INTRODUCTION AU GPS Claude Maury Ah! si j avais eu un GPS Egypte Désert blanc 1998
Objectifs du cours Se familiariser avec l utilisation du GPS Savoir repérer une position sur une carte à partir des données d un GPS Savoir préparer un parcours (une route) pour un GPS Naviguer au moyen d un GPS Et se fendre la pipe
Les coordonnées de latitude et de longitude Latitudes et Longitudes quadrillent la terre La graduation est exprimée en degrés, minutes et secondes (1 lat = 111.13 km) Latitudes = 90 au nord et 90 au sud à partir de l Equateur (Parallèle = 0 ) Longitudes = 180 à l Est et 180 à l Ouest à partir du méridien de référence (Méridien de Greenwich = 0 ) On indique d abord Lat puis Long Certains pays utilisent le méridien passant par leur capitale comme référence (ex. France = Paris: E 002 20 14 de Greenwich) Pôle Nord Axe de rotation Longitude (Méridien de référence Greenwich) Latitude (Parallèle) Equateur = 0
Global Positionning system Créé en 1972 par le DoD (Department of Defense - USA) Constellation de 24 satellites tournant autour de la terre Le récepteur GPS détermine sa position par la connaissance de la position exacte de 3 ou 4 satellites et en calculant la différence de temps entre les différents signaux reçus de ces satellites 3 satellites suffisent pour une position 2D (latitude, longitude) 4 satellites suffisent pour une position 3D (latitude, longitude, altitude) Précision approximative de 15 m Technologie des récepteurs GPS monocanal ou canaux parallèles Signaux pas captés si antenne masquée par béton, métal ou bois épais,..etc Signaux captés à travers une vitre, fibre de verre, plexiglass,..etc Si le GPS est déplacé de plus de 350/400 km sans fonctionner, il faut l initialiser
Lexique GPS POS - FIX: Position actuelle MOB (Man Over Board): Homme à la mer, relevé instantané de la position WPT (Waypoint): point de destination RTE (Route): Ensemble de waypoints GOTO: activation de waypoint SOG (Speed Over Ground) - GS (Ground Speed): Vitesse mesurée par rapport à la progression DOP (Dilution Of Precision):qualité du positionnement, (échelle: 1, le meilleur, 10 : de qualité moyenne). MAP DATUMS: Systèmes géodésiques Course - Cap d un waypoint à un autre BRG (Bearing) - Cap à suivre depuis la position relevée TRK (Track) - Cap actuel CMG (Course Made Good): Cap suivi par rapport au point de départ XTE: Ecart de route CDI (Course Deviation Indicator): Indicateur graphique d écart de route GS (Ground Speed): vitesse de déplacement ETA (Estimated Time of Arrival): Heure estimée d arrivée à destination
Les termes de navigation WPT2 Nord Course XKT XTE Distance BRG TRK Position BRG Cap à suivre GS Ground Speed TRK Cap actuel WPT 1 XTE Ecart de route
Page menu SYSTEM MENU Normal mode: fonctionne avec acquisition des satellites Simulator mode: fonctionne sans acquisition des satellites Date et Time: information obtenue par les satellites Offset: Différence de l heure par rapport au méridien de Greenwich (UTC) Hours: format 12 ou 24 heures Contrast: règle le contraste de l écran Light timeout: Règle le nombre de secondes (max 120) pou l illumination de l écran
Page menu (2) NEAREST WAYPOINTS Liste des waypoints proches d environ 160 km de la position actuelle WAYPOINT LIST Liste de tous les waypoints enregistrés dans le GPS WAYPOINT Création de nouveau waypoints ou modification de waypoints existant ROUTES Ensemble de plusieurs waypoints définissant un parcours (max 20 routes) DIST AND SUN Calcule la distance entre 2 points et les heures du lever et du coucher du soleil à la position indiquée
Page satellite Information sur la réception des satellites Petit cercle = satellites à 45 Grand cercle = satellites à 90 EPE (Estimated Position Error): erreur estimée de la position Barre de l état de charge des batteries 3D NAV 22 N 26 02 15 04 16 14 27 EPE 32 m 0 0 1 1 1 2 2 4 4 5 6 2 2 2 - - - - 6 7 - - - -
Détermination du cap (brg) Le cap (BRG ou Azimut) est l angle compris entre la direction du Nord et la direction du but à atteindre, croissant dans le sens des aiguilles d une montre. Exemple de l angle directionnel du waypoint P2 à P3, le GPS devra indiquer plus ou moins le même angle de 213 compte tenu de l erreur de réception
Etablir une route Une route est un ensemble de waypoints déterminant un parcours Le GPS indique automatiquement le prochain waypoint lorsque le précédent est atteint GOTO indique la route pour un seul waypoint RTE 01 NO WAYPNT DTK DST 01 P01 02 P02 193 0,1 03 P03 204 0,4 04 P04 125 0,1
