Lo sistèma de posicionament per satellits, nomenat jol nom mai complet de sistèma de posicionament e de datacion per satellits o jos l'acronim anglés GNSS (Global Navigation Satellite System), es lo nom generic dels sistèmas de navegacion satellitari fornissent una cobertura globala de geoposicionament a usatge civil. Los GNSS utilizan las constellacions existentas de satellit de navegacion, e dels sistèmas satellitaris complementaris de melhorament de las performança, coma EGNOS, o de complements al sòl, coma lo DGPS.
Dempuèi 2010, lo sistèma de satellits NAVSTAR, desvolopat als Estats Units d'America, constituent lo GPS, es pas mai la sola constellacion entièrament operacionala. Lo sistèma rus GLONASS, operacional en 1996, èra vengut obsolet dins los ans 2000, a causa de la casuda de l'URSS. Pasmens, tornèt operacional dempuèi 2010.
Lo sistèma de l’Union Europèa, Galileo, es la segonda generation de GNSS en cors de desvolopament, dos satellits de validacion foguèron lançats, es planificat per venir operacional al començament de 2014. China e Índia desvolopan tanben un sistèma regional, amb de satellits geoestacionaris: Beidou e IRNSS.
Un GNSS permet a de receptors portables de determinar lor posicion sus la tèrra en longitud, latitud e altitud, amb una precision variant de qualques desena de mètres a qualques mètres segon las correccions e lo temps d’integracion utilizat. De receptors fixats pòdon determinar lor posicion amb una precision centimetrica.
Los servicis utilizant aqueles sistèmas son subretot la navegacion maritima, aeriana, e rotièra, la topografia, la sincronizacion del temps.
Aqueles sistèmas passius pòdon èsser completats per d'emetors de radiolocalizacion per d'aplicacions de seguit logistic (APRS), de salvetatge (SAR), de susvelhança del trafec maritim (AIS), d’estudi oceanografic, de biologia (radiotracking).
Principi Los principals sistèmas de posicionament repausan a l'ora d'ara sus de desenas de satellits emetors especializats en orbita e de receptors-calculators mobils sus Tèrra. La recepcion pel calculator, d'un minim de quatre satellits assegura un calcul de posicionament precís per trilateracion.
Lo receptor, que pòt èsser al sòl o embarcat sus un veïcul (una automobila, una nau, un avion, eca.), recep de sinhals venent dels satellits que li permeton de calcular aquelas coordenadas geograficas tanben en altitud.
Per assegurar de performàncias de precision e de securitat garantidas, de senhals suplementaris son emés per de satellits o de marcas de correccion, nomenadas sistèmas d'aumentacion.
Lo receptor es sovent apariat amb un calculator que determina lo cap de seguir per rejónher un punch de coordenadas conegudas o que dona una mapa numerica sus un ecran.
Lo receptor pòt tanben èsser interfaciat a un ordinator portable provesit d'un logicial cartografic, o a una centrala de navegacion integrant tanben totes los mai captors al bòrd (compas, taquimètre, autres sistèmas de radionavegacion..).
Lo receptor pòt tanben èsser apariat a un telefòn mobil o satellitari que transmet automaticament la posicion del mobil a un central. Aquel central pòt alara contrarotlat, gerir ou susvelhar lo desplaçament dels mobils.
Istoric
Los sistèmas de radionavegacion terrèstres
Los sistèmas satellitaris foguèron precedits pels sistèmas terrèstres de radionavegacion, coma le DECCA, lo LORAN e l’Oméga, qu'utilizan d'emetors terrèstres e non dels satellits. Uns d'aqueles sistèmas son encara operacionals, subretot en aeronautica, en rason de lor fiabilitat e de lor precision locala, coma l’ILS o l’ADF.
Lo sistèma “TRANSIT” thumb|Satellit Transit-O (Generacion operacionala) Lo sistèma TRANSIT foguèt lo primièr sistèma satellitari global operacional, lançat en 1960-70. Utilizava l’efècte doppler, permetent lo calcul de l'inclinason del satellit, e non lo temps d’arribada coma los sistèmas modèrnes, que calculan la distància al satellit. Lo nombre de satellits èran d’una desena, permetent de far un punch sonque totas las oras en mejana.
