Fonctionnement du GPS

# Simulation du système GPS

import math

class SatelliteGPS:
    def __init__(self, nom, position_x, position_y, position_z):
        self.nom = nom
        self.x = position_x
        self.y = position_y
        self.z = position_z
        self.altitude = 20200  # km
        self.vitesse = 14000  # km/h

    def emettre_signal(self, heure_emission):
        """Simule l'émission d'un signal GPS."""
        signal = {
            'satellite': self.nom,
            'heure_emission': heure_emission,
            'position': (self.x, self.y, self.z),
            'frequence': '1575.42 MHz',
            'precision_temps': '1 nanoseconde'
        }
        return signal

    def afficher_infos(self):
        """Affiche les informations du satellite."""
        print(f"Satellite {self.nom}:")
        print(f"  Position: ({self.x}, {self.y}, {self.z}) km")
        print(f"  Altitude: {self.altitude} km")
        print(f"  Vitesse: {self.vitesse} km/h")

# Créer une constellation GPS simplifiée
print("=== SYSTÈME GPS : SEGMENT SPATIAL ===\n")

satellites = [
    SatelliteGPS("GPS-01", 15000, 8000, 12000),
    SatelliteGPS("GPS-02", -10000, 15000, 9000),
    SatelliteGPS("GPS-03", 5000, -12000, 16000),
    SatelliteGPS("GPS-04", -8000, -10000, 14000),
]

print(f"Nombre de satellites actifs: {len(satellites)}")
print(f"Constellation complète: 30+ satellites")
print(f"Plans orbitaux: 6")
print(f"\nSatellites visibles depuis votre position: {len(satellites)} (minimum requis: 4)\n")

for sat in satellites:
    sat.afficher_infos()
    print()

# Émission de signaux
print("\n=== ÉMISSION DES SIGNAUX GPS ===\n")

heure_actuelle = 12.5  # 12h30 en décimal

for i, sat in enumerate(satellites[:3]):  # Montrer 3 satellites
    signal = sat.emettre_signal(heure_actuelle)
    print(f"Signal {i+1}:")
    print(f"  Satellite: {signal['satellite']}")
    print(f"  Heure d'émission: {signal['heure_emission']}h")
    print(f"  Fréquence: {signal['frequence']}")
    print(f"  Précision temporelle: {signal['precision_temps']}")
    print()

# Calcul de la vitesse du signal
print("=== CARACTÉRISTIQUES DU SIGNAL ===\n")

vitesse_lumiere = 300000  # km/s
distance_satellite = 20200  # km

temps_trajet = distance_satellite / vitesse_lumiere
print(f"Distance satellite → Terre: {distance_satellite} km")
print(f"Vitesse du signal: {vitesse_lumiere:,} km/s (vitesse de la lumière)")
print(f"Temps de trajet: {temps_trajet:.4f} secondes ({temps_trajet*1000:.1f} ms)")
print()
print("⚠️  Une erreur de 1 milliseconde = 300 km d'erreur !")
print("→ C'est pourquoi les satellites GPS ont des horloges atomiques.")

# Comparaison des systèmes de navigation
print("\n\n=== SYSTÈMES DE NAVIGATION PAR SATELLITE ===\n")

systemes = [
    ("GPS", "USA", 31, "1995", "Mondial"),
    ("GLONASS", "Russie", 24, "1995", "Mondial"),
    ("Galileo", "Europe", 30, "2016", "Mondial"),
    ("BeiDou", "Chine", 35, "2020", "Mondial"),
    ("NavIC", "Inde", 7, "2018", "Régional")
]

print(f"{'Système':<12} {'Pays':<10} {'Satellites':<12} {'Opérationnel':<15} {'Couverture':<10}")
print("-" * 65)
for nom, pays, nb_sat, annee, couverture in systemes:
    print(f"{nom:<12} {pays:<10} {nb_sat:<12} {annee:<15} {couverture:<10}")

print("\n📱 Les smartphones modernes utilisent GPS + GLONASS + Galileo simultanément !")

# Statistiques d'utilisation
print("\n\n=== STATISTIQUES GPS (2024) ===\n")

stats = {
    "Utilisateurs dans le monde": "6+ milliards",
    "Smartphones avec GPS": "99%",
    "Précision civile moyenne": "3-5 mètres",
    "Précision militaire": "< 1 mètre",
    "Coût pour l'utilisateur": "Gratuit",
    "Coût de maintenance US/an": "~2 milliards $"
}

for stat, valeur in stats.items():
    print(f"{stat:<30} {valeur}")

# Types de récepteurs GPS
print("\n\n=== TYPES DE RÉCEPTEURS GPS ===\n")

recepteurs = [
    ("Smartphone", "3-5m", "GPS+GLONASS+Galileo", "Grand public"),
    ("GPS voiture", "5-10m", "GPS", "Navigation"),
    ("Montre GPS", "5-10m", "GPS+GLONASS", "Sport"),
    ("GPS agricole (RTK)", "2cm", "Multi-GNSS + corrections", "Professionnel"),
    ("GPS géomètre", "1cm", "Multi-GNSS + station fixe", "Topographie")
]

print(f"{'Type':<25} {'Précision':<12} {'Systèmes':<30} {'Usage':<15}")
print("-" * 85)
for type_gps, precision, systemes_sup, usage in recepteurs:
    print(f"{type_gps:<25} {precision:<12} {systemes_sup:<30} {usage:<15}")

print("\n💡 Plus le récepteur est sophistiqué, meilleure est la précision !")