GPS & géolocalisation

 Par xavier langlois (webmaster-xl @ clubalpin-idf.com)          Accueil carnets du club

Le GPS

Le Global Positionning System (GPS) est un système de positionnement global. Il permet de se situer à quelques mètres prés sur la planète. Global il fonctionne partout. Cet appareil reçoit des informations d'une nuée de satellites et les transforme en position. La précision du système dépend de la qualité des informations reçues par le récepteur.

Il existe une multitude de type de récepteur GPS, pour le randonneur il existe des modèles à moins de 200g avec une autonomie de plusieurs journées d'utilisation. Le prix moyen est d'environ 250 euros. Mais attention un GPS est un outil, il faut apprendre à l'utiliser.

Les fonctions

Le GPS fournit au minimum 3 informations  : latitude, longitude et altitude (x/y/z). C'est un système numérique, soit le signal parvient, soit il ne parvient pas. Il n'y a pas de réglage contrairement à un altimètre, par contre on doit apprendre à se servir d'un GPS comme tout instrument de navigation et le GPS doit être alimenté en informations pour être fiable, c'est pourquoi il est préférable de le laisser allumé en permanence. La précision du GPS est un vaste sujet, disons grossièrement qu'au minimum c'est 22 mètres de précision horizontale et qu'avec des systèmes de correction (WAAS/EGNOS) on atteint le mètre.

Aller en direction d'un point particulier : Le GPS peut estimer la distance et le cap à suivre pour atteindre un point précédemment défini.

Se situer : un GPS intègre souvent une carte mondiale assez lâche, le GPS peut vous positionner sur cette carte.

Marquer un point particulier : A tout moment on peut enregistrer la position d'un point remarquable.

Tracer le chemin parcouru : en laissant le GPS allumé, le GPS mémorise le chemin parcouru. Ceci est totalement automatique. Ensuite on pourra exploiter toutes ses informations ou simplement revenir sur ses pas.

Avoir des informations "utiles" : Le GPS peut vous fournir votre cap, la vitesse immédiate, la vitesse moyenne, l'heure et le coucher du soleil, les horaires des marées...

 

Limite du GPS 

Les piles : c'est évident, mais il faut toujours en avoir d'avance.

Le positionnement à partir de la mise en route du GPS n'est pas immédiat, cela peut aller de 30 secondes à plusieurs minutes dans un environnement qui rend difficile la réception des satellites.

Le GPS n'est pas un boussole : il peut vous fournir un cap uniquement si vous vous déplacez

La réception des informations peut être dégradée si l'on se trouve dans un endroit encaissé, ou sous des feuilles humides. Par contre le brouillard n'a aucun effet négatif.

Les outils de gestion de GPS

Pour transférer des points (waypoints), ou des traces du PC vers le GPS et inversement il faut utiliser un logiciel

Je vous conseille un logiciel gratuit GPS Track Maker, http://www.gpstm.com/ .

Sauvez vos traces au minimum sous le format GPX http://www.topografix.com/gpx.asp un format d'échange de données GPS.

Il existe des sites qui vous permettent d'obtenir gratuitement des cartes ou des profils à partir d'une trace http://www.gpsvisualizer.com/

 

Les portails d'information géographiques

Ces portails gratuit permettent d'obtenir de plus en plus d'informations géographiques.

Google Earth, http://earth.google.com/

Le logiciel est à installer sur votre micro. Il couvre toute la planète avec une précision variable. Il permet de se déplacer partout, d'obtenir les coordonnées d'un point, de calculer des distances. Il affiche les traces GPS au format GPX. L'interface est intuitive et le moteur de recherche efficace.

Maps google http://maps.google.fr/

C'est un site web donc rien à installer, l'Europe urbaine, très précis, mais que les villes.

GeoPortail, adresse http://www.geoportail.fr/

C'est un site web donc rien à installer mais fréquemment saturé, France uniquement. L'interface est peu ergonomique.


