Le positionnement satellitaire - Bienvenue sur le site de la plongée
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1. ANNEXE 3 Longueurs d arc de parall le in gales Il est particuli rement vident que les longueurs d arc prisent sur le m ridien et correspondant un angle gal a sont gales secteur bleu MP MM Leurs longueurs PM et M M sur le sch ma correspondent au produit de l angle a en radian par le rayon terrestre Par contre nous pouvons voir que la longueur d arc PP prise au niveau du parall le 45 est plus faible que celle prise au niveau de l quateur EE pour devenir nulle au p le Retour Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 38 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes UN PEU D HISTOIRE L am lioration des instruments de mesure a toujours t pour l homme un but pour lui permettre d am liorer les connaissances de son environnement Palais des Tuileries le Grand Salon Les membres de la commission des poids et mesures attendent en silence La porte s ouvre Louis XVI s avance On lui pr sente les savants Monge Meusnier Borda Coulomb Vandermonde Brisson Tillet Lavoisier Ha y Legendre M chain Passant devant Jacques Dominique Cassini le directeur de l Observatoire de Paris 1l s arr te longuement les deux hommes se connaissent depuis longtemps Comment Monsieur Cassini on me dit que vous allez recommencer la mesure du m ridien que votre p re et votre a eul ont d j faite avant vous est ce que vous croyez le faire mie2. Une fois que les cartes sont g o r f renc es correctement nous pouvons voir que sous TrackMaker ou sous Gpstrack la route qui sert d exemple est positionn e au m me endroit tr s proche sur les deux logiciels agt Ou Cartes Tracking GPS Aide ve Cul Aade T galaa gial wels SR een Serre m claig i 150 ILE OFEEFEE ilO BRAN g Na gt tait 0 e 5767 Jes AIN aT I ET En l LAN 1 a ES 1 mai techo sous Fat 4 66 i PE 1 che sous marin interdit F esi pA iJ Pa A A interdite buse BP A RE l Los E 4 Pi Pa LAVEZZI F Fa ir i hpweinar 5 o f fGrecu 29 i di a f He i Fi F3 yoe S TA M nn i DT th a Fig 31 Comparaison de route sur deux logiciels diff rents Ces logiciels fonctionnent tr s bien et les r sultats sont tr s satisfaisants au niveau de la pr cision Mais il faut reconna tre que leur apprentissage n est pas des plus vidents Il n y a pas de notice d utilisation et il faut les utiliser pour bien maitriser toutes les fonctions Les manipulations les plus d licates sont les calages des cartes et les transferts de donn es entre le r cepteur et l ordinateur Ce n est qu apr s plusieurs heures d utilisation que la compr hension du fonctionnement appara t plus clairement 4 2 La cartographie papier En France la cartographie qui concerne le milieu maritime est con ue et distribu
3. BAQUIE 2008 22 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 3 4 Le GPS plus 3 4 1 Le GPS plus sondeur Le sondeur est pour nous plongeurs le compl ment indispensable dans la recherche du site Ce sont nos yeux dans l eau pour contr ler que nous sommes bien au dessus du tombant de l pave ou du haut fond Il permet de corriger une ventuelle impr cision du GPS Certains constructeurs ont d ailleurs coupl les deux fonctions dans un seul instrument LOWRANCE Fig 24 GPS sondeur Il est parfois n cessaire surtout dans nos r gions o la visibilit est faible pour ne pas dire nulle de positionner l ancre quelques m tres pr s Seule l utilisation conjointe des deux instruments permet un encadrant peu habitu de r aliser cette performance condition que l tat de la mer le permette mais a ce moment l nous vitons de plonger 3 4 2 Le GPS plus VHF t l phone Nous avons vu dans la premi re partie que le GPS tait un syst me descendant c est dire que les informations ou messages vont du satellite vers le r cepteur et non l inverse Donc si un incident intervient accident de plong e par exemple contrairement ce que certains peuvent penser personne ne peut nous rep rer par le GPS Il faut donc obligatoirement poss der un moyen de pr venir les secours Il faut galement penser que le probl me n est pas obligatoirement li la plong e mais p
4. e par le Service Hydrographique et Oc anographique de la Marine S H O M Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 27 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes La cartographie num rique a fait perdre pour le marin mais aussi pour les plongeurs tout int r t pour la carte graphique Cependant elle pr sente un avantage ind niable par rapport la carte num rique un confort de visualisation En effet pas besoin de d placer un curseur pour faire d filer la carte Un deuxi me avantage est sa pr cision graphique Par contre les inconv nients sont nombreux Pour nous les deux principaux sont e L encombrement interdisant son utilisation sur un bateau de plong e d j bien rempli e L impossibilit de changer le syst me g od sique avec lequel la carte est construite Ces cartes sont en g n ral bas es sur e Le syst me g od sique europ en unifi ED 50 e La transiormation Mercator e Les coordonn es g ographiques plus les amorces du quadrillage UTM Pour mettre en relation la carte avec le GPS trois possibilit s existent a Utiliser une carte dit e en WGS 84 Cette solution est la plus simple mais malheureusement 1l existe peu de cartes en WGS 84 b Apporter des corrections Les derni res ditions fournissent les corrections pour passer du syst me WGS 84 vers le r f rentiel inscrit sur la carte chelle 1 50 000 43 15 Indications
5. CES ae ne Eaei 24 26 Dessin de la route directement sur la carte ss 25 27 Zonage cartographique propos par Magellan sosnnenessesssssoeeesssssseerrssssssssseeresssssssseeeres 25 28 Calibrage de la carte avec le logiciel Gpstrack 26 29 Carte avec la route sous logiciel Trackmaker l 30 Fond de carte du SHOM avec la route sous logiciel Gpstrack ssenensssessssseerrsssssssseeeres 21 31 Comparaison de route sur deux logiciels diff rents ss 27 222 Me aren a e de ONE a 28 Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 34 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes BIBLIOGRAPHIE Pr sentation du syst me GPS Serge Botton E N S G I G N Le GPS vers une banalisation Pierre Yves Gillieron EPFL Suisse du positionnement GPS localisation et navigation Serge Botton fran oise Editions Hermes Duquesne Yves Egels Michel Even Pascal Willis Le GNSS modernisation des Hicham Biar Trimble constellations Manuel utilisateur Magellan Manuel utilisateur Garmin SITE WEB 1 http www ign fr Institut G ographique National 2 http agirard free fr GPS Olympe production 3 http www lowrance com en Lowrance GPS 4 http gpstrack com 5 http pagesperso orange fr joel talon 6 http histoire du metre free fr fr Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 35 39 Comit Interr gional Aquitai
