Sujet de grand oral gps, Lectures de Physique

Télécharge Sujet de grand oral gps et plus Lectures au format PDF de Physique sur Docsity uniquement! Aujourd’hui pour se repérer sur Terre, il existe différents moyens : la boussole, le soleil, une carte Michelin et enfin le GPS Aujourd’hui, pour nous repérer sur Terre, le système le plus utilisé est le GPS (global position system). En effet les boitiers GPS sont partout que ce soit dans nos téléphones, nos ordinateurs ou encore dans nos voitures. La question qu’on peut donc se poser est la suivante : comment le GPS fonctionne-t-il ? on pourra en même temps se demander comment il permet à n’importe quel individu de pouvoir se localiser sur Terre. Le GPS fonctionne grâce à différents satellites situés dans l’espace. Leur fonctionnement est assez simple. Pour pouvoir fonctionner notre boitier GPS doit être mis en relation avec au minimum 4 satellites. On verra pourquoi 4 d’ici quelques instants, mais tout d’abord voyons plus en détail son fonctionnement Chaque satellite envoie des ondes en continue (avec une longueur d’onde comprise entre 19 et 24cm) pour pouvoir localiser le boitier GPS. Le premier satellite va envoyer une onde se déplaçant à la vitesse de la lumière et grâce à la relation D=V ×∆ t , on connaitra la distance entre le premier satellite et le boitier GPS. En caractérisant ensuite les coordonnées x, y et z du satellite par rapport au centre de la terre, on pourra tracer une sphère de centre x, y, z et de rayon D. on répète ensuite cette étape 2 fois avec les 2 autres satellites. On a donc 3 sphères et l’intersection de trois sphères est soit 0, 1 ou 2 points. Dans le cas où il y a deux points d’intersections, 1 des points est souvent absurde par rapport au point recherché ce qui nous permet d’éliminer une solution et donc finalement on se retrouve dans la majorité des cas avec une unique solution. On peut démontrer ce théorème à l’aide des matrices. Cela nous permet donc d’avoir les solutions directement sans être obligé de passer par des moyens de résolutions plus longues. En réalisant ces différentes étapes, on détermine les coordonnés géométriques de notre point d’intersection. On pourra alors déterminer la latitude et la longitude de ce dernier. Comme je vous le disais au début il est nécessaire d’avoir 4 satellites, mais pourquoi ? Tout simplement que les satellites ont des horloges atomiques (donc extrêmement précise), ce qui n’est pas le cas de nos téléphones, voitures etc. Ce 4ème satellite aura pour but de synchroniser tous les satellites et le téléphone à 10 milliardièmes de secondes près. Selon le CNES une erreur de 3 milliardièmes de secondes (ce qui peut paraître très petit à notre échelle quand on parle du temps) correspond à une erreur d’1 mètre dans notre localisation. Dans le cas où il n’y pas de 4ème satellite, le service GPS ne serait pas du tout intéressant car l’écart de temps entre un smartphone et l’heure atomique est souvent comprise entre 1 et 2 secondes et parfois beaucoup plus. Il est tout de même important de noter que pour pouvoir être localisés partout sur terre, il est nécessaire d’avoir au minimum 22 satellites géostationnaires ce qu’avait le système de GPS européen Galileo il y a déjà 3ans. Il en a aujourd’hui 30 dont 4 de réserves.