Un cas concret 

Utilisation de cartes récentes compatible GPS (après mars 1999)

On va utiliser uniquement le quadrillage et les chiffres extérieurs bleus (427, 428... en horizontal et 5443,5444... en vertical)

Carte IGN 2313 OT Forets de Montmorency, carte topographique TOP 25, édition 2002, compatible GPS. Cette carte est au 25 000 eme, donc 1 cm= 250 m ou encore 1mm=25 mètres. Dans le coin haut gauche de la carte, on voit le village de Bréançon.

Comment aller du GPS vers la carte

Il faut utiliser le système WGS84 et affichage en coordonnées UTM

A Bréançon le GPS réglé en datum WGS84 et affichage UTM affiche les coordonnées
X 428703 Y 5443777
Comment retrouver cette position sur la carte ?
Concentrons nous sur le quadrillage kilométrique bleu qui apparait sur la carte.

Position X : 3 premiers chiffres (ici 428) + (3 derniers chiffres / 250 )
428 + (703 /250) = ligne 428 + 2,81 cm à droite 

Position Y : 4 premiers chiffres (ici 4553) + ( 3 derniers chiffres / 250 )
5443 + (777 /250) = ligne 5443 + 3,10 cm vers le haut. 
 

Bréançon se trouve effectivement à 2,81 cm à droite de la ligne bleue 428 et à 3,1 cm vers le haut de la ligne bleue 5443.

Comment aller de la carte vers le GPS

On est à droite de la ligne 428 à 2,81 cm exactement
428 000 + (2.81 * 250 ) = 428 702

On est au dessus de la ligne 5443 à 3,10 centimètres vers le haut
5443 + (3.1 * 250 ) = 5443 775

Pour mesurer les centimètres dans le quadrillage kilométrique de la carte, vous pouvez imprimez le fichier Word suivant sur un calque.

Utilisation de cartes anciennes (avant mars 1999)

On va utiliser uniquement les chiffres extérieurs noirs (427,428... en horizontal et 5444,5445... en vertical)

Prenons la même carte 2313 0T de l'IGN mais en version édition 1991.

Il faut utiliser le système ED 50 sur le GPS, et affichage en coordonnées UTM

Prenons les chiffres noirs extérieurs : Bréançon est entre les lignes 428 et 429 en X et sur la ligne 5444 en Y.

Ce qui fait en UTM X428500 et Y5444000 ensuite l'ensemble des calculs de positionnement est identique au cas précédent.

 

Cas d'utilisation du GPS

Préparation (avant)

1 - Vérification des cartes

2 -Marquer les points de repères (waypoints) par lesquels je souhaite passer :

Ceci peut se faire avec moult calcul en partant de la carte soit directement avec Google Earth qui fournit immédiatement les coordonnées en latitude / longitude décimale, ensuite sur le terrain on passe à l'affichage en coordonnées UTM pour se repérer dans le quadrillage kilométrique.

Sur le terrain (pendant)

1 - Laisser le GPS en marche permanente pour enregistrer la trace. Un GPS standard peut enregistrer 3 jours et demi de trace avec un jeu de pile.

2 - A tout moment on peut se repérer par rapport aux waypoints, ou avec les calculs précédents précisément sur la carte.

 

Analyse (après)

1 - Récupérer le fichier de données et  le convertir au format GPX via un logiciel (GPS Trackmaker). Afficher le fichier GPX sur un fond de carte via google Earth. Toujours archiver les fichiers GPX pour une utilisation ultérieure.

 

Conseils

Liens

La page WikiPedia sur le GPS http://fr.wikipedia.org/wiki/GPS

Les datums http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_de_coordonn%C3%A9es_%28Cartographie%29

Convertisseur UTM <-> Latitude / longitude http://home.hiwaay.net/~taylorc/toolbox/geography/geoutm.html  

Utilitaire de conversion entre les systèmes géodésiques http://vtopo.free.fr/convers.htm

Montre GPS Casio http://www.casio-intl.com/news/2006/gpr_100.html

http://www.gpx-view.com/  un outil pour voir/échanger des traces

http://utrack.crempa.net/ un très bon outil d'analyse de GPX

 

Le village de Bréançon vu par Google Earth