Technologie GNSS vs GPS : Explication des principales différences

Le GNSS et le GPS travaillent main dans la main pour améliorer la précision et l’efficacité.

Le système de navigation d’aujourd’hui est devenu un élément essentiel de la vie de chacun. Ces technologies sont largement utilisées dans différentes industries pour obtenir des relevés plus précis.

Les technologies de navigation modernes permettent non seulement de mesurer idéalement les distances et les angles, mais aussi d’utiliser exclusivement ces mesures dans différents secteurs d’activité.

Les secteurs de la cartographie et de l’arpentage sont parmi les premiers à utiliser la technologie GPS, qui est plus précise, plus rapide et nécessite moins de ressources humaines.

Le contrôle au sol et les drones sont fréquemment utilisés par les entreprises de terrassement pour guider les chantiers vers plus d’efficacité et de productivité.

Bien que la navigation par satellite ait été utilisée à l’origine pour des applications militaires, les cas d’utilisation de ces technologies se sont multipliés à l’heure actuelle. Ils concernent les secteurs privé et public dans de multiples segments de marché, tels que la construction, la science et bien d’autres encore.

La plupart d’entre vous connaissent peut-être le GPS. Il permet de gagner du temps lors de l’exploration d’un lieu inconnu. Cependant, le GNSS est un terme moins utilisé.

Dans cet article, je vais vous familiariser avec le GNSS et explorer les différences entre le GPS et le GNSS. Enfin, nous verrons lequel est le plus flexible, le plus fiable et le plus précis pour votre cas d’utilisation.

C’est parti !

Qu’est-ce que le GNSS ?

GNSS est l’acronyme de Global Navigation Satellite System (système mondial de navigation par satellite), dans lequel différents pays exploitent de nombreux satellites. Ces satellites fournissent des signaux depuis l’espace et transmettent des données de synchronisation et de positionnement aux récepteurs GNSS situés sur Terre. Les récepteurs utilisent ensuite ces données pour déterminer votre position précise.

Les multiples satellites en orbite autour de la Terre sont connus sous le nom de constellations ; c’est pourquoi le GNSS fait également référence à la constellation de satellites. Il peut être utilisé dans les transports, les stations spatiales, les chemins de fer, les transports en commun, les routes, le transport maritime, l’aviation, etc.

La navigation, le positionnement et la synchronisation sont essentiels pour l’arpentage, les interventions d’urgence, l’exploitation minière, l’agriculture de précision, la finance, l’application de la loi, la recherche scientifique, les télécommunications, etc. Les performances du GNSS peuvent être améliorées grâce à des systèmes régionaux de renforcement par satellite, tels que le service européen de navigation par recouvrement géostationnaire(EGNOS).

Exemples de GNSS : le GPS NAVSTAR des États-Unis, Galileo de l’Europe, le système de navigation par satellite BeiDou de la Chine et le Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema(GLONASS) de la Russie.

EGNOS contribue à améliorer la fiabilité et la précision des informations GPS en fournissant des données sur l’intégrité des signaux et en corrigeant les erreurs de mesure des signaux. La performance réelle est évaluée à l’aide de quatre critères principaux :

Précision : il s’agit de la différence entre la vitesse, le temps ou la position mesurés et la vitesse, le temps ou la position réels.
Continuité : elle indique si un système fonctionne sans interruption.
Intégrité : La capacité d’un système à offrir un seuil de confiance dans les données de positionnement et d’alarme est l’intégrité dans ce contexte.
Disponibilité : Le pourcentage de temps dont un signal a besoin pour remplir les critères de précision, de continuité et d’intégrité est la “disponibilité” dans ce contexte.

La technologie GNSS nécessite au moins quatre satellites pour calculer votre position grâce à des calculs complexes de trilatération. Aujourd’hui, trois segments définissent les satellites dans l’espace.

Ils sont considérés comme des éléments vitaux de la technologie GNSS :

Lesegment spatial: Le segment spatial définit les constellations en orbite entre 20 000 et 37 000 km au-dessus de la surface de la Terre.
Segment de contrôle : Le segment de contrôle est le réseau de stations de téléchargement de données, de stations de surveillance et de stations de contrôle principales situées dans le monde entier.
Segment utilisateur : Le segment utilisateur décrit l’équipement qui reçoit les signaux du satellite et fournit une position basée sur la position orbitale des satellites et l’heure.

