Informatique au lycée Faustin Fleret

La cartographie est essentielle pour beaucoup d’activités : agriculture, urbanisme, transports, loisirs, etc. Elle a été révolutionnée par l’arrivée des cartes numériques accessibles depuis les ordinateurs, tablettes et téléphones, bien plus souples à l’usage que les cartes papier.

Repères historiques

• 1978 : Le premier satellite GPS ( Global Position System) est lancé par l'armé américaine.
• 1982 : Le premier satellite destiné au sytème de navigation GLONASS (Russie) est lancé.
• 1983 : Commercialisation du premier récepteur GPS portatif.
• 1989 : 2 satellites mis en service pour le système de navigationBEIDOU (Chine)
• 1995 : Le système GPS est déclaré opérationnel.
• 2004 : Apparition d'aides à la navigation couplée avec un GPS.
• 2005 : Google sort une première version de Google Earth.
• 2012 : 2 satellites du système GALILEO (Europe) sont lancés.
• 2016 : GALILEO est ouvert au public.
• 2017 : Mise en service de QZSS système Japonais.
• 2020 : GALILEO pleinement opérationnel pour le grand public.

Les cartes ont été systématiquement numérisées à la fin du XXe siècle.

Le principal instrument de localisation, GPS (Global Positioning System), a été conçu par l’armée américaine dans les années soixante. Le premier satellite GPS fut lancé en 1978. Il y en a actuellement une trentaine, de sorte qu’à tout moment quatre à six satellites au moins sont visibles depuis tout point de la Terre. Couplé aux cartes numériques, le système GPS permet de se situer. Il n’est pas toujours efficace en ville, et peut être complété par d’autres moyens de localisation comme la détection de bornes Wi-Fi proches. D’autres systèmes plus précis, dont Galileo, sont en cours de déploiement.

Usages

• Les voitures autonomes avec la navigation embarquée ont besoin d'une cartographie très précise et complète.
• L'agriculture pour un suivi des cultures géolocalisé (rendement, pesticides, engrais, eau, ...).
• La géolocalisation des véhicules pour les transports en commun, la flotte d'un loueur de voiture, des livreurs,...
• Les jeux vidéos avec la réalité augmentée.
• Le suivi des populations : ApplicationStop Covid19

Principe d'un GNSS (Global Navigation Satellite System)

Un système GNSS (Global Navigation Satellite System) doit fournir des informations de navigation en temps réel et en continu. Les satellites de positionnement ont pour rôles de diffuser des signaux qui vont être captés par les récepteurs sur Terre.

La mise en place d’un système de géolocalisation est stratégique pour un pays, c’est pourquoi les plus grandes puissances investissent pour s’en doter. Chaque système permet un usage civil avec un moindre précision que pour les militaires. La précision atteinte aujourd’hui peut-être de la taille d’une pièce de 1 cm.

Le principe de fonctionnement de la géolocalisation est de mesurer la distance d’un utilisateur au sol par rapport à 3 satellites différents. C’est possible en connaissant leur position exacte dans l’espace et le temps de parcours d’une onde qui va du satellite à l’utilisateur.

On utilise alors la méthode mathématique de trilatération. Un 4ème satellite synchronise parfaitement l’appareil mobile de l’utilisateur et les satellites avec une horloge atomique. Sans cela, les données seraient complètement faussées : une nanoseconde de différence entre les horloges représente 30 cm d’erreur sur la position calculée.

Quand on donne la position d’un point sur le globe terrestre, on précise le parallèle (la latitude)et le méridien(la longitude) qui se coupent en ce point.

Le méridien de longitude nulle ( = 0°) est celui passant par Greenwich.
Le parallèle de latitude nulle ( = 0°) est l’équateur.

A l’aide de ces deux références, on peut donner la position de n’importe quel point sur le globe.

Par exemple, le lac Aydar se trouve à l’intersection du parallèle  = 41°N et du méridien  = 67°E. Les coordonnées de ce lac sont donc : 41°Nord et 67° Est.

Les coordonnées peuvent s'écrire au format décimales ou au format degrés minutes secondes.
1 degré = 60 min
1 min = 60 sec

Exemple :