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6.0 Les systèmes GPS et Doris.

Le système GPS est un moyen de localisation et de navigation terrestre, maritime ou aérienne à faible coût, accessible en tous points de la Terre. A partir d’un récepteur de la taille d’une calculette, suffisant pour ces besoins archéologiques, on acquiert les signaux de plusieurs satellites. Ces satellites Navstar ou Glonass sont disposés sur des orbites circulaires d’altitude 20.200 km (période 12 h) dans six plans orbitaux inclinés à 55°, avec quatre satellites par plan plus des remplaçants. Ces satellites envoient des signaux codés pseudo aléatoires appelés P et C/A. Le code C/A est un code relativement lent (1,023 Mhz) et de période courte (1 ms) permettant une synchronisation rapide mais peu “précise”, il est accessible à tous. Le second, dit code P, permet une synchronisation plus précise mais il est crypté, c’est à dire accessible aux seuls utilisateurs agréés par le Pentagone.

Le message reçu par le récepteur contient des informations sur les satellites (paramètres de santé) et les paramètres képlériens (almanachs) de leur orbite. Le récepteur qui reçoit ces messages peut ainsi calculer ses distances (temps de propagation du signal) avec les satellites en visibilité. En général, l’utilisateur cherche à connaître ses coordonnées géographiques (latitude, longitude et altitude), il a besoin aussi de la même base de temps qui est donnée à bord des satellites par des horloges atomiques, ce qui fait quatre paramètres. Il suffit donc d’avoir en même temps quatre satellites en visibilité pour déterminer les quatre inconnues (ill. 1). La qualité de la configuration géométrique (GDOP ) et le nombre de satellites influent sur la précision obtenue. Le système garantit une précision <100 m, mais en station fixe et avec un certain temps d’attente pour moyenner les mesures, on obtient une précision d’environ 50 m. En deçà, il faut passer au système différentiel (DGPS) avec une balise émettrice placée en un point de référence. On peut alors s’affranchir des fluctuations introduites volontairement pour le cryptage et corriger certaines erreurs dues aux perturbations de propagation. La précision est décimétrique.

DORIS , développé par le CNES pour des besoins d’orbitographie précise, est un système radioélectrique Doppler à liaison ascendante qui effectue des mesures de vitesse relative entre un satellite (il y en a trois actuellement opérationnels et bientôt cinq) et la balise émettrice. La réponse est différée et demande quelques jours. La précision est de quelques centimètres. Elle sert en particulier aux mesures géodésiques très précises, telle la vitesse de dérive des continents. Dans notre cas, compte tenu des distances assez importantes (plusieurs dizaines de kilomètres) entre les bornes, le petit récepteur GPS est suffisant. Pour déterminer l’erreur obtenue par les géodésiens romains, il faudrait gagner un ordre de grandeur et passer alors au système Doris ou au GPS différentiel.

INSERER ILLUSTRATION 1
Illustration 1 : Principe de localisation par satellites.
 

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