6. agit pas d un manuel d utilisation cela serait mission impossible compte tenu du nombre impressionnant de marques et de mod les Bonne lecture Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 4 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 2 Le principe de fonctionnement 2 1 La pr sentation du syst me Le syst me GPS a t mis en place par le d partement de la d fense DoD de l arm e am ricaine et est actif depuis plus de 30 ans Il est constitu d une trentaine de satellites qui gravitent autour de la terre 20 200 km d altitude Cela permet d avoir 24 satellites op rationnels en permanence pour que de n importe quel point de la terre un r cepteur puisse capter 4 satellites minimum voir annexe La p riode de r volution des satellites est de 12 heures et celle de la terre de 24 heures C est dire qu en 24 heures la constellation des satellites fait deux r volutions Donc apr s 24 heures tous les l ments satellites terre observateur se retrouveront approximativement dans la m me position Notre r cepteur G P S captera s rement les m mes satellites qui seront dans la m me configuration g om trique 2 2 Le principe de fonctionnement 2 2 1 Le principe de base Le syst me G P S est un syst me dit descendant C est dire que l information va du satellite vers le r cepteur et non l inverse Nous pouvons donc nous situer l aide des informatio
7. pour 4m 5 nee MET A iQ nous rendre sur le lieu de plong e Il est ensuite possible de transf rer ces donn es waypoints plus route dans le r cepteur apr s avoir param tr correctement leur transfert param trage identique sur le r cepteur et sur l ordinateur Se Fig 29 Carte avec la route sous logiciel Trackmaker 8 G o r f rencer une carte c est fournir au logiciel les coordonn es g ographiques de 3 points non align s de la carte Ces points permettent ensuite par une transformation de convertir les coordonn es d affichage en pixels en coordonn es g ographiques dans le mode et l unit choisis par l utilisateur latitude longitude X Y Est Nord pour n importe quel point de la carte Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 26 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Fichier GPS Waypoints Routes Traces Carte Afficher Outils Aide YD SH 2 ES NE JIE Fl 5 7 ilm K x T Pr fixe Waypoint au i59 ts 24 si j 4 Mo 5 i FIT Traces 2 Waypoints 7 Cartes 2 Routes 1 amp WPTOO1 a WPTO02 a WPTO03 a WPTOU4 a WPTOOS a WPTOUG E wPTO07 Route construite sur la carte et qui sera transf r e dans le GPS LAT LON N 41 20 16 722 E 009 09 22 699 DMS X 476 Y 2228 R01 7 points 12 42 Km Fig 30 Fond de carte du SHOM avec la route sous logiciel Gpstrack
8. pr conise de noter ces informations sous forme papier pour viter qu une fausse manipulation du r cepteur n efface toutes les donn es c Se diriger Moins primordiale que les fonctions pr c dentes se diriger peut donner un confort et surtout une s curit pour se rendre sur le lieu de plong e par exemple de nuit ou par mauvaise visibilit ou lors de passage dans des endroits dangereux d Construire des waypoints et des routes Comme nous devons pr voir nos param tres de plong e nous pouvons aussi anticiper notre route pour nous rendre vers notre site favori Nous avons besoin ici de plus de connaissances que J esp re avoir apport es dans ce m moire pour r aliser la construction de waypoints et de routes Mais quelle satisfaction quand nous voyons s afficher sur l cran la route suivre et surtout que nous la suivons 5 2 Les l ments prendre en consid ration avant de choisir un G P S Nous allons aborder un probl me important qui est le choix du G P S Je ne peux apporter que des informations sur les crit res de choix prendre en compte Chacun ensuite adaptera ce choix en fonction de ses go ts mais surtout de ses besoins et de l utilisation qu il va en faire Cela d pendra essentiellement de e La pratique de plong e et de la navigation Certains clubs font des plong es profondes ou loign es de la c te ou de nuit Pour eux cela impose un mat riel de qualit avec une cartogra
9. se passe en formation R I F A P Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 31 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 6 Conclusion Le GPS fait partie de notre quotidien Cette technologie am ne un confort de connaissances et de pr cision dans notre situation g ographique Coupl avec d autres instruments il est une technologie d avenir qui n a pas encore d voil toutes ses possibilit s d utilisation La miniaturisation de l lectronique va galement permettre de le positionner dans des objets de consommation courante montre t l phone appareil photo etc Plusieurs pays apr s les Etats Unis et la Russie GLONASS sont en train de mettre au point leur propre syst me de positionnement la France avec GALILEO le Chine avec Beidou l Inde et peut tre le Japon Cela ne peut tre que b n fique pour les utilisateurs que nous sommes Pour nous plongeurs c est devenu un instrument de bord ordinaire comme le compas le sondeur ou la VHF de nos bateaux Plus encore une volution comme composante s curitaire de nos plong es est en train de na tre Chacun est capable d utiliser un GPS Mais je m tais fix comme objectif de montrer que c tait un instrument complexe qu il fallait manipuler en connaissance de cause pour en obtenir la substantifique moelle Par contre l apprentissage personnel est compl tement indispensable Seule une pratique de tous les jours per