Relever un point gps Ne pas relever des points GPS à un carrefour de routes ou de pistes. Un point GPS situé à environ 300m après un carrefour permet de déterminer la direction à prendre depuis ce carrefour La fonction position moyenne «average» permet plus de précision Si on ne peut s arrêter, le navigateur note les points relevés sur un carnet, c est plus rapide qu avec le «rocker keypad» TRANS02 TRANS01 TRANS03 Exemple de points GPS pour le début de la Transcévénole
Page de navigation (boussole) Pointeur indiquant la direction à suivre Le cercle de la boussole est indépendant du pointeur Alarme indiquant les écarts de route Cap à suivre Pointeur Cap suivi Waypoint de destination 176 BISTRO 2.5 km BRG TRK 176 E + + S N + + ETE 1:25 Temps estimé W DST SPD 3.5 kh Distance à parcourir Boussole Vitesse de progression
Page de navigation (highway) Permet de mesurer l écart de route par rapport au cap (XTE) Si l écart dépasse de 1/5 l échelle du CDI spécifiée, la distance exacte de l écart est indiquée à la place de l échelle du CDI Cap XTE5 176 BISTRO 2.5 km BRG DST XTE3 XTE4 Echelle CDI 0.25 TRK 176 ETE 1:25 0.25 SPD 3.5 kh XTE2 XTE1
Page MAP (carte) Affiche en temps réel le tracé du parcours suivi Effacez les «track logs» précédents inutiles avant l enregistrement d un parcours Affiche la route sélectionnée ainsi que les waypoints les plus proches Fonction de zoom de 200m à 800km Position actuelle Route (RTE) Route suivie (track log) Waypoint 117 2.5 BRG TRK 85 BISTRO + LAC CAMP DST SPD 3.5 Curseur
Track Track log permet d enregistrer un certain nombre de points sur votre parcours (valeurs temporelles ou valeurs de distance) Il faut initialiser le track log au début du parcours Le sauvegarder à la fin du parcours et l effacer de la mémoire active Track back permet de retracer votre parcours à partir du track log enregistré. Il crée en ensemble de waypoints pour établir une route de retour
TRACK Exemple de Track et Track back reporté sur une carte (Lybie Erg de Murzuk)
33 9 10 7.84 cm Exercice sur carte Tunisie carte 1:750 000 Reporter le point GPS Source Ksar Ghilane: N 32 49.563 E009 37.361 14.7 cm 12.14 cm Latitude 32 = 12.6 cm/1 12.6 / 60 = 0.21 cm/min 37 * 0.210 = 7.8 cm Longitude 9 = 14.7 cm/1 14.7 / 60 = 0.245 cm/min 49 * 0.245 = 12.2 cm 12.6 cm 32
Les coordonnées utm (universal transverse mercator) Grille kilométrique plane qui divise le globe en 60 fuseaux d une largeur de 6 En allant vers l Est, le fuseau 1 commence à la longitude Ouest 180º (à l opposé de Greenwich) Les bandes horizontales sont identifiées par les lettres de C à X (I et O exclus) Chaque fuseau est découpé en carrés de 100km Format d une coordonnée UTM : Zone (fuseau), Easting, Northing ex: 32T 0285670 5118447 les 2 premiers chiffres indiquent le carré de 100km les 2 suivants indiquent les kilomètres les 3 derniers indiquent les mètres X W V U T S R Q P N M L K J H G F E D C N 84 N 72 N 64 N 56 N 48 N 40 N 32 N 24 N 16 N 8 Equateur S 8 S 16 S 24 S 32 S 40 S 48 S 56 S 64 S 72 S 80
Les coordonnées utm au 1:25 000 Carte IGN 1:25000 (4cm = 1km), quadrillage des coordonnées UTM en bleu Exemple de report d une coordonnée UTM : Fuseau Easting Northing 32T 0288844 5109805 Au point d intersection 0288/5109: mesurez à l Est une distance de 844m (0.844*4 = 3.3 cm) puis mesurez au Nord une distance de 805 m (0.805*4 = 3.2 cm) Northing (latitude) Easting (longitude)
Report de waypoints (carte suisse au 25:000) Coordinates = Swiss grid (coordonnées kilométriques, ref: Berne 600/200) P10: Northing (X) = 112 463 / Easting (Y) = 500 226. Au point d intersection des coordonnées 112/500, mesurez à l Est une distance de 226 m. (0.226*4 pour l échelle 1:25 000). La distance à reporter = 0.904cm De ce point, mesurez une distance de 463 m. vers le nord (0.463*4 pour l échelle 1:25 000). La distance à reporter sur la carte = 1.852cm
Se rappeler que: Ne pas oublier d adapter le datum selon la carte Il faut toujours avoir des batteries de rechange avec soi Par très mauvais temps ou dans une forêt dense, on peut perdre le signal GPS (Poor GPS Coverage) Un GPS peut tomber en panne, il vaut mieux toujours avoir une boussole et une carte avec soi (ou un deuxième GPS) Une règle graduée en mm, un rapporteur d angle, une équerre à 90, une calculette, gomme et crayon sont nécessaires pour reporter les points sur les cartes
Interfaces GPS et PC Protocole NMEA = National Maritime Electronics Association www.gartrip.de logiciel d interface PC/Garmin. Permet des conversions de coordonnées et l édition de waypoints et de routes www.fugawi.com FUGAWI, logiciel PC de navigation en temps réel. Permet de visualiser les waypoints sur des cartes scannées et étalonnées