Attention
Le GPS n’est pas un considéré comme un dispositif de sécurité passive.
A l'origine le GPS a été conçue pour fournir aux forces armées américaines un système de repérage global et de très bonne précision.
Le projet NAVSTAR est coordonné par un bureau interarmée, le « Joint Programm Office » (JPO).
Le concept NAVSTAR est le résultat d'études entreprises en 1965 par l'armée de l'air et la marine américaine.
Les dates qui ont marquées la réalisation:
- 1965: Premier concept
- 1972: Etude préliminaires de faisabilité.
- 1974 - 1979: Validation du concept (1er tir Février 1978)
- 1979-1986: Evaluation développement
- 1986-1994: Mise en place opérationnelle Phase interrompue entre janvier 1986 et février 1989. Les lancements des satellites BLOCK II n'ont en fait commencés qu'en février 1989.
- GLONASS est le système russe (globalnaïa navigatsionnaïa spoutnikovaïa sistéma, soit « système global de navigation satellitaire »), qui est de nouveau pleinement opérationnel depuis décembre 2011 ;
- Beidou est le système de positionnement créé par la république populaire de Chine ; il est opérationnel uniquement sur le territoire chinois et les régions limitrophes (il utilise des satellites géostationnaires, au nombre de quatre actuellement) ; son successeur Compass sera global et atteindra une précision de 10 cm au sol ;
- L'Inde prépare également son système de positionnement, l'IRNSS ;
- Galileo est le système civil de l'Union européenne, pleinement opérationnel depuis 2020. C’est aujourd’hui le système le plus performant au monde en termes de couverture et de précision ;
- Le Japon prépare le système QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) pour 2017-2018.
Le principe de fonctionnement du GPS
Le principe du positionnement GPS est très proche du principe de triangularisation. On mesure la distance entre l'utilisateur et un certain nombre de satellites de positions connues.
On définit ainsi des sphères centrées sur des satellites et dont l'intersection donne la position. Le récepteur GPS est capable d'identifier le satellite qu'il utilise à l'aide du signal pseudo aléatoire émis par chaque satellite. Il charge, à l'aide de ce signal, les informations sur l'orbite et la position du satellite. Pour mesurer la distance qui sépare le satellite du GPS, on mesure le temps T mis par le signal pour aller de l'un vers l'autre.
Le système GPS permet également de mesurer la vitesse à laquelle se déplace l'utilisateur. Cette évaluation se fait par mesure de Doppler sur le signal provenant d'un satellite GPS. En effet, le signal perçu par le récepteur GPS n'a pas exactement la même fréquence que lorsqu'il est généré par le satellite. Suivant le principe Doppler, le rapport des fréquences est fonction des positions et des vitesses relatives du satellite et de l'utilisateur.
Les systèmes conçus pour les automobiles sont capables de calculer des itinéraires en tenant compte du réseau routier, et parfois en temps réel.
L'utilisateur peut définir le lieu d'arrivée par son adresse postale (et plus seulement par ses coordonnées géographiques), et parfois avec le nom du lieu. Les instructions sont souvent données pas à pas, avec des pictogrammes directionnels commentés par un système de synthèse vocale.
Parfois, ces systèmes de navigation utilisent des données incorrectes (Carte non adaptée au véhicule ou non mise à jour, effet canyon, etc.) générant des informations erronées, et le conducteur qui les suit aveuglement peut engendrer un accident pouvant être mortel, notamment pour les véhicules lourds : autocars et autres poids-lourds. Ainsi, les systèmes affichent des alertes prévenant l'utilisateur de ces erreurs possibles.
Certains navigateurs sont spécialisés pour les poids-lourds et prennent en compte le gabarit des véhicules mais aussi sa masse et ses dimensions, afin de ne proposer que des itinéraires empruntant des routes adaptées. A contrario, d'autres applications grand-public, comme Waze ou Coyote, sont incapables de donner un itinéraire incluant toutes les contraintes que ce type de véhicule doit suivre (entre autres de masse et de hauteur) à des conducteurs de poids-lourds.
Certaines versions sont très complètes, et peuvent proposer :
- Des cartes en trois dimensions ;
- Une saisie de l'adresse d'arrivée par reconnaissance vocale, et parfois uniquement avec le nom du lieu ;
- Un calcul de l'itinéraire tenant compte de contraintes en temps réel (embouteillages, travaux de voirie, conditions météorologiques, etc.), les données étant fournies directement par une connexion intégrée au véhicule (Renault R-Link par exemple), ou bien, lorsqu'il s'agit d'une application mobile, par les données cellulaires du smartphone ;
- Un système peut afficher la vitesse maximale autorisée en cours, et éventuellement émettre un avertissement si le conducteur ne la respecte pas ; il peut aussi signaler la présence éventuelle d'un radar fixe.
- Un service de GPS avec des fonctionnalités de communication. Grâce à une carte SIM et aux réseaux mobiles, l'utilisateur bénéficie d'informations mises à jour en temps réel et très régulièrement, sans intervention quelconque de la part de l'utilisateur. Cette caractéristique permet également d'alerter sur la présence de radars (fixes et mobiles), de contrôles policiers, d'informer de l'état du trafic, de la météo, ou encore de covoiturer, etc. Les leaders en la matière proposent des appareils connectés : TomTom LIVE (intégré à Renault R-Link), Garmin 1690, Medion, Navigon LIVE, Goodkap! avec Coyote, Avertinoo et Camsam avec Munic. A noter que la plupart des applications mobiles de navigation (Plans, Google Maps, Waze...) proposent des systèmes propriétaires de ce type. Il y a donc une limite à cela : un système/une application peu utilisée sera dans l'incapacité de fonctionner correctement, et de fournir des informations en temps réel.
Il existe plusieurs dizaines de modèles de GPS automobile.
Toutefois, ceux-ci peuvent être regroupés en deux types distincts :
- GPS indépendant;
- GPS intégré.
Le GPS indépendant :
Appareil à part entière qui ne se dédie pas exclusivement à la navigation routière, qui peut être fixé sur le pare-brise du véhicule, posé sur le tableau de bord.
Le GPS intégré :
Système de navigation intégré au véhicule9 ou associé à un autre équipement auto tel que l'autoradio ou un smartphone.