Historique et principes généraux des GNSS
Du GPS historique aux GNSS : utilisation pour le positionnement de haute précision

1.1 Historique

L’ère spatiale commence en 1957, avec le lancement du premier satellite Spoutnik (URSS). Le satellite émet un simple signal radio pendant plusieurs semaines. Ce signal détectable par tous est observé par les forces militaires américaines. Mesurant l’effet Doppler sur ce signal, très rapidement l’armée américaine imagine et met au point un dispositif mondial de localisation pour sa marine et le guidage de ses missiles : le système Transit est ainsi opérationnel dès le milieu des années 1960, avec une exactitude de plusieurs hectomètres et un temps de réponse de plusieurs heures. L’étape suivante, toujours militaire, voit les développements parallèles aux États-Unis et en URSS de systèmes de précision métrique en temps réel, appelés GPS (Global Positioning System, États-Unis) et Glonass (Global Navigation Satellite System, URSS). Les premiers satellites sont lancés dès la fin des années 1970, ces opérations ne suscitant guère d’intérêt dans le monde civil puisque les signaux émis étaient cryptés et donc inutilisables en dehors des armées et de leurs alliés. À noter que les approches technologiques de la partie spatiale sont longtemps restées très différentes entre les États-Unis et l’URSS, la capacité soviétique de lancement de satellites était tellement développée que la norme était de faire des lancements très fréquents (plusieurs dizaines par an), avec des satellites à courte durée de vie : pour les Glonass, trois ans seulement.

Au début des années 1980, des radioastronomes ont imaginé de traiter ces émissions radio GPS des satellites Navstar (dénomination de l’ensemble des satellites GPS), comme s’il s’agissait de radiosources, donc de signaux considérés comme totalement aléatoires. En corrélant a posteriori ces mêmes signaux reçus et enregistrés par deux antennes dans deux sites différents sur le principe de la VLBI (voir ci-après), ils ont rapidement prouvé la possibilité d’en déduire la distance entre ces deux antennes avec une précision centimétrique : le mode différentiel du GPS était né.

Très rapidement, divers industriels ont commencé à mettre sur le marché des récepteurs GPS destinés à de telles mesures différentielles, d’abord à destination des géodésiens...