Quelle est la précision du positionnement GPS ?

Ça dépend. Les satellites GPS diffusent leurs signaux dans l'espace avec une certaine précision, mais ce que vous recevez dépend de facteurs supplémentaires, notamment la géométrie du satellite, le blocage du signal, les conditions atmosphériques et les caractéristiques/qualité de conception du récepteur.

Par exemple, les smartphones compatibles GPS sont généralement précis dans un rayon de 4,9 m (16 pi) à ciel ouvert. Cependant, leur précision se détériore à proximité des bâtiments, des ponts et des arbres.

Les utilisateurs haut de gamme améliorent la précision du GPS grâce à des récepteurs double fréquence et/ou des systèmes d'augmentation. Ceux-ci peuvent permettre un positionnement en temps réel à quelques centimètres près et des mesures à long terme au niveau millimétrique.

De nombreux facteurs peuvent dégrader la précision du positionnement GPS. Les causes courantes incluent

• Blocage du signal satellite dû à des bâtiments, des ponts, des arbres, etc.

• Utilisation intérieure ou souterraine

• Signaux réfléchis par les bâtiments ou les murs (« multitrajets »)

• Caricature de signaux GPS bloqués et réfléchis par les bâtiments

Des causes beaucoup moins courantes peuvent inclure

• Interférences radio ou brouillage

• Tempêtes solaires majeures

• Maintenance/manœuvres du satellite créant des lacunes temporaires dans la couverture

• Appareils mal conçus qui ne sont pas conformes aux spécifications de l'interface GPS

Dans de nombreux cas, le matériel GPS d'un appareil fonctionne correctement, mais son logiciel de cartographie est défectueux. Par exemple, les utilisateurs sont souvent induits en erreur par

• Cartes mal dessinées

• Entreprises mal étiquetées et autres points d’intérêt

• Routes, bâtiments, communautés manquants, etc.

• Adresses postales mal estimées

Le gouvernement s’engage à fournir un GPS aux niveaux de précision spécifiés dans la norme de performance du service de positionnement standard GPS (SPS).

Les engagements de précision ne s'appliquent pas aux appareils GPS, mais plutôt aux signaux transmis dans l'espace. Par exemple, le gouvernement s'engage à diffuser le signal GPS dans l'espace avec une erreur de portée moyenne mondiale quotidienne (URE) de ≤ 2,0 m (6,6 pieds), avec une probabilité de 95 %, sur tous les satellites sains dans les emplacements de constellation. Les performances réelles sont généralement bien meilleures. Le 20 avril 2021, l'URE moyen mondial sur tous les satellites était ≤0,643 m (2,1 pieds), 95 % du temps.

Pour être clair, URE n'est pas la précision de l'utilisateur. La précision de l'utilisateur dépend d'une combinaison de la géométrie du satellite, de l'URE et de facteurs locaux tels que le blocage du signal, les conditions atmosphériques et les caractéristiques/qualité de conception du récepteur.

Le programme de modernisation du GPS en cours améliorera encore la précision pour les utilisateurs civils et militaires.

Comme pour le positionnement, la précision de la vitesse du GPS dépend de nombreux facteurs.

Le gouvernement fournit au signal GPS dans l’espace une erreur moyenne mondiale de taux d’erreur de portée utilisateur (URRE) de ≤0,006 m/s sur tout intervalle de 3 secondes, avec une probabilité de 95 %.

Cette mesure doit être combinée avec d'autres facteurs indépendants de la volonté du gouvernement, notamment la géométrie du satellite, le blocage du signal, les conditions atmosphériques et les caractéristiques/qualité de conception du récepteur, pour calculer la précision de la vitesse d'un récepteur particulier.

Le transfert de temps GPS est une méthode courante pour synchroniser les horloges et les réseaux sur le temps universel coordonné (UTC). Le gouvernement distribue l'UTC tel que maintenu par l'Observatoire naval américain (USNO) via le signal GPS dans l'espace avec une précision de transfert temporel par rapport à l'UTC (USNO) de ≤ 30 nanosecondes (milliardièmes de seconde), 95 % du temps. Cette norme de performance suppose l'utilisation d'un récepteur de transfert de temps spécialisé à un emplacement fixe.

L'utilisation de deux fréquences GPS améliore la précision en corrigeant les distorsions du signal causées par l'atmosphère terrestre. Les équipements GPS bi-fréquence sont disponibles dans le commerce pour un usage civil, mais leur coût et leur taille les limitent à des applications professionnelles.