10. soient les conditions m t orologiques Une couverture nuageuse ne doit pas perturber la pr cision Visibilit Le GPS ne n cessite aucune visibilit C est dire qu il est utilisable de jour comme de nuit Donc il autorise les plongeurs ayant le permis maritime ad quat de faire des plong es de nuit autres que celles du bord Panne tout de m me possible puisque courante nous avons faire de l lectronique Energie Possibilit pour certains appareils d tre Appareil soumis en alimentation des aliment s par piles ou par branchement piles ou des batteries rechargeables Avoir sur la batterie du bord un jeu de piles de rechange 2 alimentations s curit Le bilan est largement positif pour le GPS Il serait surprenant que l arm e am ricaine r active la d gradation volontaire SA privant ainsi des millions d utilisateurs d une excellente pr cision dans leur positionnement Seule la panne impr visible de l lectronique p se n gativement dans la balance mais il faut l avouer elle est extr mement rare 3 3 2 La comparaison GPS amers Un amer est un rep re visuel c tier fixe et identifiable sans ambigu t clocher ch teau d eau pyl ne b timent montagne etc Un bon amer doit aussi pouvoir tre reconnu et tre situ sur la carte marine utilis e Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 21 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Fi
11. Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes LE POSITIONNEMENT SATELLITAIRE D mystification destination des plongeurs et moniteurs A ur MEMOIRE D INSTRUCTEUR REGIONAL I TALONS PGO Charentes FFESSM CILALPC Ann e 2008 Jean BAQUIE MF2 n 1235 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Remerciements Je tiens remercier Claude MARTIN et Philippe PATARIN pour avoir accept de parrainer mon instructorat Je remercie galement Jo l TALON pour son aide et ses connaissances du sujet et son dynamisme communicatif Merci aussi l ensemble du coll ge r gional qui par l ambiance qu il entretient m a donn l envie d y entrer Une attention particuli re mon pouse pour son soutien et surtout pour sa patience pour m avoir support pendant la r daction de ce m moire Enfin je remercie Philippe GAUDRON pour la relecture attentive et constructive qu il a effectu e Vous l aurez compris Le GPS peut vous rendre de grands services mais son utilisation ne s improvise pas Mieux vaut s entrainer avant et r guli rement pour maitriser l outil avant d en avoir r ellement besoin Site SKITOUR Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 2 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Table des mati res OO OR ee E E 4 2 Le principe de fonctionnement siens 5 2 DIS SATA OD CUS SOS a EE 5 22 Leprincipe de LONCHONNEMENE ide eenale en sono e
12. TES 16 WPT 2 EE 31 Eye PEER Pe eT T a 7 ROTILLRSE ET 4 kr 4 HI CHALUT SE INTERDIT i Te e n i SENTE Li Bai a u AL FIVER CRELE FA We i oriee yi Mre O PAI 229 ELLO Landarea Land Source Magellan Fig 25 Carte pr tablie chargeable dans le GPS Une fois la carte install e dans le GPS son utilisation est facile et relativement intuitive car nous utilisons directement les fonctions du GPS Elle permet de positionner le waypoint indiquant le site de plong e et la route pour si rendre Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 24 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Beaucoup plus pr cis que la cartographie de base nous pouvons Dessiner une route fine pour passer au milieu des rochers ou cailloux qui peuvent pr senter un danger Zone particuli rement dangereuse TIRE TROIE SpA D EL DHE f kiirii Te n grae ee Site de plong e el SI m HAA EE Mu Fig 26 Dessin de la route directement sur la carte Respecter la signalisation maritime Trouver le haut fond ou l pave o doit se faire la plong e Exemple sur la Fig 25 voir agrandissement o l on peut retrouver assez facilement un site situ sur le haut fond ici m rouville en Corse du sud Ce mod le de carte peut aussi tre utilis directement sur l ordinateur o l on construira sa route avec les outil
13. d cale eee dla 9 22e LOP E CO S E A E E EE R d 222 L DOSIHONN MENT ADSONL sesser E Eat 5 223 Laproiionde hames URSS a ae da et 7 22 ME SNS ee NAS EC NON re 7 2 LP TOO Ce CAR ed 8 2 3 Les syst mes cartographiques configuration du GPS 8 234 ES ROOMS elemendile ceses 8 D MALE SNS TOO SCOR ee 10 2 3 3 Lesrepr sentati ns CATOGSTADRIQUE S este nettes 12 3 L utilisation du G P outil de navigation eoesssssssseoeersssssssseeeersssssssscerrrssssssseeeresssssssees 14 I CC OU LORD ARS ae a ee ee el a A 14 MM OS AO SAP 14 ZM ESS OUI CS ANS AO ee a eo 17 3 2 Les conseils pour une bonne utilisation sseessoooeeeesssssseoeeersssssssseerrsssssssseerersssssseseereessss 18 DL HAN Ce DOLPOMAARCRSS a ie 21 3 3 1 Les avantages inconv nients ss 21 392 Lacompa raison GES AO ed ca cie dass n cola dass tns ue de docs ti to letones 21 RE CS EE 23 I LC CES DIDS SONO aa a ee ne E 23 2 M CES DIU YHP CAO a haies de a dia te 23 MM NC R OU ONE NEC DO CPS a a ous 24 4t La Cartographie RUM TIQUE 2 4 a e aE Eaa 24 4 1 1 La cartographie fournie par le constructeur sseneesssssssoeeresssssseeerersssssssseerrsssssssees 24 41 2 Leslogiciels SD CILIQUSS ea sen e Ea a aan E a t 26 42 Lacartosraphie PapiEi a EN a EN E EEO ne cm 27 3 Eepo en CPS E E E ET E S 29 5 1 R sum sur les perspectives d utilisation du G P S par les plongeurs 29 5 2 Les l ments prendre en consid ra
14. des corrections Sondes en m tres rapport es au niveau des plus basses mers Altitudes en m tres rapport es au niveau moyen Niveau moyen 0 2 m Positions g ographiques rapport es au r seau e sique europ en compens Positionnement par satellites Les ppo navigation par satellites rapport es au lt f t me g od sique mondial WGS doivent tre corrig es de 0 06 vers le Nord et de 0 07 vers l Est pour tre en accord avec cette carte Projection de Mercator Carroyage UTM Les amorces du carroyage UTM fuseau 32 sont repr sent es sur le cadre ext rieur Origine des renseignements hydrographiques Voir le diagramme Fig 32 Titre carte marine du S H O M Dans ce cas 1l faut laisser le r cepteur param tr en WGS 84 et corriger manuellement les valeurs lues sur le GPS avant de les positionner sur la carte Dans l exemple de la Fig 32 il faut rajouter 0 06 une latitude GPS WGS 84 pour la positionner correctement sur la carte ED 50 Dans le sens inverse 1l faudra bien entendu retrancher cette valeur de la lecture carte pour obtenir une valeur introduire dans le GPS Tous cela n est pas tr s vident et surtout source d erreurs Cette solution est bannir c Param trer le r cepteur La derni re solution consiste param trer le GPS dans le syst me g od sique de la carte Le calculateur du GPS se chargera de transformer de mani re transparente pour l utilisateur les coordonn es WGS 84 mes
