandis que les signaux des satellites les plus éloignés arriveront plus tard. (Le décalage horaire réel est très petit, mais peut être détecté par le récepteur GPS.) En comparant l'heure à laquelle le signal a été diffusé et l'heure à laquelle le signal est arrivé, le récepteur peut estimer sa distance relative des quatre satellites. Grâce à la trilatération, le récepteur peut alors déterminer son emplacement.
Trilatération peut sembler un peu compliqué, mais c'est en fait assez simple. Imaginez si quelqu'un vous disait que vous étiez à 500 miles de New York, à 800 miles de Miami et à 700 miles de Kansas City. Avec ces informations, vous pouvez déterminer une région qui est la distance correcte de toutes ces villes et estimer votre emplacement actuel. Si nous vous indiquions votre distance par rapport à une quatrième ville, vous pourriez estimer votre position encore plus précisément. C’est la trilatération en un mot, et c’est ce que font les récepteurs GPS chaque fois que vous les utilisez.
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Alternatives au GPS
Le GPS n'est pas le seul moyen pour les appareils d'estimer votre position actuelle. Le service 911 utilise les informations de puissance des tours cellulaires pour trianguler la position des téléphones mobiles. Cela fonctionne de la même manière: en mesurant les différences de force du signal entre plusieurs tours de téléphonie cellulaire, votre appareil peut estimer votre emplacement actuel.
Certains appareils peuvent également utiliser un système de positionnement Wi-Fi (WPS) pour déterminer leur emplacement actuel. Les camions Street View de Google circulent, capturant les noms des points d'accès à proximité et leurs forces relatives à certains endroits. Votre smartphone recherche les réseaux sans fil à proximité, puis envoie une liste de leurs noms et de la force du signal aux serveurs de Google. Google utilise sa base de données et ses estimations là où vous vous trouvez. (Google n'est pas le seul fournisseur de données de système de positionnement Wi-Fi, mais c'est celui que la plupart des gens connaissent.) Cela peut être particulièrement pratique dans les endroits intérieurs que les signaux GPS ne peuvent pas atteindre.
Le système GPS n’est pas non plus le seul réseau de satellites pouvant être utilisé pour le positionnement. La Russie a son propre système GLONASS et la Chine a BDS. L'Europe travaille également sur sa propre alternative au GPS, connue sous le nom de Galileo. Le GPS pourrait être arrêté ou restreint en temps de guerre ou de conflit, de sorte que les nations veulent que leurs propres satellites soient autosuffisants.
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Le GPS en lui-même n'est pas un problème de confidentialité - par exemple, si vous avez un ancien appareil GPS pour votre voiture, il n'est probablement pas capable de transmettre votre position. Cependant, le GPS peut être un problème de confidentialité lorsqu'il est combiné avec la technologie de transmission. Les appareils de repérage GPS n'utilisent pas seulement des récepteurs GPS - ils stockent les données GPS pour une récupération ultérieure ou transmettent les données GPS.
