Qu'est ce que la Géolocalisation ?

Quel est le rôle de la Géolocalisation ?

La géolocalisation est la localisation d'un objet sur une carte à l'aide de positions géographiques. On utilise la géolocalisation par GPS (Global Positionning System) pour localiser des mobiles en déplacement. La géolocalisation est aussi devenue une activité économique de plus en plus répandue.

Aujourd'hui ce concept est de plus en plus utilisé pour des applications de gestion de flottes et de véhicules; en effet,ce système peut permettre à une entreprise de facilement gérer sa flotte, et ce grâce à un logiciel prévu à cet effet.

Une autre application de ce concept est la sécurisation de véhicules. Lorsque le système est installé dans le véhicule, on peut visualiser en temps réel la position du véhicule. De plus, avec l'aide de capteurs placés dans le véhicule, le propriétaire du véhicule peut être alerté à tout moment en cas de vol, d'effraction, ou encore de déplacement du véhicule.




Qu'est ce que le GPS ?

Le Global Positioning System (que l'on peut traduire en français par « système de positionnement mondial »), plus connu sous son sigle GPS, est le principal système de positionnement par satellite mondial actuel (2006), et de plus il est également actuellement le seul à être entièrement opérationnel. Ce système mis en place par le Département de la Défense des États-Unis peut permettre à une personne de connaître la position d'un objet sur la surface de la terre dès l'instant que celui-ci est équipé du matériel nécessaire au fonctionnement du système. Cet objet peut être la personne elle-même, lui permettant ainsi de s'orienter sur terre, sur mer, dans l'air ou dans l'espace (au voisinage de la Terre). Le GPS utilise le système géodésique WGS84, auquel se réfèrent les coordonnées calculées grâce au système.

Le système GPS comprend au moins 24 satellites artificiels orbitant à 20 200 km d'altitude. Ces satellites émettent en permanence un signal complexe (code pseudo-aléatoire) daté précisément grâce à leur horloge atomique, ainsi que des éphémérides permettant le calcul de leurs coordonnées prédites.

Ainsi un récepteur GPS qui capte les signaux d'au moins quatre satellites peut, en mesurant les écarts relatifs des horloges, connaître sa distance par rapport aux satellites et, par trilatération, situer précisément en trois dimensions n'importe quel point placé en dessous des satellites GPS (avec une précision de 15 à 100 mètres pour le système standard). Le GPS est ainsi utilisé pour localiser des véhicules roulants, des navires, des avions, des missiles et même des satellites évoluant en orbite basse.

Concernant la précision, le GPS étant un système développé pour les militaires américains, une disponibilité sélective (selective availability) a été prévue. Certaines informations peuvent ainsi être chiffrées et priver les personnes qui ne disposent pas des codes de la précision maximale. Pendant de nombreuses années, les civils n'avaient accès qu'à une faible précision (environ 100 m). Le 1er mai 2000, le président Bill Clinton a annoncé qu'il mettait fin à cette dégradation volontaire du service. Depuis, il est courant d'avoir une position précise à 20 mètres ou moins.

Certains systèmes GPS conçus pour des usages très particuliers peuvent fournir une localisation à quelques millimètres près. Le GPS différentiel (DGPS), corrige ainsi la position obtenue par GPS conventionnel par les données envoyées par une station terrestre de référence localisée très précisément. D'autres systèmes autonomes, affinant leur localisation au cours de 8 heures d'exposition parviennent à des résultats équivalents.

Il est à noter que dans certains cas, seuls 3 satellites peuvent suffire. La localisation en altitude (axe des Z) n'est pas correcte alors que la longitude et la latitude (axe des X et des Y) sont encore bonnes. On peut donc se contenter de trois satellites lorsque l'on évolue au-dessus d'une surface « plane » (océan, mer). Ce type d'exception est surtout utile au positionnement d'engins volants (avions, etc.) qui ne peuvent de toute façon pas se reposer sur le seul GPS, trop imprécis pour leur donner leur altitude.

Le GPS fonctionne grâce au calcul de la distance qui sépare un récepteur GPS et plusieurs satellites. La position des 30 satellites étant transmise régulièrement au récepteur, celui-ci peut, grâce à la connaissance de la distance qui le sépare des satellites, connaître ses coordonnées.

Les satellites envoient des ondes électromagnétiques (micro-ondes) qui se propagent à la vitesse de la lumière. Connaissant la vitesse de propagation de la lumière, on peut alors calculer la distance qui sépare le satellite du récepteur en connaissant le temps que l'onde a mis pour parcourir ce trajet.

Pour mesurer le temps mis par l'onde pour lui parvenir, le récepteur GPS compare l'heure d'émission (incluse dans le signal) et de réception de l'onde d'émission par le satellite. Cette mesure est appelée pseudo-distance (pseudo range), car il ne s'agit pas directement d'une distance, mais d'une mesure entachée d'une erreur de synchronisation des horloges du satellite et du récepteur (cette erreur peut être modélisée sur une période assez courte à partir des mesures sur plusieurs satellites). Une erreur d'un millionième de seconde provoque une erreur de 300 mètres sur la position !



Système de positionnement par satellites.

Les systèmes de géopositionnement satellitaires sont des ensembles composés d’une constellation de satellites en orbite autour de la Terre et de récepteurs. Le récepteur, qui peut être au sol ou embarqué sur un véhicule (une automobile, un navire, un avion, etc.), reçoit des informations en provenance des satellites qui lui permettent de calculer ses coordonnées, c'est-à-dire sa position par rapport à la Terre (en pratique, par rapport au système géodésique World Geodetic System en 1984 WGS 84).

Note : les références cartographiques sont souvent basées sur des systèmes géodésiques plus anciens (WGS 72 ou antérieurs) ce qui entraîne une erreur de positionnement qui peut être supérieure à l'imprécision du système.

Le récepteur est souvent couplé à un calculateur qui détermine le cap à suivre pour rejoindre un point de coordonnées connues ou qui fait défiler une carte numérique sous le mobile.

Le récepteur peut aussi être couplé à un téléphone cellulaire ou satellitaire qui retransmet automatiquement la position du mobile à un central. Ce central peut alors contrôler, gérer ou surveiller le déplacement des mobiles.

La précision de la localisation est, en principe, indépendante du lieu. Elle dépend du nombre de satellites reçus et du temps d’intégration. Les récepteurs les plus simples permettent de localiser en quelques secondes un mobile avec une précision meilleure que 100 mètres. Les récepteurs sophistiqués tels que ceux embarqués sur les avions civils et militaires permettent une précision inférieure au décamètre, voire au mètre. Un récepteur fixe au sol permet, après une intégration sur une période de plusieurs minutes, de connaître la position d’un point avec une précision centimétrique.

Les principaux systèmes de positionnement reposent aujourd'hui sur plusieurs dizaines de satellites émetteurs spécialisés en orbite et de récepteurs-calculateurs mobiles sur Terre. La réception par le calculateur, d'un minimum de quatre satellites assure un calcul de positionnement précis par trilatération.

En cas de difficultés de réception, trois satellites permettent de faire un point en 2D (sans l'altitude).

Les systèmes de positionnement sont utilisés essentiellement pour la navigation, le repérage des balises de détresse, la gestion de réseaux de transport, les systèmes de télécommunications, mais aussi pour l'agriculture de précision, la gestion des collectivités locales, la lutte contre le car jacking, la géolocalisation, la piraterie maritime, la topographie, etc.

Ils sont également à la disposition des particuliers, qui peuvent acheter du matériel leur permettant de localiser leur position exacte à tout moment, par exemple au cours de leurs déplacements en automobile ou en randonnée.