15. distance entre satellite et r cepteur Une distance d finit une sph re centr e sur le satellite L intersection de deux sph res donne un cercle comme le montre la figure 3 Fig 3 Intersection d finissant un cercle Le cercle coupant la troisi me sph re impose deux points dont la seule solution logique est la position du r cepteur Fig 4 Intersection avec la troisi me sph re En r alit bien que l horloge du r cepteur soit de bonne pr cision un quatri me satellite est n cessaire pour tenir compte du d calage in vitable entre cette horloge et celle des satellites De ce fait ce type de positionnement est aussi appel par pseudo distance ou par le code Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 6 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 2 2 3 La pr cision de la mesure Il faut bien se rendre compte que ce type de mesure de pseudo distances est soumis un certain nombre de param tres ext rieurs qui vont directement influencer la mesure de cette distance Cela va entrainer des erreurs dans la mesure qui diminuent la pr cision esp r e e Erreur d orbite du satellite e Erreur de propagation du signal dans les diverses couches de l atmosph re ionosph re e Erreur due l horloge du r cepteur e Erreur provenant de la r flexion parasite des ondes Un deuxi me l ment influen ant la pr cision est la g om trie de la constellation c est dire la
16. du syst me projection est diff rente suivant les constructeurs Format de position chez Garmin Syst me coord chez Magellan ou encore Syst me de Coordonn es chez Lowrance par exemple Comme on peut le voir sur les figures 11 et 12 le terme Grille peut galement tre utilis Format de position Terme pas toujours explicite GARMIN Fig 12 Choix du syst me de coordonn es 2 3 3 2 Les coordonn es Les coordonn es planes se pr sentent sous la forme de deux composantes appel es E Est et N Nord ou X et Y Comme pour les coordonn es g ographiques chaque transformation am ne des coordonn es diff rentes pour un m me point En reprenant l exemple du tableau de la page 11 toujours pour le m me point situ dans l est de la France on obtient le jeu de coordonn es suivant Syst me g od sique Syst me de projection Longitude ou E Latitude ou N WGS 84 Greerwio 744140 0 48 26 000 N ED 50 Greenwich La 7 44 16 4 O 48 36 03 0 N Coordonn es g ographiques NTF Greenwo 744122 O 48 35 599 N Lambert 997 960 m 114 185 m TF Lambert II tendu 998 137 m 2 413 822 m Coordonn es ED50 UTM fuseau 32 Nord 406 946 m 5 383 958 m planes WGS84 UTM fuseau 32 Nord 406 864 m 5 383 757 m RGF93 Lambert 93 1 049 052 m 6 843 777 m Ici aussi nous pouvons nous apercevoir que pour le m me syst me de projection en l occurrence l UTM qui est tr s utilis s1 le syst me g od siq
17. e position 3 1 1 1 La position La fonction premi re d un GPS est de fournir son utilisateur sa position dans un syst me de coordonn es librement choisi par ce dernier en g n ral longitude latitude La position peut tre faite sous plusieurs formats comme sur la Fig 13 ou la Fig 14 En mode 3D le r cepteur nous fourni galement l altitude qui pour nous plongeurs est inutile Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 14 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 4 06 56 N 117 49 59 1134 01 38 31 PM 06 APR 00 EPE 2ft CAF ITE 35E 321 12 6 D tance parcourue 417364 Fig 14 Format de position Pour la recherche d un site de plong e cette information peut tre suffisante lorsque l on est en approche du lieu mais d autres moyens sont offerts par votre GPS pour se rendre destination Sur de nombreux r cepteurs 1l est possible de faire afficher deux syst mes de coordonn es par exemple les coordonn es g ographiques et les coordonn es du syst me utilis par la carte voir Fig 11 3 1 1 2 Le cap Peu d appareils poss dent un vrai compas qui de toute fa on sera pour nous redondant avec le compas de bord obligatoire dans le mat riel de s curit Par contre l appareil peut vous indiquer une direction suivre pour se rendre depuis votre position instantan e vers un point bien d fini pr alablement enregistr que l on appelle da
18. ectement plus de 8 satellites environ sur les 24 possibles De toute fa on la prise en compte de satellites au del de 8 n am liore pas la pr cision de la position 2 3 Les syst mes cartographiques confiquration du GPS 2 3 1 Les notions l mentaires 2 3 1 1 La mod lisation des formes de la terre La terre a une forme tr s irr guli re puisqu elle est constitu e de plaines de montagnes de fosses oc aniques M mes les oc ans et les mers n ont pas une forme r guli re mais leur d termination est plus facile Cette surface oc anique suppos e prolong e sous les continents prend le nom de g o de La Terre g o de Cependant pour la repr senter en premi re approximation nous adoptons une sph re Cette forme est suffisante pour les applications courantes La Terre sph re Pour pouvoir la repr senter avec plus de pr cision les math maticiens l assimilent une surface math matique que l on appelle un ellipso de et qui est une sph re aplatie aux p les Cet ellipso de est donc un mod le math matique approchant la forme r elle de la terre g oide et permettant d effectuer avec pr cision des calculs de position La Terre ellipso de Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 8 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Une fois ses dimensions d finies cet ellipso de doit tre positionn par rapport au centre de la terre et orient par rapport so
19. es Il apporte une pr cision suffisante et correspond une valeur imag e relativement simple qu il est facile par la suite de positionner sur une carte Attention ces valeurs m triques ne sont valables que le long de m ridiens voir annexe 3 Syst me de Coordonn es D gr s Degr s Minutes Exemple de couple de coordonn es g ographiques 1 16748 E 45 40126 N 1 10 049 E 45 24 076 N Deg Min ec 1 10 02 9 E 45 24 04 5 N MGRS Standard MGRS Std 10 Point de R f rence e p Fig 21 Choix des unit s angulaires Ces trois coordonn es expriment les m mes valeurs angulaires mais de fa ons diff rentes Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 20 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 3 3 L analyse des performances 3 3 1 Les avantages inconv nients Avantages Inconv nients Pr cision Le positionnement l heure actuelle voir Depuis le 2 mai 2000 l acc s s lectif syst me inconv nients est donn avec une Selective Availability est d sactiv mais pr cision de l ordre de 5 m tres la remise en activit de cette d gradation par l arm e am ricaine ram nerait la pr cision du positionnement absolu 50 m tres environ Rapidit Comme nous venons de le voir les temps d acquisition sont relativement rapides de l ordre de une minute Tout temps L acquisition des signaux peut se faire quelles que
