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Concept
Récepteur GPS
Résumé
Le système de navigation et de positionnement par satellite capte et analyse les signaux émis par une constellation de satellites. Les systèmes les plus connus sont GPS, GLONASS, Galileo et Beidu. Malgré la simplicité apparente de la technique, le traitement des signaux et le calcul de la position d'un récepteur sont complexes. Le récepteur décrit ici concerne le système GPS, mais la description est généralisable aux autres systèmes.
Les satellites émettent en permanence sur deux fréquences L1 () et L2 (). Elles sont modulées en phase par la combinaison des données numériques et de deux codes ; cette combinaison est une addition modulo 2. Les codes sont un code pseudo aléatoire C/A (acronyme de coarse acquisition, acquisition grossière) qui est une séquence à 1,023 Mbit/s et de période 1 milliseconde et un code pseudo aléatoire P, pour précision, à 10,23 Mbit/s avec une période de 280 jours. Le premier est librement accessible, le second est réservé aux utilisateurs autorisés ; il est le plus souvent chiffré.
En ce qui concerne les signaux accessibles librement c'est la porteuse L1 qui est utilisée. Chaque satellite GPS transmet sur cette porteuse le code d’acquisition C/A et les données. Le code C/A est unique pour chaque satellite parmi un ensemble de 31. Les données transmises à 50 bit/s incluent des informations sur la totalité de la constellation GPS : éphémérides permettant de calculer la position des satellites, correction d'horloge, données pour la correction ionosphérique, ainsi que les messages spéciaux du système. Les données des satellites sont transmises dans une trame toutes les 30 secondes. Le temps requis pour transmettre l'almanach complet du système est de 12,5 minutes.
L'éphéméride contient les paramètres orbitaux détaillés pour tous les satellites. Les données d'éphéméride changent d'heure en heure, mais sont valables pendant quatre heures environ. La partie contrôle de la trame GPS met à jour l'almanach du système chaque semaine et met à jour à chaque heure l’éphéméride à travers trois stations de contrôle terrestres.
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