Pour commencer parlons un peu d'exactitude. La latitude et la longitude ou « coordonnées horizontales » sont dites coordonnées bidimensionnelles (2D). Si la hauteur GPS est incluse dans la position déterminée, on parlera alors de coordonnées tridimensionnelles (3D). Les coordonnées horizontales obtenues au moyen du GPS sont d'une plus grande exactitude que les hauteurs obtenues. Pourquoi ? C'est parce que les satellites utilisés pour calculer la position sont répartis dans le ciel, mais qu'aucun n'est visible sous la position que nous occupons. En général, les hauteurs obtenues au moyen du GPS sont environ 1,6 fois moins exactes que la latitude et la longitude. Examinons maintenant les trois niveaux d'exactitude de base.

Positionnement par point unique Exactitude ­ 10 mètres (2D), 16 m (3D)

Figure montrant une personne debout à l'intérieur d'un cercle de 10m

Une position GPS déterminée par point unique est, en général, exacte à environ 10 mètres près. C'est la position calculée au moyen d'un seul récepteur GPS entachée de toutes les erreurs. En rétrospective, le récepteur GPS utilise les signaux radio émis par les satellites pour mesurer la distance (télémétrie par satellite) le séparant de chacun d'au moins quatre des satellites. De savants calculs mathématiques appliqués à ces distances et à la position de chacun des satellites (connue d'après l'information diffusée par chacun des satellites) permettent au récepteur de déterminer la position qu'il occupe. Par exemple, la position calculée par un petit récepteur GPS utilisé à des fins récréatives, que l'on peut tenir dans sa main, consistera en une seule paire de coordonnées (ou adresse unique). Cette position peut être entachée d'une erreur d'environ 10 m. Des récepteurs de ce genre sont vendus par la plupart des magasins d'articles de sport.

Avantage ­ Ce niveau d'exactitude est très facile à obtenir et le récepteur nécessaire est assez peu coûteux. Tant que l'on se rappelle que le GPS ne fonctionne qu'à l'extérieur lorsque la vue du ciel n'est pas complètement obstruée (les gros édifices constituent de bons exemples d'obstacles cachant le ciel), on devrait pouvoir obtenir une position par point unique. Il est même possible d'obtenir une position de ce genre en plein bois.

Inconvénient ­ Il n'y a pas beaucoup d'inconvénients à part l'exactitude et celle-ci est amplement suffisante pour retrouver son chemin jusqu'au terrain de camping à la fin d'une randonnée.

Positionnement différentiel Exactitude ­ 0,5 m à 5 m (2D), 0,8 m à 8 m (3D)

Figure montrant une personne debout à l'intérieur d'un cercle de 1 m

L'exactitude du positionnement GPS différentiel varie de 0,5 mètres à 5 mètres selon plusieurs facteurs importants. Le GPS différentiel, ou le DGPS, comme on le désigne souvent, exige l'utilisation de deux récepteurs GPS. Un des récepteurs, appelé récepteur de base ou de référence, est placé en un point dont on connaît déjà la position très exacte (latitude et longitude). Le deuxième récepteur, appelé récepteur mobile (ou simplement mobile) est déplacé vers les points ou les éléments dont on cherche à déterminer la position. En chacun de ces points, on enregistre dans le récepteur les données d'au moins quatre satellites différents. Simultanément, le récepteur de base poursuit les mêmes satellites et enregistre des données similaires. En d'autres termes, le récepteur de base et le récepteur mobile suivent en même temps les mêmes satellites et enregistrent des données similaires, mais en des endroits différents.

Plus tard, les données des deux récepteurs sont transférées dans un ordinateur et un logiciel spécial est utilisé pour supprimer un grand nombre des erreurs entachant chacune des positions. Ces positions « corrigées par différences » sont exactes à entre 0,5 m et 5 m près. Ce niveau d'exactitude est parfois dit de « qualité cartographique » parce qu'il correspond à l'exactitude souhaitée pour localiser des éléments pour un système d'information géographique (SIG) ou à des fins de cartographie.

Avantages ­ Les récepteurs et les logiciels GPS disponibles sur le marché aujourd'hui sont très puissants et assez faciles à utiliser ce qui fait que ce niveau d'exactitude est très facile à obtenir si l'on est minutieux. Une exactitude encore plus grande peut être possible si on utilise des récepteurs de la qualité de ceux utilisés pour l'arpentage ­ voir la section suivante sur le positionnement par porteuses.

Inconvénients ­ L'obtention de ce niveau d'exactitude exige l'utilisation de deux récepteurs GPS ou d'un récepteur mobile et des données d'une deuxième source « de base ». Dans l'un et l'autre cas, cette méthode est plus coûteuse, plus complexe à utiliser et peut exiger une certaine familiarisation ou même une certaine formation pour obtenir du système les meilleurs résultats possibles et utiliser convenablement le matériel GPS (récepteur) et le logiciel.

Positionnement par ondes porteuses Exactitude < 1 cm à 30 cm (2D), 1,6 cm à 45 cm (3D)

Figure montrant un objet de la taille d'une pièce de vingt-cinq sous

C'est la méthode qui offre la meilleure exactitude possible pour l'utilisation du GPS et celle qu'utilisent habituellement les arpenteurs et les ingénieurs. Cette méthode est souvent qualifiée de GPS de « qualité arpentage ». Elle est exactement la même que celle du « positionnement différentiel » à quelques importantes exceptions près.

On utilise deux récepteurs, l'un placé en un endroit de position connue (récepteur de base ou de référence) et le deuxième (mobile ou récepteur mobile) en un nouvel emplacement ou en un point de position inconnue. Les récepteurs suivent les mêmes satellites en même temps et enregistrent des données similaires. Les données sont par la suite transférées dans un ordinateur au moyen duquel un logiciel spécialisé est utilisé pour « corriger » les données.

Les principales différences sont les suivantes :
Type de récepteur GPS ­ un récepteur de « qualité arpentage » doit être utilisé. Ces récepteurs sont un peu plus gros et habituellement beaucoup plus coûteux que ceux utilisés pour le positionnement par point unique ;

Visibilité des satellites ­ une vue sans obstacle du ciel est nécessaire, ni arbres ni branches ne peuvent s'interposer entre le récepteur et les satellites.

L'exactitude des positions obtenues par cette méthode est en général de l'ordre du centimètre ou moins.