20. eut aussi tre d ordre maritime Le GPS va tre un compl ment d une VHF ou d un t l phone en indiquant exactement le lieu de l accident que l on peut alors transmettre aux services de secours de pr f rence par l interm diaire d un message l intention du CROSS par VHF canal 16 ou par t l phone en composant le 15 La derni re technologie mise au point qui am liore sensiblement la s curit des navires et des personnes est le syst me ASN Appel S lectif Num rique ou en anglais DSC Digital Selective Calling Le GPS est coupl avec une VHF sp cifique dans laquelle nous pouvons introduire un num ro d identification unique MMSI Maritime Mobile Service Identity pour chaque navire qui en fait la demande Elle est galement quip e d une touche Distress En pressant sur cette touche la VHF envoie automatiquement la date l heure la position donn e par le GPS et le num ro d identification Les secours ainsi que les navires qui veillent sur le canal 70 seront inform s de cet appel de d tresse Le GPS devient ainsi un l ment de s curit bord d un bateau Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 23 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 4 Aller plus loin avec le G P S 4 1 La cartographie num rique La mise en place et l utilisation de la cartographie n est pas une chose vidente pour le n ophyte Il aborde ce probl me avec appr hension e
21. fiable ble Fig 5 Architecture d un syst me d augmentation de GPS EGNOS est un syst me d augmentation de la pr cision de GPS et de GLONASS syst me russe dont l architecture repose sur 34 stations de r f rence au sol des centres de calculs et de Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 7 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes t l communication ainsi que trois satellites g ostationnaires Les stations de r f rence enregistrent en permanence des informations dont les observations GPS Les centres de calculs estiment les param tres de corrections du GPS et g n rent les messages qui seront retransmis aux utilisateurs via les satellites de t l communication Ceci est compl tement transparent pour l utilisateur Certains r cepteurs affichent seulement moy WAAS WAAS ou D pour diff rentiel 2 2 5 Le nombre de canaux Les r cepteurs doivent recevoir un minimum de satellites pour avoir une bonne pr cision et surtout une stabilit de la position m me s il y a perte de visibilit d un satellite Pour cela les r cepteurs sont munis au minimum de 12 canaux Il y a un canal par satellite y compris les satellites d augmentation WAAS EGNOS Nous comprenons que 12 canaux sont largement suffisants car m me si deux canaux sont pris par des satellites d augmentation il reste encore 10 canaux Il est bien vident que d un point de la terre il n est pas possible de capter corr
22. g 22 Une c te qui ne manque pas d amers la pointe Saint Mathieu en Bretagne Source Wikip dia Pour tre utilis en positionnement les amers doivent indiquer des alignements Pour cela deux moyens existent Un amer et un rel vement Deux amers Alignement 1 amer rel vement Alignement 2 amers Fig 23 Positionnement l aide d amers L avantage de l amer est qu il ne tombe jamais en panne condition de prendre des amers p rennes La pr cision est toujours la m me et relativement bonne s1 le choix est judicieux De m me 1il n y a ici aucun probl me li au syst me g od sique ou la projection Mais les inconv nients sont nombreux Les conditions m t orologiques peuvent rendre les amers difficilement visibles voire invisibles Il ne faut aucune ambigu t dans le choix de l amer Pour avoir une bonne pr cision il faut que la distance entre les deux amers d un alignement soit gale la distance entre l amer le plus proche et le bateau Il faut que les deux alignements se coupent le plus possibles sous un angle droit Un amer peut dispara tre b timent pyl ne Ne jamais choisir un arbre Inutilisable pour les plong es de nuit Il est vrai que le GPS sort grand vainqueur de cette comparaison mais personnellement je consid rerai les amers comme compl mentaires et comme moyen de secours si le GPS est d ficient ou impr cis Le positionnement satellitaire J
23. ier aux formats images type Jpeg Gif Bitmap etc l aide d un scanner ou en faisant faire cette num risation par un professionnel Il s agit pour nous des cartes du SHOM voir cartographie papier ou des cartes marines du pays o nous plongeons Ensuite il faut g o r f rencer la carte par calage de trois points connus minimum comme sur la Fig 28 US AUS COURS one A e s ee RE ET Nage Choisir les RO dt a a S2 sts 4 k NUL IFN syst mes g od sique et de coordonn es identiques la carte papier introduire les coordonn es du point j re P Bee e Pointer la position La KA A de ce point sur la carte g C Grille O Aa Latitude Annuler C Ponti M far 2000000 Datum ED50 v amp point 2 Valider Lat Lon DMM C ponts Longitude C point 4 z E 009 15 00000 le 4 me point est facultatif 15 12 LAT LON N 41 19 29 632 E 009 11 11 223 DMS X 1072 Y 2534 Fig 28 Calibrage de la carte avec le logiciel Gpstrack GPS Teacher CA Propre be ra bare Came rer ah ficher batar AMchage Dubh Cebe Tracing GPS Baie Il est alors possible de cr er des oiswigs lala 82 iles lt ielgaaesieltla alele ni clala l s El 1 aj gt gt ninen E waypoints des trac s ou des routes 7 mur s Ces donn es permettent de voir lt To exactement sur une carte le chemin 2 CN Le me a oE A emprunter lors de notre volution