Qu’est-ce que le GPS ?

Le système de positionnement global (GPS) est un système de navigation radio utilisé dans l’air, sur terre et en mer pour déterminer avec précision la position, la vitesse, l’heure et d’autres paramètres, quelles que soient les conditions météorologiques.

Le GPS a été développé pour la première fois en 1978 en tant que prototype par le ministère américain de la défense. Il est devenu complètement opérationnel en 1993 avec une constellation complète de 24 satellites.

Le GPS appartient au gouvernement des États-Unis et est exploité par l’US Space Force. Le GPS profite non seulement aux responsables militaires, mais aussi aux utilisateurs commerciaux ou civils du monde entier. Bien que les États-Unis aient créé et contrôlent le GPS, celui-ci est accessible à tous ceux qui disposent d’un récepteur GPS.

Le GPS est un type de technologie GNSS qui fournit des données temporelles et de géolocalisation au récepteur GPS. Il ne nécessite aucune transmission de données de la part de l’utilisateur, mais fonctionne de manière flexible sur n’importe quel appareil disposant d’une bonne connexion à l’internet.

Dans le domaine de la technologie, l’avancement de nouveaux concepts est une priorité pour tout le monde. Ainsi, les exigences technologiques imposées au système existant ont conduit à la modernisation du GPS. Il met en œuvre le système de contrôle opérationnel de la prochaine génération et les satellites GPS du bloc IIIA.

LeGPS comprend trois parties : les satellites, les récepteurs et les stations au sol. Passons en revue les fonctionnalités de chacune d’entre elles :

Satellites: ils agissent comme des étoiles dans les constellations et envoient des signaux.
Stations au sol: Elles utilisent le radar pour s’assurer que les satellites sont dans la position que nous pensons qu’ils occupent.
Récepteur: Il s’agit d’un appareil que vous pouvez trouver dans votre téléphone, votre voiture, etc., qui recherche invariablement les signaux des satellites. En outre, il détermine la distance qui vous sépare de l’endroit que vous souhaitez connaître.

GNSS et GPS : Fonctionnement

Comment fonctionne le GNSS ?

Le GNSS varie en termes de conception et d’âge, mais le fonctionnement est le même. Le satellite émet deux ondes en bande L, c’est-à-dire L1 et L2. Ces ondes porteuses transmettent les données du satellite à la Terre.

Les récepteurs GNSS se composent de deux parties : une antenne et une unité de traitement. Le principe de fonctionnement des deux unités est simple. L’antenne reçoit les signaux des satellites tandis que l’unité de traitement détecte les signaux. Il faut au moins quatre satellites pour collecter des informations précises afin de déterminer la position.

Les satellites GNSS sont en orbite autour de la Terre toutes les 11 heures, 58 minutes et 2 secondes. Chaque satellite est capable de transmettre des signaux codés qui contiennent un horodatage stable et des détails sur l’orbite. Les signaux contiennent des informations dont un récepteur a besoin pour calculer les positions des satellites et les ajuster en conséquence pour un positionnement précis.

Le récepteur calcule la différence de temps entre l’heure de réception du signal et l’émission pour calculer la distance précise. Il fournit des résultats sous forme d’altitude, de longitude et de latitude.

Comment fonctionne le GPS ?

Le GPS fonctionne grâce à une technique de trilatération qui recueille les signaux des satellites pour fournir à l’utilisateur des informations sur sa position. Les satellites en orbite autour de la Terre envoient des signaux qui sont lus et interprétés par l’appareil GPS situé à proximité ou à la surface de la Terre.

L’appareil GPS doit lire les signaux d’au moins quatre satellites pour obtenir une localisation précise. Chaque satellite fait le tour de la Terre deux fois par jour et envoie un signal, une heure et des paramètres orbitaux uniques.

Étant donné qu’un appareil GPS donne des informations sur la distance qui le sépare du satellite, un seul satellite n’est pas en mesure de fournir une localisation précise.

Comme les constellations GNSS, le GPS comprend également trois segments : l’espace, le contrôle et l’utilisateur.

