geolocaliser

Géolocaliser

principe de la trilatération

Les systèmes américains GPS et européens Galiléo permettent la géolocalisation par satellite d’un recepteur.

La géolocalisation est le calcul de la position sur Terre.

Le récepteur va recevoir en continu 2 types d’informations de la part de chacun des satellites:

  • la position du satellite
  • l’heure d’envoi du signal depuis le satellite

Le recepteur va utiliser ces informations pour réaliser un calcul de positionnement. D’abord en calculant sa distance au satellite: Il utilise les temps t0 d’emission du signal et t1, celui de reception:

Le signal se deplaçant à la vitesse de la lumière, c = 300 000 km/s.

Cette durée, t1 - t0 est calculée à partir des temps t1 et t0, mesurés par deux horloges différentes, et qu’il faudra synchroniser au mieux.

L’horloge du récepteur nécessite d’être régulièrement synchronisée avec celle des satellites émetteurs. C’est grâce à un algorithme calculant sur les écarts de positionnement, que l’horloge du récepteur se met à l’heure des émetteurs. Cela nécessite de capter les signaux d’au moins 4 satellites GPS.

Pour déterminer la position précise du recepteur sur Terre, il faut utiliser le resultat du calcul de la distance à ces 4 satellites, et déterminer le point d’intersection de 4 sphères (video explicative).

KEZAKO: Comment fonctionne un GPS?

Coordonnées terrestres

La géolocalisation est un procédé qui permet de repérer une personne, un objet, un lieu sur une carte (le plus souvent numérique) à l’aide de ses coordonnées géographiques qui sont :

  • Sa latitude (en degrés)
  • Sa longitude (en degrés)
  • Son altitude par rapport au niveau moyen de la mer (en mètres)

Le format numérique de la longitude est différent de celui de la latitude avec un chiffre significatif supplémentaire. Ceci s’explique par la valeur de l’angle qui ne dépasse pas 90° pour une latitude et qui peut atteindre 180° pour une longitude.

Les coordonnées géographiques sont traditionnellement exprimées dans le système sexagésimal, parfois noté DMS : degrés minutes secondes. De nos jours, les notations équivalentes en degrés minutes décimales (DM) ou degrés décimaux (DD) sont également utilisées :

  • DMS : Degré : Minute : Seconde (49°30’00”) ;
  • DM : Degré : Minute (49°30,0’) ;
  • DD : Degré décimal (49,5000°), généralement avec quatre décimales
norme exemple
Degrés DD 48.225833
Degrés, minutes DM 48°13,54998’
Degrés, minutes, secondes 48°13’32.9988”

Trame NMEA

Protocole NMEA 0183 : (National Marine Electronics Association): protocole utilisé par les récepteurs GPS pour fournir la localisation sous une forme de trame normalisée facilement décodable. Ces données sont mises dans un format standard :

Sur cette trame:

  • Quel est le caractère de début de la trame?
  • Quel est le séparateur entre les données?
  • Que signifient les lettres N, E, M?
  • Comment convertit-on 4836.5375 en 48°36’32.25’’? Aide: il s’agit d’une conversion DD vers DMS.

Positionner

Voici une trame affichée sur votre smartphone (utilisation de l’appli nmeaGPS):

$GPGGA,093642.126,4342.1254,N,00103.2814,O,1,04,3.2,200.2,M,,,,0000*0E$

  • Déterminer l’heure de réception de la trame. On précisera les heures, les minutes et les secondes.
  • Déterminer les coordonnées géographiques envoyées par la trame NMEA (DM)
  • Convertir ces données en format DD.
  • Positionner le point sur la carte

Liens