Informations officielles du Gouvernement des États-Unis sur
le système de positionnement global (GPS) et sujets connexes
Outre la longitude, la latitude et l’altitude, le Système de positionnement mondial (GPS, Global Positioning System) donne une quatrième dimension critique : le temps. À bord de chaque satellite GPS sont embarquées de multiples horloges atomiques qui fournissent des références temporelles très précises, transmises par les signaux GPS. Ceux-ci sont décodés par les récepteurs GPS, dont l’horloge est synchronisée à celles des satellites. L’utilisateur peut alors déterminer l’heure à cent milliardièmes de seconde près, sans avoir à se soucier de l’achat et du fonctionnement des horloges atomiques.
L’exactitude des références temporelles revêt une importance cruciale pour toute une gamme d’activités économiques à travers le monde. Les systèmes de télécommunications, les réseaux électriques et les réseaux financiers comptent sur la précision des références temporelles aux fins de synchronisation et d’efficience opérationnelle. L’accès libre et gratuit au temps GPS est une source d’économies pour les entreprises, et les capacités ont considérablement progressé.
Par exemple, les réseaux de téléphonie mobile et de données se servent du temps GPS pour assurer la parfaite synchronisation de toutes leurs stations de base. Les combinés mobiles peuvent alors partager plus efficacement le spectre limité des radiofréquences. De même, les services de radiodiffusion numérique utilisent le temps GPS pour que les bits émis par toutes les stations de radio soient reçus au même moment par les récepteurs. Les auditeurs peuvent ainsi capter rapidement les signaux quand ils passent d’une station à une autre.
Les entreprises du monde entier se fient au temps GPS pour horodater leurs transactions commerciales, ce qui est une méthode systématique et précise d’archivage et de garantie de la traçabilité. Les grandes banques d’investissement se servent du temps GPS pour synchroniser leurs réseaux informatiques répartis dans le monde entier. Les grandes entreprises comme les petites se tournent vers les systèmes automatisés qui sont capables d’assurer la traçabilité, la mise à jour et la gestion de transactions multiples effectuées par un réseau mondial de clients : elles ont besoin de la précision que leur offre le temps GPS.
L’U.S. Federal Aviation Administration (FAA) se sert du GPS pour synchroniser les données sur les conditions météorologiques dangereuses qu’elle reçoit de ses 45 radars Doppler répartis sur l’ensemble du territoire des Etats-Unis.
L’instrumentation est une autre application qui nécessite une chronométrie précise. Les réseaux d’instruments qui doivent fonctionner en liaison pour mesurer précisement des phénomènes communs ont besoin de sources d’horodatage capables de garantir l’exactitude à plusieurs points. Le recours au temps GPS est une excellente formule pour toute application dans laquelle des dispositifs répartis sur une vaste zone géographique ont besoin d’une chronométrie précise. Par exemple, l’intégration du temps GPS aux réseaux de surveillance sismique permet aux chercheurs de localiser rapidement l’épicentre des tremblements de terre et d’autres phénomènes telluriques.
Les compagnies électriques et les autres services d’utilité publique ont des besoins fondamentaux en matière de temps et de fréquence pour garantir l’efficience de la transmission et de la distribution d’énergie. Les pannes d’électricité à répétitions soulignent la nécessité d’améliorer la synchronisation dans l’ensemble du réseau. De fait, après avoir analysé ces pannes, de nombreuses compagnies électriques ont installé des dispositifs de synchronisation basés sur le GPS dans les centrales et les sous-stations. L’analyse de la chronométrie précise d’une anomalie électrique au fur et à mesure de sa propagation dans le réseau permet aux ingénieurs de remonter à l’origine exacte de la coupure.
Certains utilisateurs, tels les laboratoires nationaux, ont besoin d’un plus haut degré de précision que celui du temps GPS. Ils ont normalement recours aux satellites GPS non pas pour l’acquisition directe des intervalles de temps, mais pour des communications à la chronométrie très précise sur de longues distances. En recevant simultanément le même signal GPS dans deux endroits et en comparant les résultats, l’heure donnée par une horloge atomique à un endroit peut être communiquée à l’autre emplacement. Les laboratoires nationaux du monde entier ont recours à cette technique dite d’observations en vues simultanées pour comparer leurs échelles de temps et établir le Temps Universel Coordonné (UTC). Ils utilisent la même technique pour disséminer leurs échelles de temps dans leur pays.
Chaque jour qui passe voit l’apparition de nouvelles applications de la chronométrie précise du GPS. Les studios d’Hollywood eux-mêmes s’intéressent au GPS, qui donne aux cinéastes une maîtrise sans pareille des données audio et vidéo ainsi que des possibilités en matière de séquençage des prises de vue multiples. À l’image du temps qu’il mesure, les applications du GPS sont illimitées.
La modernisation du GPS s’accompagnera de nouveaux avantages pour ses utilisateurs. L’ajout d’un deuxième et d’un troisième signal civil aura pour effet d’accroître la précision et la fiabilité du temps GPS, qui restera gratuit et accessible au monde entier.
« Le facteur temps devient rapidement un élément critique de nombreuses industries. Plus le besoin d’une chronométrie précise se fait sentir, plus les usagers sont nombreux à se tourner vers la technologie du GPS. »
Dennis L. Workman, vice-président et directeur général, Division des technologies des composants, société Trimble
AVANTAGES
- Généralisation de l’accès au temps atomique, sans horloge atomique.
- Synchronisation précise des systèmes de communications, des réseaux électriques et financiers et d’autres infrastructures critiques.
- Utilisation plus efficace du spectre limité des radiofréquences grâce au réseau radiotéléphonique.
- Amélioration de la gestion des réseaux et optimisation, avec la possibilité de placer des étiquettes temporelles, aux fins de traçabilité, sur les transactions financières et les opérations de facturation.
- Communication d’un temps de haute précision entre les laboratoires nationaux qui ont recours aux techniques « des vues communes ».
