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Auteur(s)
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Gérard BONIN : Ingénieur de l’Institut de Chimie et de Physique industrielles de Lyon ICPI
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Lire l’articleINTRODUCTION
Bien que le système GPS (« Global Positionning System ») ait été essentiellement conçu pour déterminer la position d’un porteur, les caractéristiques du système et la qualité des mesures font que nombre d’applications dépassant le strict domaine de la localisation ont pu être développées.
S’il est illusoire de vouloir dresser une liste exhaustive des catégories d’utilisateurs, on doit souligner que les besoins exprimés ont aiguisé l’imagination des constructeurs de matériels ou les systémiers, assembleurs de sous-ensembles et développeurs de logiciels spécifiques.
Dans le cadre de cet article, on tentera une classification des grands domaines d’application et on insistera sur quelques aspects particuliers ouvrant d’importants débouchés commerciaux.
Cet article fait suite à l’article [TE 6 715] qui décrit le système GPS, en donne l’expression des mesures, étudie les erreurs susceptibles d’affecter ces mesures et les techniques différentielles capables de les réduire et enfin expose les évolutions et les concepts futurs.
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- Version courante de févr. 2014 par Philippe SAINT-MARTIN
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Mesures d’attitude et de cap
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2. Transfert de temps et synchronisation
2.1 Rappel sur les échelles de temps
La seconde est, certes, l’unité de temps... mais de quelle seconde parle-t-on ?
La notion de temps est complexe et il existe plusieurs façons d’élaborer le temps. A chacune de ces façons correspond une « échelle de temps ». Ces échelles ne sont pas équivalentes et il convient de les raccorder entre elles.
Le temps universel défini par l’UAI (Union astronomique internationale) noté UT1 est basé sur les travaux d’Euler qui en 1736 a montré, que selon la mécanique newtonnienne, il y a invariabilité de la vitesse angulaire de la rotation de la Terre dans l’espace. Cette observation a permis de construire une fragmentation ou « échelle du temps » basée sur l’observation du mouvement diurne des étoiles. Le temps universel croît proportionnellement à l’angle de rotation sidéral de la Terre et le coefficient de proportionnalité est choisi pour que les instants UT1 = 12 h de chaque jour correspondent en moyenne avec les passages du Soleil au premier méridien. Le temps universel ou temps solaire moyen est parfois dénommé GMT (Greenwich Mean Time).
Le temps atomique international défini par une conférence générale des poids et mesures, disponible depuis 1955 est noté TAI. Il est élaboré à partir du suivi comparé de différentes horloges atomiques très stables (césium) réparties sur divers continents.
Le 1er janvier 1958, TAI a été calé sur UT1 et l’on a établi un intervalle unitaire d’échelle afin que TAI ne s’écarte pas trop de UT1.
TAI est utilisé pour la diffusion mondiale de l’heure et pour la synchronisation des systèmes de communication, mais il n’est pas directement distribué.
Le temps universel coordonné ou UTC est le temps qui est internationalement distribué ; il comporte des « sauts » d’une seconde exactement afin d’assurer la double condition :
UTC – TAI = n secondes entières
│UTC – UT1│ < 0,9 s
Étant admis que les variations du TAI sont complètement négligeables devant celles de UT1, on se sert de la différence UT1 – TAI pour mesurer les irrégularités de la rotation terrestre.
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