Lesegment spatial: Le segment spatial se compose de 30 satellites en orbite exploités par l’US Space Force. Ces satellites peuvent émettre des signaux radio pour surveiller et contrôler des stations sur Terre.
Segment de contrôle : Le segment de contrôle du GPS comprend des stations de secours, plusieurs stations de surveillance, des antennes terrestres spécialisées et un contrôle principal à l’échelle mondiale. Il permet de s’assurer que les satellites GPS fonctionnent bien et qu’ils orbitent dans la bonne position.
Le segment desutilisateurs: Le segment des utilisateurs désigne toutes les personnes qui utilisent les satellites GPS pour mesurer la position, la navigation et l’heure.

GNSS vs GPS : Avantages et limites

Avantages du GNSS

Nous connaissons maintenant le terme GNSS, qui couvre trois satellites ou plus provenant de différents pays afin de vous fournir des informations correctes et précises. Voici quelques-uns des avantages du GNSS :

Tous les systèmes de navigation mondiaux sont disponibles à tout moment. Si l’un d’entre eux ne fonctionne pas en raison des conditions atmosphériques, un autre vous aidera de la même manière. Le GNSS offre donc une plus grande disponibilité et un meilleur accès aux signaux pour les récepteurs.
Vous obtiendrez des données temporelles précises qui seront ensuite utilisées pour développer un réseau IoT de haute précision.
Comme il s’agit d’une constellation de satellites, il améliore la solution de navigation, en augmentant le TTFF (Time to First Fix).
Il permet d’économiser de l’argent et du temps en fournissant une localisation précise à votre appareil.
Vous bénéficierez d’une connectivité ininterrompue dans tous les endroits, tels que les vastes forêts, les grottes, les lieux densément peuplés, etc.
Les récepteurs GNSS suppriment automatiquement le satellite défaillant de la liste de navigation afin de vous fournir la meilleure solution.

Limites du GNSS

Voici quelques limitations du GNSS :

Des systèmes augmentés sont nécessaires chaque fois que vous utilisez des systèmes GNSS pour des approches de précision.
La précision verticale est supérieure à 10 mètres.
Les systèmes complémentaires sont déployés pour répondre aux exigences de disponibilité, de précision, de continuité et d’intégrité.
Cela concerne les exploitants d’aéronefs, les pilotes, les services de trafic aérien, le personnel chargé de la réglementation, etc.
La sécurité de la navigation dépend de la précision des bases de données.

Avantages du GPS

Il est facile à utiliser
Faible coût
couverture à 100 % de la Terre
Grâce à sa précision, vous pouvez économiser du carburant
Vous pouvez utiliser la technologie GPS pour trouver des hôtels, des stations-service, des magasins, etc. à proximité.
Il est facile à intégrer dans vos appareils
Il vous fournit un système de suivi solide

Limites du GPS

La puce GPS épuise toute la batterie de votre appareil.
Elle ne traverse pas les murs solides. Cela signifie que les utilisateurs ne peuvent pas utiliser cette technologie à l’intérieur ou sous l’eau.
La précision dépend de la qualité du signal du satellite.
La position varie lorsque le nombre de satellites est limité.
Lors d’orages géomagnétiques ou d’autres conditions atmosphériques, vous ne pourrez pas accéder à la position.
L’équipement d’arpentage a besoin d’un ciel dégagé pour recevoir les signaux.
Parfois, l’imprécision peut vous indiquer un autre chemin ou emplacement non valable.

GNSS vs. GPS : Applications

Applications du GNSS

La technologie GNSS a été développée pour la première fois au 20e siècle pour aider le personnel militaire. Au fil du temps, cette technologie a trouvé de nombreuses applications :

Lors de la fabrication, les automobiles sont équipées de GNSS qui affichent des cartes mobiles, la localisation, la direction, la vitesse, les restaurants à proximité, etc.
Les systèmes de navigation aérienne utilisent une carte mobile. Il est également connecté au pilote automatique pour la navigation.
Les navires et les bateaux utilisent le GNSS pour localiser les océans, les mers et les lacs. Il est également utilisé dans les bateaux pour l’autoguidage.
Les équipements lourds utilisés dans la construction, l’agriculture de précision, l’exploitation minière, etc. utilisent la technologie GNSS pour guider les machines.
Les cyclistes utilisent le GNSS pour leurs randonnées et leurs courses.
Les alpinistes, les piétons ordinaires et les randonneurs utilisent cette technologie pour connaître leur position.
La technologie GNSS est également disponible pour les malvoyants.
Les engins spatiaux utilisent cette technologie comme outil de navigation.

