Généralités

Le GPS est donc un système de navigation universel composé de 24 satellites ( plus 3 de secours) mis en orbite à 20000km de la Terre durant ces 20 dernières années. Ce réseau spatial, nommé NAVSTAR-GPS (NAVigation System by Timing And Ranging) a été conçu et mis en service par le Département de la Défense des Etats-Unis (DOD). Son utilisation était prévue avant tout pour des activités militaires, alors que les applications civiles pouvaient librement se développer en second plan. Les spécifications initiales étaient d'avoir accès d'une part à une position absolue dans un système de référence mondial avec une précision de 10m, et d'autre part une précision temporelle de l'ordre de la microseconde.

Mesure sur le code

Pratiquement, les satellites génèrent un code pseudo-aléatoire qui est modulé sur les ondes porteuses. Les récepteurs GPS génèrent également le même code qui est synchronisé par rapport aux satellites. Pour déterminer la distance séparant un satellite d'un récepteur, on va mesurer le temps de propagation d'un code se déplaçant à la vitesse de la lumière. Quand le récepteur le reçoit, il est capable de déterminer le retard dû au trajet parcouru. La mesure se fait en retardant le code du récepteur jusqu' à ce qu'il soit aligné sur le code du satellite. On trouve ainsi une différence de temps que l'on peut multiplier par la vitesse de la lumière pour obtenir la distance recherchée. Cette opération est effectuée simultanément avec l'ensemble des satellites visibles. Géométriquement, trois satellites sont nécessaires pour obtenir un point dans l'espace (trilatération spatiale). En réalité quatre satellites sont indispensables afin de tenir compte de l'imperfection de synchronisation du récepteur et des horloges des satellites. C'est pour cela que l'on parle de pseudo-distances entre les satellites et le récepteur.

Il existe deux types de codes qui autorisent des précisions différentes

• Le code C/A pour Coarse Acquisition, rendu disponible à tout utilisateur, qui offre une précision de l'ordre de la centaine de mètres. C'est le code utilisé dans les récepteurs disponibles dans le commerce.
• Le code P pour Precise, crypté pour empêcher son utilisation par tout autre que l'armée américaine, qui autorise une précision de l'ordre de la dizaine de mètres. Destiné à être désactivé en temps de paix, ce dispositif connu sous le nom de "Anti Spoofing" est en fait opérationnel et activé depuis début 1994.

Dégradation du signal

Le DoD a introduit, en date du 25 mars 1990, un procédé de limitation de la précision dans la portion du système accessible aux utilisateurs civils dans le but d' empêcher le positionnement trop précis d' éventuels hostiles. Cet objectif est atteint en dégradant artificiellement la précision d'un certain nombre d'informations émises par les satellites. Pour chaque chiffre que l'on souhaite dégrader, les derniers "bits" informatiques donnant les dernières décimales sont aléatoirement inversés deux par deux selon une clef secrète. Les quantités concernées sont d'une part les horloges des satellites qui donnent l'instant d'émission du signal et d'autre part les orbites des satellites qui donnent la position du point d'émission du signal. Ce dispositif est connu sous le nom de Selective Availability (SA).