Qu’est-ce qu’un module GPS ?
Un module GPS est un appareil qui reçoit les signaux GPS transmis par les nombreux satellites dans l’espace et qui détermine les informations de position.
GPS est l’acronyme de “Global Positioning System”, un système qui peut fournir des informations de positionnement précises pour le monde entier. Si un module GPS permet d’obtenir des informations de position précises, il est possible de calculer la vitesse et la direction dans laquelle vous vous déplacez actuellement, ainsi que la distance qui vous sépare de votre destination.
Le GPS est un système de positionnement par satellite exploité aux États-Unis, mais il existe aussi d’autres systèmes : GLONASS de Russie, Galileo de l’UE et Beidou de Chine.De plus le Japon possède un système de positionnement par satellite appelé MICHIBIKI, qui peut corriger les informations GPS.
Utilisations des modules GPS
Les modules GPS sont utilisés pour des applications de positionnement dans des appareils qui nécessitent des informations sur le mouvement, la localisation, la vitesse et la direction du déplacement, etc.
- Observation de la position pour l’utilisation d’applications cartographiques dans les smartphones et les smartwatches.
- Calcul de la position, de la vitesse, de la direction et de la distance jusqu’à la destination du véhicule dans les systèmes de navigation automobile.
En fonction des spécifications du module GPS, il est important de choisir un module GPS en tenant compte de l’incidence sur le produit de la précision de la position, du temps de calcul et du degré d’erreur des informations relatives à la position.
En cas d’obstacles au signal GPS, tels que des souterrains ou des bâtiments, il se peut que le signal ne soit pas reçu avec précision. Certains modules GPS de haute précision sont capables de recevoir des signaux en traitant des signaux rendus plus petits par le blindage.
Principe des modules GPS
Le principe d’un module GPS est qu’il possède un algorithme de traitement des signaux qui, reçoit les signaux GPS émis par les satellites, les traite et les analyse pour calculer la position actuelle du module. Le signal GPS permettant de calculer des informations précises sur la position est traité en détectant et en amplifiant le signal faible et en effectuant un traitement RF et en bande de base.
Les algorithmes utilisés pour traiter le signal GPS sont conçus pour augmenter la précision de la détection de la position et réduire la consommation de courant. Les signaux GPS émis par les satellites sont généralement transmis sur deux fréquences différentes. Le signal contient l’heure à laquelle il est émis et la position exacte du satellite à ce moment-là.
Les signaux GPS sont ensuite reçus par le récepteur du module GPS, qui reçoit les signaux de quatre satellites ou plus. Le signal GPS permet de calculer la distance entre les satellites et, si la distance entre trois satellites est connue, la position actuelle sur la Terre peut être calculée.
Le quatrième satellite et les suivants sont utilisés pour corriger les erreurs de temps et aider à calculer des informations de position plus précises.
Autres informations sur les modules GPS
1. Fréquences traitées par les modules GPS
Les fréquences traitées par les modules GPS sont généralement 1575,42 MHz, appelée bande L1, et 1227,6 MHz, appelée bande L2. La bande 1176,45 MHz, appelée bande L5, est parfois utilisée.
La bande L1 contient à la fois un code d’identification civil appelé code C/A et un code militaire appelé code P, le code C/A étant généralement utilisé.
2. Précision de positionnement des modules GPS
Différents facteurs affectent la précision de mesure d’un module GPS, les principales sources d’erreur étant les suivantes :
L’ionosphère
Couche de l’atmosphère qui ralentit les signaux des satellites GPS lorsqu’ils la traversent, ce qui provoque des erreurs.
La troposphère
Il s’agit d’une autre couche de l’atmosphère. La réfraction des ondes radio dans l’air sec et dans la vapeur d’eau provoque des erreurs.
Multitrajet
Lorsque les ondes radio émises par les satellites GPS sont reçues, elles sont réfléchies par divers objets, tels que le sol et les structures. Ce phénomène, connu sous le nom de multitrajet, perturbe les ondes radio et provoque des erreurs.
Parmi toutes ces erreurs, la propagation par trajets multiples est le facteur d’erreur le plus important, car elle limite le nombre de satellites pouvant être reçus et le positionnement entre eux. L’erreur varie en fonction des performances du module GPS lui-même, mais le type installé dans les équipements généraux a un rayon d’erreur d’environ 10 mètres dans de bonnes conditions de réception, et d’environ 100 mètres dans de mauvaises conditions de réception.
Toutefois, les smartphones sont équipés de systèmes WiFi, de correction de l’heure, de systèmes de localisation d’applications et d’autres systèmes de correction GPS, qui peuvent être utilisés en combinaison pour améliorer encore la précision de la position.
3. Le système japonais de positionnement par satellite MICHIBIKI
Pour rendre les modules GPS plus précis et plus stables en réception, il existe actuellement un système japonais de positionnement par satellite appelé MICHIBIKI, qui fonctionne avec quatre satellites depuis novembre 2018. Le positionnement par satellite est possible avec plus de quatre satellites, mais pour la stabilité, il est souhaitable d’avoir plus de satellites visibles.
MICHIBIKI, connu comme la version japonaise du GPS, fournit un positionnement stable et de haute précision en compensant les points où les signaux des satellites GPS conventionnels sont bloqués et où les informations de localisation deviennent instables.