Qu’est-ce que le GPS ?
Le Global Positioning System (GPS) est un système de navigation par satellite qui fournit des informations de géolocalisation et d’heure à un récepteur GPS n’importe où sur ou près de la Terre où il y a une ligne de vue dégagée vers quatre satellites GPS ou plus. Le système est exploité par les États-Unis et est accessible gratuitement à toute personne possédant un récepteur GPS.
Définition détaillée du GPS
Le Global Positioning System, plus connu sous son acronyme GPS, est une technologie qui a révolutionné notre façon de nous orienter et de nous déplacer. Conçu à l’origine à des fins militaires par le département de la Défense des États-Unis, le GPS est aujourd’hui omniprésent dans notre quotidien, que ce soit dans nos voitures, nos smartphones ou nos montres connectées. Le système repose sur une constellation d’une trentaine de satellites en orbite autour de la Terre, qui émettent en permanence des signaux radio. Ces signaux sont captés par des récepteurs GPS qui, en mesurant le temps de trajet de ces signaux, peuvent calculer leur position avec une précision de quelques mètres.
Le développement du GPS a débuté dans les années 1970, avec le lancement du premier satellite en 1978. Le système est devenu pleinement opérationnel en 1995. Initialement, la précision pour les civils était volontairement dégradée, mais cette restriction a été levée en 2000, ouvrant la voie à une multitude d’applications grand public. Le GPS est aujourd’hui un outil indispensable dans de nombreux domaines, tels que les transports, la logistique, l’agriculture, la cartographie, la géologie et bien d’autres encore. Pour en savoir plus sur l’histoire et les aspects techniques du GPS, vous pouvez consulter la page Wikipédia qui lui est consacrée.
Comment fonctionne le GPS ?
Le fonctionnement du GPS repose sur un principe de trilatération. Chaque satellite de la constellation GPS émet un signal radio qui contient des informations sur sa position et l’heure exacte à laquelle le signal a été émis. Ces informations sont générées par des horloges atomiques d’une extrême précision embarquées à bord des satellites. Le récepteur GPS, au sol, capte les signaux d’au moins quatre satellites différents. Pour chaque signal, il mesure le temps qu’il a mis pour lui parvenir. En multipliant ce temps par la vitesse de la lumière (la vitesse à laquelle les ondes radio se propagent), le récepteur peut déterminer la distance qui le sépare de chaque satellite. En connaissant la distance qui le sépare de trois satellites, le récepteur peut déterminer sa position en 2D (latitude et longitude). Avec un quatrième satellite, il peut également déterminer son altitude, et donc sa position en 3D. La précision de la localisation dépend de nombreux facteurs, tels que le nombre de satellites visibles, la géométrie de leur position dans le ciel, et les conditions atmosphériques qui peuvent perturber la propagation des ondes radio.
Quelles sont les alternatives au GPS ?
Bien que le GPS soit le système de navigation par satellite le plus connu et le plus utilisé, il existe plusieurs alternatives développées par d’autres pays. Le système russe GLONASS est opérationnel depuis les années 1990 et offre une couverture mondiale. L’Union européenne a développé son propre système, Galileo, qui est également pleinement opérationnel et offre une précision accrue par rapport au GPS. La Chine a également mis en place son propre système, Beidou, qui offre une couverture mondiale depuis 2020. Ces différents systèmes sont souvent compatibles entre eux, et de nombreux récepteurs GPS modernes sont capables d’utiliser les signaux de plusieurs constellations simultanément, ce qui permet d’améliorer la précision et la fiabilité de la localisation, en particulier dans les zones où la visibilité des satellites GPS est limitée, comme les zones urbaines denses ou les régions montagneuses.
Le GPS est-il toujours fiable ?
La fiabilité du GPS est extrêmement élevée, mais elle n’est pas absolue. Plusieurs facteurs peuvent affecter la précision et la disponibilité du signal GPS. Les obstacles physiques, tels que les grands bâtiments, les tunnels ou les forêts denses, peuvent bloquer les signaux des satellites. Les conditions atmosphériques, en particulier dans l’ionosphère et la troposphère, peuvent également ralentir la propagation des ondes radio et introduire des erreurs dans le calcul de la position. De plus, les signaux GPS sont de faible puissance et peuvent être brouillés, intentionnellement ou non, par des interférences radio. Enfin, des erreurs peuvent également provenir des horloges des satellites ou des données sur leur orbite, bien que ces erreurs soient généralement minimes et corrigées en permanence par le segment de contrôle au sol du système GPS. Pour en savoir plus sur les métiers de la data et comment ils s’appuient sur des technologies comme le GPS, découvrez nos bootcamps.
Applications concrètes
Les applications du GPS sont innombrables et touchent de nombreux secteurs de l’économie. Dans le domaine des transports, le GPS est à la base des systèmes de navigation embarqués dans les voitures, les camions, les navires et les avions. Il est également utilisé pour la gestion de flottes de véhicules, l’optimisation des itinéraires et le suivi en temps réel des marchandises. Dans l’agriculture, le GPS permet de pratiquer une agriculture de précision, en guidant les tracteurs et les machines agricoles avec une grande précision, ce qui permet d’optimiser l’utilisation des semences, des engrais et des pesticides. Dans le domaine de la construction et des travaux publics, le GPS est utilisé pour le guidage d’engins de chantier, l’arpentage et la topographie. Le GPS est également un outil précieux pour les services d’urgence, tels que les pompiers et les ambulanciers, qui peuvent localiser rapidement les lieux d’intervention. Pour approfondir vos connaissances sur les applications de la data, consultez notre glossaire.
Le GPS et les métiers de la Data
Le GPS est une source de données géospatiales extrêmement riche, qui alimente de nombreuses applications dans le domaine de la data science et du big data. Les données de localisation collectées à partir de millions d’appareils GPS permettent d’analyser les flux de circulation, de comprendre les comportements de mobilité des individus, d’optimiser les réseaux de transport public, ou encore de développer de nouveaux services basés sur la géolocalisation. Les data scientists et les data analysts utilisent ces données pour créer des modèles prédictifs, identifier des tendances et prendre des décisions éclairées. Par exemple, une entreprise de livraison peut utiliser les données GPS de sa flotte de véhicules pour optimiser les tournées de livraison et réduire les coûts de carburant. Une collectivité locale peut analyser les données de déplacement des citoyens pour améliorer l’offre de transport en commun. Les métiers de la data sont donc de plus en plus amenés à manipuler et à valoriser les données issues du GPS et d’autres systèmes de géolocalisation. Pour en savoir plus sur les carrières dans la data, lisez nos articles de blog.