Prédécesseurs GPS : 
Le 4 octobre 1957, le monde entier est émerveillé par le lancement du satellite russe Spoutnik. Le public américain accueillit cet événement avec à la fois appréhension et curiosité. L’armée et la marine travaillaient tranquillement sur des projets de satellites depuis quelques années. Dans une tentative de rattrapage, les États-Unis ont eu un lancement raté spectaculaire lorsque le TV-3 du Naval Research Laboratory (NRL) s’est écrasé le 6 décembre 1957. Le 31 janvier 1958, l’armée américaine a lancé un satellite de la taille d’un pamplemousse, Explorer 1. La LNR remporte ensuite le succès avec le lancement de TV-4, rebaptisé Vanguard-1, le 27 mars 1958. 
En 1958, le Laboratoire de Physique Appliquée (APL) de l’Université Johns Hopkins employait une équipe extrêmement compétente d’ingénieurs et de scientifiques. Deux de ces scientifiques, les Drs. William Guier et George Weiffenbach, ont commencé à étudier les orbites des nouveaux satellites Spoutnik. Les satellites diffusaient un signal à tonalité continue. Leur vitesse par rapport au sol a créé un décalage Doppler de ce signal qui était unique. 
Ce système pionnier a été développé sous la direction du Dr Dick Kershner, chef du département spatial de l’APL. L’objectif principal de Transit était de fournir des mises à jour de position à la force de missiles balistiques sous-marins des États-Unis alors en cours de développement. Ces sous-marins étaient un élément dissuasif majeur pendant la guerre froide. Transit a été testé pour la première fois en 1960 et, en 1964, le système était pleinement opérationnel. Sous Kershner, APL a rapidement maîtrisé l’art de construire des satellites à longue durée de vie. En fait, deux des véhicules ont continué à fonctionner pendant plus de 20 ans.
Une histoire condensée du système de positionnement global (GPS) 
Comme le téléphone ou Internet, le système de positionnement global (GPS) est l’une des nombreuses avancées technologiques qui ont eu un impact considérable sur la vie humaine. De ses applications militaires originales à sa diffusion grand public, la création du GPS est une longue et étrange histoire digne de plusieurs livres. Par conséquent, aujourd’hui, je vous donne la version condensée qui tient dans un seul article de blog.
Le développement du GPS remonte au 4 octobre 1957 avec le lancement de Spoutnik 1 par l’Union soviétique. Comme nous le savons tous, cela a lancé la course à l’espace entre les États-Unis et la Russie. Cependant, ce que vous ne savez peut-être pas, c’est que cela marque également les premières étapes du développement du prédécesseur du GPS. En observant les signaux radio diffusés par les satellites Spoutnik, deux physiciens du laboratoire de physique appliquée de l’Université John Hopkins, le Dr William Guier et le Dr George Weiffenbach, ont découvert qu’ils pouvaient calculer avec précision leur position grâce à l’effet doppler – alors que les satellites orbitent plus près de leur point d’observation, la fréquence de ses signaux augmentait et diminuait à mesure qu’il s’éloignait. À partir de là, une question simple a été posée : s’ils pouvaient localiser un satellite en orbite, pourriez-vous renverser la situation : pourriez-vous localiser quelque chose sur Terre depuis l’espace en utilisant un satellite ?
Cette découverte a conduit au développement du précurseur du GPS, TRANSIT. Testé pour la première fois en 1960 et pleinement opérationnelle en 1964, TRANSIT utilisait une simple constellation de cinq satellites et était principalement développé pour la marine américaine et ses sous-marins armés de missiles balistiques. Le précurseur n’était pas aussi précis ni aussi rapide que le GPS. TRANSIT avait une précision de 25 mètres (par opposition aux 10 mètres du GPS), mais seulement en deux dimensions et il ne pouvait envoyer un Ping à un emplacement que toutes les quelques heures. Cependant, il s’est avéré qu’un système de navigation basé sur une constellation de satellites était réalisable.
Parmi les autres développements et précurseurs importants qui ont contribué à la création du GPS, citons le programme 621B (1962-1972), une série d’études confidentielles de l’USAF qui permettaient la mesure de l’altitude par satellite (par opposition à la latitude et à la longitude uniquement) et développaient des prototypes de récepteurs GPS ; les satellites Sequential Collation of Range (ou SECOR, 1964-1969) qui ont été développés par l’armée américaine pour les levés géodésiques ; et enfin, les satellites Timation (1967, 1969, 1974), qui ont lancé la première horloge atomique dans l’espace pour un chronométrage précis. Le GPS a été créé en combinant les meilleurs éléments de tous ces développements. 