Lo senhal de 400MHz del Transit conteniá los efemerids (la posicion orbitala precisa) del satellit, indispensable pel calcul del punch. Aqueles efemerids èran determinats per l'US Naval Observatory (USNO) que metava a jorn aquelas donadas a bòrd dels satellits.
Sa precision èra , sufisenta per la navegacion de long cors.
Foncionament
Los sistèmas actuals son mai dirèctes per l’utilisaire: Lo satellit transmet un senhal contenent sa posicion e l’instant exacte d’emission. Aquel messatge es superpausat al còde que conten la referéncia temporala. La sincronizacion dels senhals es obtenguda per de relòtges atomics al bòrd de cada satellit.
Lo receptor compara l’instant d’arribada al respècte del seu relòtge, amb l’instant d’emission indicat e mesura atal la distància del satellit. Aquelas mesuras sont repetidas sus totes los satellits visibles e permeton de calcular una posicion de contunh.
Cada mesura de distància, quin que siá lo sistèma utilizat (constellacion bassa o geoestacionària o marca locala) plaça lo receptor sus una esfèra centrada sus l’emetor. Utilizant al mens tres emetors, aquelas esfèras an un sol punch d’interseccion. Pasmens aquel principi simple se complica: Lo relòtge local del receptor es rarament de precision atomic, solas las diferéncias de temps son doncas precisas, çò que demanda quatre marcas o satellits per far un punch al luòc de tres (se coneissam l’altitud, tres marcas sufison) Los receptors son mobils, e las mesuras son doncas efectuadas en de punchs diferents. Las ondas ràdio an una velocitat leugièrament variable segon los jaces ionosferics traversats. Lo receptor intègra doncas aquelas divèrsas errors, utilizant de correccions e de mesuras de divèrs satellits o marcas, puèi de tecnicas d’integracion e de filtratge coma los filtres de Kalman, per obtenir lo punch mai probable e sa precision estimada, sa velocitat atal que lo temps universel.
Per las aplicacions demandant una securitat absoluda del punch (aterratge sens visibilitat, antitust, ...) los senhals de navegacion son completats per un senhal dich d’«integritat» que permet d’eliminar tota mesura eissida d’un emetor en defaut temporari o prolongat.
Usatge civil o militar Los sistèmas de navegacion satellitaris foguèron desvolopats d’en primièr pel besonh militar. Permeton en efècte una precision inegalala dins lo guidatge dels missils a la cibla, aumentant la lor eficacitat e redusent los riscs de damatge collaterals. Aqueles sistèmas permeton tanben a las fòrças terrèstres de se posicionar amb precision, redusent las incertituds tacticas, a las marinas e a las fòrças aerianas de navegar amb precision, independentament de tota ajuda al sòl.
Atal, los satellits de navegacion agisson en multiplicator de poténcia militar, e dins los conflites fòrça mediatizats, redusent los repercucions de las pèrdas civilas. Tota nacion avent d'ambicions militàrias deseja doncas se dotar d'aqueles sistèmas.
La possibilitat de distribuir de senhals de radionavegacion inclutz egalament la possibilitat d'enebir l’emplec sus de zones sens una clau de decriptatge. Le senhal civil del GPS èra progit fins a 1990 d’un còdi de disponibilitat selectiva per evitar son emplec militar (‘’selective availability’’ ), que mermava la precision a al luòc dels actuals.
Caracteristicas
Los sistèmas son caracterizats per lors performàncias per las aplicacions desirada, subretot:
Precision La precision de la localizacion despend del nombre de satellits recebut e del temps d’integracion, atal que de la geometria de las mesuras. Los receptors mai simples pòdon localizar en qualques segondas un mobil amb una precision melhora que 100 mètres. Los receptors sofisticats coma aqueles embarcats suls avions civils e militars permeton una precision inferiora al decamètre, veire al mètre. Un receptor fixe al sòl permet, aprèp una integracion sus un periòde de qualques minutas, de coneisser la posicion d’un punch amb una precision centimetrica.