24. itionnement En effet l cart peut atteindre plusieurs centaines de m tres voire plus d un kilom tre Dans l exemple du tableau pr c dent l cart entre les coordonn es en ED 50 et en NTF est de l ordre de cent m tres Si cette relation syst me coordonn es est incoh rente Adieu la belle plong e 2 3 3 Les repr sentations cartographiques 2 3 3 1 La pr sentation La repr sentation cartographique n est pas confondre avec le syst me g od sique Si le syst me g od sique se suffit lui m me pour se positionner il n en est pas de m me de la repr sentation ou projection qui est une suite logique du syst me g od sique En effet il s agit ici de la transformation de l ellipso de en une forme g om trique d veloppable comme un plan un cylindre ou un c ne e La projection cylindrique La surface de projection est un cylindre tangent ou s cant au mod le de la terre SR FU 5 La projection Mercator utilise un cylindre tangent 7 e4 HR suivant l quateur comme sur l image cylindre if 7 g vertical alors que la projection UTM utilise un Fr cylindre tangent suivant un m ridien cylindre SES PS horizontal directe transverse e La projection conique La projection conique comme son nom l indique pA A pn AA N utilise un c ne tangent suivant un parall le Tr s ECT 2 A 1 6 utilis e en France puisque notre carte terrestre est PET TAN RTE KT iss
25. mettra une ma trise de l appareil Cette initiation sera lente et ne se fera pas en un jour car la complexit et la multiplicit de fonctions seront un frein cette formation Pour apprendre l utiiser je conseille de l utiliser quotidiennement en allant au travail dans les d placements quotidien de la vie courante dans son jardin etc Ne passer l tape suivante que quand l tape pr c dente est bien comprise et acquise J esp re que la lecture de ce m moire aura fait na tre en vous une curiosit qui vous incitera vous plonger si je puis dire dans une analyse plus approfondie de votre GPS ou de celui du bateau de votre club Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 32 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes GLOSSAIRE Nom Man Over Board Il s agit d une touche situ e sur le r cepteur pour marquer rapidement un point comme dans le cas d un homme la mer Tr s utile pour rep rer un tombant ou une pave par exemple Estimated Precision Error Erreur de pr cision estim e exprim e en pieds National Marine Electronics Association NMEA 2000 est un protocole de communication con u sp cialement pour les bateaux Vitesse id ale C est la vitesse qui vous portera le plus rapidement destination Si la direction et l angle de rel vement sont gaux la VMG est la vitesse r elle car votre vitesse de d placement sert vous amener des
26. n axe de rotation Il existe donc autant d ellipso de que l on veut selon la forme et la position choisie D une fa on g n rale 1l y a deux types d ellipso des les ellipso des globaux qui sont d finis pour repr senter la totalit de la terre s o de Ellipso de S glohal N Fig 6 Ellipso de global les ellipso des locaux qui sont d finis par les pays pour repr senter la partie de la terre qui int resse ces pays S l mA Pays Ellipso de local Fig 7 Ellipso de local Les ellipso des sont les bases des syst mes g od siques sur lesquels nous allons positionner des points ou nous positionner Mais ils ne sont pas d veloppables 2 3 1 2 La latitude et la longitude La longitude d un point est l angle que fait le plan du m ridien passant par ce point et le plan du m ridien d origine Greenwich Elle se compte de 0 180 degr s vers l est ou vers l ouest Repr sent sur le sch ma par la lettre La latitude d un point est l angle que fait le rayon de la terre passant par ce point avec le plan de l quateur Elle se compte de 0 90 degr s vers le nord ou vers le sud Repr sent sur le sch ma par la lettre Fig 8 Longitude latitude Une surface d veloppable est une surface que l on peut mettre plat sans l tirer Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 9 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 2 3 2 Les syst mes g od sique
27. n des signaux venant des satellites Les constructeurs pr conisent des temps d attente Temps d acquisition en conditions parfaites Chaud environ 15 secondes Froid environ 1 minute R gime de mise jour 1 seconde continue Source MAGELLAN Vous pourrez en faire l exp rience Apr s avoir allum le GPS ce dernier vous demande d attendre Lorsqu il obtient quatre satellites il indique une position mais 1l continue de chercher d autres satellites de positionnement mais galement les satellites g ostationnaires d am lioration que sont ceux des syst mes WAAS et EGNOS Au fur et mesure que les nouvelles informations arrivent 1l effectue de nouveaux calculs et am liore le positionnement que l on constate par une modification des coordonn es affich es Choisir le bon syst me g od sique Comme d montr dans la premi re partie 1l faut v rifier le syst me g od sique dans lequel le r cepteur est param tr par d faut le WGS 84 et ventuellement le modifier Nous partons toujours sur un site de plong e pave tombant haut fond etc avec les coordonn es de ce site Si ces coordonn es sont fournies dans un syst me diff rent de celui param tr dans le r cepteur ce site sera introuvable Erreur fr quente et qui mon avis se produira encore bien trop souvent Donc 1l faut param trer le r cepteur dans le syst me de coordonn es fournies a condition de le conna tre Ce choix sera enco
28. nada Conti Adindan Mean for Ethiopia DS Adindan Burkina Faso F Adindan Cameroon Adindan Ethiopia Adindan Mali Adindan Senegal Adindan Sudan Fig 9 V rification du syst me g od sique C est le mode vident puisqu il lui est associ par d finition Il faudra dans la mesure du possible conserver ce param trage et surtout v rifier avant toute utilisation que nous avons le syst me adapt notre choix Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 10 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Syst me g od sique hdd mm mmm Le choix ici est le syst me europ en ED Mais 1l est vident que l on peut en changer comme le montre l image ci contre avec un r cepteur Garmin Fig 10 choix du syst me g od sique Attention la d nomination du syst me g od sique est diff rente suivant les constructeurs Syst g od s chez Garmin Formats carte chez Magellan ou encore S lection du Syst me G od sique chez Lowrance par exemple De plus la recherche pour modification n est pas facilement accessible Quelques chemins en exemple e Garmin menu param tre unit s syst g od s e Magellan menu configuration format carte e Lowrance menu menu r glage GPS s lection du syst me g od sique Le fait qu il ne soit pas accessible se comprend car il ne doit pas tre modifi f