Le week-end de la fête du Travail en septembre 1973, la réunion des Lonely Halls s’est tenue dans un Pentagone vacant (car tout le monde était parti en vacances). Le département américain de la Défense, réalisant le potentiel d’un système de navigation par satellite, a discuté de plans pour développer le système de navigation par satellite de défense (DNSS) que chaque branche de l’armée pourrait utiliser, au lieu que chacune crée et entretienne le sien. Le DNSS sera finalement renommé Navstar (Système de navigation utilisant la synchronisation et la télémétrie) et enfin Navstar-GPS.
1978 marques le premier lancement expérimental de satellite GPS. Il s’agissait du premier des dix satellites Block-I, lancés entre 1978 et 1985 (un a été détruit lors d’un lancement raté). Ces satellites étaient simplement à des fins de test. Une constellation expérimentale pour voir si le GPS était un concept viable. Cependant, en 1983, avant toute percée majeure, le vol 007 de Korean Airlines a été abattu par un avion soviétique après être entré par erreur dans l’espace aérien interdit. Suite à cet événement, le président américain Ronald Reagan a annoncé que le GPS serait disponible pour le grand public (une fois terminé) compte tenu des avantages qu’il apporterait à la navigation et afin qu’un tel événement ne se reproduise pas. 
Actuellement, 12 satellites Block IIR (1997-2004), 7 Block II R-M (2005-2009) et 12 Block IIF (2010-2016) alimentent la constellation GPS. Des améliorations du GPS et de nouveaux satellites continuent d’être recherchées et développées, les satellites Block IIIA étant actuellement en cours de fabrication et son premier lancement est prévu en septembre 2018. Les satellites Block IIIF plus avancés devraient commencer leur développement en 2026, avec des lancements jusqu’en 2034. Nous n’avons qu’à regarder vers l’avenir du GPS. Cependant, il est fascinant de revenir sur la naissance du GPS. De son intention initiale en tant que système de guidage de missile à devenir un élément inestimable de la navigation moderne, nous devons beaucoup au GPS, aux scientifiques qui l’ont rendu possible et à ceux qui l’ont mis à jour au moment où nous parlons, pour nous donner un système plus fiable et GPS précis.
Historique du système de positionnement global (GPS)Le GPS a ses origines à l’ère Spoutnik en octobre 1957 lorsque les scientifiques ont pu suivre le satellite avec des changements dans son signal radio connu sous le nom d' »effet Doppler ». La marine américaine a mené des expériences de navigation par satellite au milieu des années 1960 pour suivre les sous-marins américains transportant des missiles nucléaires. Avec six satellites en orbite autour des pôles, les sous-marins ont pu observer les changements de satellites en Doppler et localiser l’emplacement du sous-marin en quelques minutes. Au début des années 1970, le ministère de la Défense (DoD) voulait s’assurer qu’un système de navigation par satellite robuste et stable serait disponible. Embrassant les idées précédentes des scientifiques de la Marine, le DoD a décidé d’utiliser des satellites pour soutenir leur système de navigation proposé. Le DoD a ensuite suivi et lancé son premier satellite de système de navigation avec synchronisation et distance (NAVSTAR) en 1978. Le système de 24 satellites est devenu pleinement opérationnel en 1993.
Aujourd’hui, le GPS est un système de radionavigation spatial multi-usage appartenant au gouvernement américain et exploité par l’armée de l’air américaine pour répondre aux besoins de la défense nationale, de la sécurité intérieure, civils, commerciaux et scientifiques. Le GPS fournit actuellement deux niveaux de service : le service de positionnement standard (SPS) qui utilise le code d’acquisition grossière (C/A) sur la fréquence L1, et le service de positionnement précis (PPS) qui utilise le code P(Y) sur la fréquence L1 et Fréquences L2. L’accès au PPS est limité aux forces armées américaines, aux agences fédérales américaines et à certaines forces armées et gouvernements alliés. Le SPS est mis à la disposition de tous les utilisateurs de manière continue, dans le monde entier, sans frais d’utilisation directs. Les capacités spécifiques fournies par le SPS sont publiées dans les normes et spécifications de performance du système de positionnement global.
Invention de la navigation par satellite
En 1957, deux scientifiques du Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins qui suivaient Spoutnik ont découvert qu’ils pouvaient déterminer son orbite en analysant le décalage Doppler de ses signaux radio au cours d’un seul passage. Ils ont supposé que si la position d’un satellite était connue et prévisible, alors le décalage Doppler de ses signaux pourrait être utilisé pour localiser un récepteur sur Terre – ainsi, on pourrait naviguer par satellite. Un système appelé Transit, a été développé et à partir de 1964 a aidé à la sécurité des sous-marins nucléaires de dissuasion américains. À partir de 1967, cela a évolué pour devenir un système de navigation pour toutes les nations, un précurseur de l’actuel système de positionnement global (GPS). Le transport en commun a également apporté des contributions essentielles aux sciences et technologies spatiales, à la géodésie et à la santé
https://www.nasa.gov/directorates/heo/scan/communications/policy/GPS_History.html
https://news.stanford.edu/pr/95/950613Arc5183.html