La posicion es calculada al respècte del sistèma geodesic World Geodetic System en 1984 WGS 84), mas las referéncias cartograficas son sovent basadas sus de sistèmas geodesics mai ancians (WGS 72 o precedent). L'escart entre aqueles sistèmas cartografics locals e lo sistèma de referéncia (fins a 500m dins qualques islas oceanicas) pòt provocar una error de posicionament superiora a l'imprecision del sistèma. Aquelas correccions devon doncas èsser introduchas.
Integritat L'integritat es lo tèrme oficial de l'OACI per designar la fiabilitat del punch fornit: una posicion utilizada en navegacion de long cors, per exemple pòt èsser occasionalament erronèa (integritat flaca) sens consequéncias gravas, se lo mobil possedís d'instruments autonòms, alara qu'una posicion utilizada per un atterratge sens visibilitat deu al contrari aver una integritat absoluda.
Cobertura e disponibilitat Un sistèma pòt aver una cobertura globala o regionala, pòt èsser indisponible pendent de periòdes mai o mens longs, aver de mancas de satellits (per exemple GLONASS). La tòca dels sistèmas combinats coma los GNSS-1 e GNSS-2 es cobrir las decas de cada sistèma individual mercé a de combinasons e complements dichs d'aumentacion.
Sistèmas de navegacion satellitaris existents o en desvolopament Comparason de las orbitas dels diferents sistèmas|thumb|200px Los sistèmas de posicionament satellitaris globals son:
GPS pels Estats Units d'America (operacional plenament dempuèi 1995); GLONASS per Russia (operacional entre 1996 e 1999, puèi de nòu operacional dempuèi 2010); Galileo per l'UE (en cors de desvolopament, será operacional en 2014) ; Compass (evolucion a dimension mondiala de Beidou, regional) per la Republica populara de China; IRNSS per Índia (en projècte); QZSS per Japon (en projècte);
Los sistèmas doverlay existent (o en desvelopament) son: WAAS, pels Estats Units d'America (zòne de servici nomenada CONUS), complementant lo GPS EGNOS, per Euròpa (zona de servici nomenada ECAC), completant los GPS & GLONASS. MSAS en cors d'ensag per Japon. GAGAN en cors de desvolopament per Índia.
GPS
Lo sistèma GPS, se desvelopèt, a partir de 1978 (an de la misa en servici del primièr satellit) e venguèt disponible liurament en 1994 (amb un accès qu'èra pas mai reservat a l'armada americana) e plenament operacional en 1995 (amb una constellacion de 24 satellits). Èra alara, pendent un an, lo sol sistèma de posicionament per satellit, plenament eficaç e foncional. Un an mai tard (1996), lo sistèma GLONASS rus venguèt, el tanben, plenament operacional. Pasmens, entre 1999 e 2010 (a causa de l’obsolescéncia de GLONASS), lo sistèma GPS èra encara vengut lo sol sistèma mondial de navegacion satellitari entièrament operacional. Es a l'ora d'ara constituit de 321 satellits (24 a l'origina) en orbita intermediària (MEO) sus sièis plans orbitals. Lo nombre exacte de satellits varia en fonccion dels remplaçaments dels satellits en fin de vida.
GLONASS
Lo sistèma GLONASS de l’URSS, uèi de Russia), èra tanben una constellacion foncionala apareguda en 1995 e operacionala en 1996, mas amb la casuda de l’Union Sovietica, foguèt pas mai entretengut, provocant des pannas materialas en 1997 aumentant entre 1997 e 2000 e provocant de traucs de coberturas, fasent obsolet e non foncional. Entre 2000 e 2010, la disponibilitat venguèt alara parciala. En 2005, pasmens, la federacion russa s’est engatjèt a li restaurar avant 2010, amb una collaboracion indiana. Entre 2008 e 2010, de nòu sattelits foguèron lançats, lo sistèma venent de nòu, pauc apauc foncional per èsser operacional en 2011. L'iPhone 4S e le Samsung Wave III venguèron en 2011, los primiers smartphones grand public (fòra del mercat rus) a recebre nativament los sinhals GLONASS e a los utilizar per evaluar lo posicionamentIndia signs GLONASS agreementIndia, Russia Agree On Joint Development Of Future Glonas Navigation System.
Galileo