Applications du GPS

Le GPS a de nombreuses applications dans le monde entier. En voici quelques-unes.

L’industrie aéronautique utilise le GPS pour fournir aux passagers et aux pilotes la position de l’avion en temps réel.
L’industrie maritime fournit des applications de navigation précises aux capitaines de bateaux.
Les agriculteurs utilisent des récepteurs GPS sur leur matériel agricole.
Géomètres
Militaire
Services financiers
Télécommunications
Guidage de véhicules lourds
Activités sociales
Localisation de positions
Lieux proches
Recherche de trésors
Voyages en solitaire

Et ainsi de suite.

GNSS vs GPS : Différences

Nous connaissons tous le GPS comme l’outil de référence qui permet de trouver un lieu, un restaurant, une adresse, etc. Vous pouvez même partager votre position actuelle ou en direct avec d’autres personnes. Grâce au GPS, nous pouvons accéder à des emplacements, mais en cas d’interférence dans le signal, vous ne pourrez pas accéder à l’emplacement ou à l’information.

Le GNSS est un terme dont le fonctionnement est similaire à celui du GPS, mais qui offre un accès plus souple et plus fiable aux emplacements, même en cas d’interférence. Il comprend le GPS, Baidu, Galileo, GLONASS et d’autres systèmes de constellation. C’est pourquoi on l’appelle le système international de satellites à constellations multiples. On peut dire que le GNSS utilise plusieurs satellites GPS de différents pays pour déterminer la position exacte.

Examinons plus en détail les principales différences entre ces technologies en fonction de certains aspects.

Critères	GNSS	GPS
Altitude orbitale	Elle combine l’altitude orbitale de différents satellites, par exemple 19 100 km pour le GLONASS et 20 200 pour le GPS.	Les satellites GPS volent au-dessus de la surface de la Terre à une altitude de 20 200 km ou 10 900 miles nautiques avec une période de 12 heures
Précision	Elle permet d’obtenir des informations plus précises. Le résultat que vous obtiendrez sera précis au niveau du centimètre ou du millimètre.	Il fournit des informations moins précises car il peut fluctuer en raison des conditions atmosphériques, du blocage du signal, etc. Il enregistre sa précision entre 4,9 m et 16 pieds.
Pays d’origine	Les systèmes GNSS comprennent le GPS des États-Unis, le GLONASS de la Russie, le Galileo de l’Europe et le BeiDou de la Chine	Il s’agit d’un type de système GNSS développé aux États-Unis.
Satellites	Il compte 31 satellites GPS, 24 satellites GLONASS, 26 satellites Galileo et 48 satellites BeiDou	Il y a 21 satellites en orbite
Période	Les périodes des différents systèmes de navigation sont les suivantes : GLONASS: 11 heures et 16 minutes Galileo: 14 heures et 5 minutes BeiDou: 12 heures et 38 minutes NAVIC: 23 heures et 56 minutes	Il vole sur des orbites circulaires avec une période de 12 heures ou deux fois par jour
Statut	L’état de chaque système de navigation diffère : le GLONASS est opérationnel, le BeiDou compte 22 satellites opérationnels, etc.	Le statut du GPS est opérationnel
Signal	Le niveau de puissance du GNSS est de 125 dBm et varie en fonction des satellites des différents pays.	La puissance du signal est constante à 125 dBm.

Le GNSS fournit des données plus précises car il combine les informations provenant de plusieurs satellites de différents pays. D’autre part, le GPS est le fournisseur de données spécifiques contrôlé et entretenu par le gouvernement américain.

Conclusion

Le GPS est un type de GNSS, qui a été le premier système mondial de navigation par satellite. En général, le GPS est souvent utilisé pour décrire un système de navigation par satellite. Les deux sont identiques en termes de fonctionnement, mais diffèrent dans leur style de travail.

Le GNSS et le GPS sont utilisés dans de nombreux domaines où vous avez besoin d’informations précises et continues sur le temps et la position, tels que le transport, la navigation maritime, les communications mobiles, l’agriculture, l’athlétisme et bien d’autres encore.