29. ne Limousin Poitou Charentes ANNEXE 1 Historique du nombre de satellites GPS Satellites GPS Op rationnels 197 1982 1986 1990 1994 1998 2002 Retour Doc Biblio 4 Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 36 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes ANNEXE 2 Transformation coordonn es g ographiques lt planes EXEMPLE La repr sentation Lambert France projection conique conforme directe ellipso de 2 plan p lep P m ridiens droites concourantes parall les y cercles de centre P condition de conformit Figure 1 30 Propri t s de la projection conique conforme directe y E N x y E N y sin tan tZ i izene 2 l esingp X CX 1 Y 1 Reyi sin _x Cx_RkR yrCy COS yY l R In sing R G R k a 1 e sin Pa COL P R R exp sin pL 3 L x Rsin y Cx y R Recos y Cy lon calcule par it ration Llo Intan Z m reemp 2 4 2 l esm o p latitude du parall le origine p2 2arctan exp L on isom tre centrale R rayon de l image du parall le origine l 2 arctan rss exp Le k chelle sur le parall le origine l esin 3 Cx Cy constantes en x y Retour Doc Biblio 3 Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 37 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes
30. ns l espace m dian sous forme d une discussion d un quart d heure en faisant participer l l ve par rapport sa pratique maritime ou automobile Pour les plongeurs autonomes 1l pourrait y avoir une s ance d une demi heure non seulement pour r pondre sa curiosit mais aussi pour faire l apprentissage d une utilisation de base En effet des plongeurs autonomes munis d un permis c tier maritime et en l absence du directeur de plong e choisissent le lieu l organisation et les param tres de plong e Cet apprentissage pourrait se faire dans la comp tence n 5 pour les N4 comportement g n ral du guide de palanqu e au m me titre que seconder le directeur de plong e ou savoir envoyer un message et tenir les documents et dans la m me comp tence n 5 pour les N3 autonomie de plong e dans l espace m dian Pour les directeurs de plong e N5 MFI ils doivent bien videmment tre capables d utiliser un G P S mais au del ils doivent pouvoir r pondre au questionnement d un l ve Pour l instant ils agissent en autodidacte mais une formation th orique d une heure avec mise en pratique pourrait tre envisag e pour viter que de mauvaises m thodes ou de fausses informations soient transmises Dans tous les cas il ne s agit pas d valuer ces informations ou formations mais de s assurer que le message est bien pass par des manipulations ou une discussion comme cela
31. ns donn es par le satellite Mais contrairement au syst me Argos syst me ascendant personne ne peut savoir o nous sommes 2 2 2 Le positionnement absolu Le positionnement absolu est bas sur le principe de la frilat ration spatiale Fig 1 Un bien grand mot pour exprimer que le positionnement du r cepteur se situe l intersection de trois sph res dont les centres sont les satellites a Satellite satellite 2 ihi Satellite 3 Fig 1 Positionnement partir de trois satellites Temps qu un astre satellite emploie d crire son orbite tourner sur son axe source Littr Ensemble des satellites du syst me GPS qui sont sur une sph re de 26500 km de rayon Adieu l id e donn e par les bons feuilletons am ricains o la police peut retrouver un suspect gr ce son GPS Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 5 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Le rayon de la sph re correspond la distance entre le satellite et le r cepteur Pour d terminer cette distance le calculateur du r cepteur mesure le temps que met un code mis par le satellite pour atteindre le r cepteur information descendante Quand le r cepteur re oit ce code sp cifique chaque satellite 1l est capable de d terminer le retard d au trajet parcouru Ce temps multipli par la vitesse de propagation du code permet d obtenir la distance cherch e Fig 2 Pseudo
32. ns le domaine G P S un waypoint point de route Ces waypoints sont des points introduits dans le r cepteur de fa on manuelle coordonn es donn es par un ami une revue ou un site internet ou ont t enregistr s l aide de la cartographie de l appareil ou lors d une venue pr c dente sur le site Pour enregistrer ces points se r f rer au manuel d utilisation de votre appareil La fonction cap est accessible par la touche GO TO ou en recherchant le waypoint de destination En g n ral suivant les constructeurs plusieurs affichages de navigation sont la disposition de l utilisateur pour visualiser le cap comme le montre la figure suivante RELEYEl JET NCE YMESSE O0 7 12 6 12 64 VITESSE VMG XTE 009 38 14 14 1 1 Source Magellan Fig 15 Formats de navigation Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 15 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Ecriture anglo saxonne du rel vement Bearing N 36 08 077 iiie ng i Source Lowrance H 0547387 Going To Exit 232 Fig 16 Format de navigation Il est galement possible de mettre comme affichage la carte de la zone sur laquelle s affichent galement des informations Il est possible de changer ces informations en fonction du go t de chacun Quel que soit l affichage choisi il doit indiquer au moins le cap et le rel vement Destination Nord Cap F Rel vemen
33. oute et ensuite la suivre le plus pr s possible en fonction des conditions m t orologiques et des impond rables qui sont impr visibles sur la carte Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 17 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 3 1 2 2 Le trac Certains GPS proposent une fonction trac qui est similaire une route Il s agit de la route r ellement effectu e qui est enregistr e tout le long du parcours en temps r el Le marquage du trac est mat rialis sur l cran du GPS par un trait tiret Le param trage de cette fonction est la longueur du segment de sch matisation du parcours la trace est r duite des segments plus ou moins longs suivant le r sultat que l on d sire Une d finition trop fine du trac occupe beaucoup de place en m moire Il faut donc adapter la d finition en fonction de la longueur chelle plus petite segment plus long et inversement et de la sinuosit du parcours Mode Trace Fig 19 D finition du trac Par contre il ne peut y avoir qu un seul trac mais ce trac peut tre transform en route pour le conserver dans la m moire du GPS La route inverse du trac est aussi propos e sur le principe si je suis venu je vais pouvoir revenir 3 2 Les conseils pour une bonne utilisation Quelques conseils pratiques pour am liorer la pr cision de la position indiqu e par le r cepteur e Diriger la partie haute d
34. pareils portables V rifier s il s agit de piles de batteries ou si le branchement sur la batterie de bord est possible L ergonomie la simplicit La prise en main et la position des touches est regarder mais d pend de chacun Par contre plusieurs touches permettant un acc s aux diverses fonctions sont pr f rer la touche unique autorisant l entr e plusieurs fonctions V rifier galement la simplicit du menu La robustesse En g n ral le mat riel est pr vu pour une utilisation ext rieure et donc relativement robuste Mais certains ont en plus des protections contre les chocs carapace notamment de l cran Ils sont pr f rer La notice La pr sence et la clart de la notice ne sont pas n gliger C est elle qui permettra un apprentissage rapide si elle est bien structur e et compr hensible L volution La possibilit d volution de l appareil peut pour certains clubs tre un crit re principal couplage avec d autres mat riels sondeur VHF ou possibilit de rajouter de la m moire ou une cartographie Le prix Aucun commentaire particulier C est le prix qui guide en premier l achat mais bien observer les diff rences de prix par rapport aux fonctions propos es La liste n est pas exhaustive mais ce sont les l ments v rifier au moment de l achat L id al serait de pouvoir essayer et tester le mat riel avant de l acheter Pour nous favoriser l acha
35. phie robuste Etanche Et une connaissance approfondie de ce mat riel Alors que d autres clubs restent sur des sites prot g s et n auront besoin que d un mat riel d entr e de gamme avec un prix peu lev Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 29 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes L embarcation et la structure L une et l autre sont li es L aussi une petite structure associative pourra se contenter d un petit instrument d entr e de gamme avec les fonctions de base alors qu une grosse structure aura s rement besoin d un G P S plus important avec une cartographie int gr e ou mixte coupl avec un sondeur d un prix nettement plus lev Mais les crit res observer sont toujours les m mes a b d e g h La connectique Souvent source de probl mes une mauvaise connectique avec une batterie l antenne ou un autre mat riel peut cr er la perte d informations ou la panne du G P S La norme N M E A commence tre utilis e pour des appareils de milieu de gamme 600 L tanch it Tr s importante pour un bateau de plong e Non seulement pour les embruns que nous rencontrons en navigation courante mais aussi cause de l eau qui peut tre amen e bord par le mat riel des plongeurs L autonomie El ment important l autonomie peut aller de 6 heures 18 heures suivant le mat riel pour des ap
36. position des satellites dans l espace Si les satellites visibles par le r cepteur sont tous situ s dans le m me secteur la pr cision sera moins bonne que s ils taient r guli rement r partis dans le ciel Tout cela fait que nous ne pouvons esp rer l heure actuelle mieux qu une pr cision d environ 5 m tres 2 2 4 Le syst me WAAS EGNOS Le syst me de GPS peut pr senter un dysfonctionnement sans que les utilisateurs en soient avertis C est ce qui s est pass sur l Atlantique Nord en 2001 lorsque soudainement la position fournie par le GPS a t d cal e de plus de 100km Afin d viter ce genre de m saventure certains groupes d utilisateurs ont d cid de cr er leur propre infrastructure de contr le civil Fig 5 C est le cas de la commission europ enne en coop ration avec l agence spatiale europ enne ESA et Eurocontrol qui ont d cid la r alisation du projet EGNOS European Geostationary Navigation Overlay Service Les Europ ens ne sont pas seuls en course car ce projet fait partie du programme GNSS1 Global Navigation Satellite System de 1 g n ration qui contient d autres services d augmentation de GPS WAAS Wide Area Augmentation System pour les Etats Unis et MSAS Multi Transport Satellite based Augmentation System pour le Japon Satellite n 2 Satellite n23 Satellite n 1 Satellite WAAS AN STATION Si altered Le syst me AAS EGNOS pe ermet d obt Sinir E une position
37. r quemment Par contre lorsque l on a besoin de le faire 1l est difficile de le retrouver dans la complexit du menu de l appareil Il faut alors une bonne notice claire ce qui n est pas toujours le cas 2 3 2 2 Les coordonn es Le positionnement s effectue obligatoirement en coordonn es g ographiques que nous venons de voir la longitude et la latitude C est logique puisque nous recherchons nous positionner sur la terre ellipso de Attention des coordonn es g ographiques n ont aucun sens si on ne les accompagne pas des informations sur le syst me g od sique dans lequel elles sont exprim es Source Wikipedia Exemple 7 44 14 0 O et 48 36 00 0 N WGS84 Autrement dit un m me point peut avoir des coordonn es g ographiques diff rentes suivant le syst me g od sique dans lequel il est exprim Prenons par exemple un point situ dans l est de la France les coordonn es suivantes expriment la position du m me d tail Syst me g od sique Longitude Latitude WGS 84 Greenwich 7 44 14 0 O 48 36 00 0 N ED 50 Greenwich 7 44 16 4 O 48 36 03 0 N NTF Greenwich 7 44 12 2 O 48 35 59 9 N Source IGN Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 11 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Bien v rifier cette corr lation entre les coordonn es et le syst me doit tre un r flexe pour viter les probl mes de pos
38. re plus important lors de l utilisation d une carte papier terrestre ou marine o les deux syst mes g od siques celui du r cepteur et celui de la carte ou leurs diff rences doivent tre parfaitement connus Choisir les bonnes unit s du syst me g od sique L unit angulaire est le degr Pour cela 1l faut absolument mettre le syst me de coordonn es en mode latitude longitude Attention les changements de coordonn es g ographiques du syst me g od sique s effectuent dans le syst me de coordonn es Irlandais Hi Suis Fig 20 Choisir des unit s angulaires Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 19 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes En g n ral il est propos trois formats d affichage Degr s d cimaux ddd ddddd 123 45678 Degr s minutes milli mes de minutes 123 45 678 Nous rappelons que Un degr d arc de m ridien fait 111 km Une minute d arc de m ridien fait 1852 m longueur du mille marin ce qui fait qu un milli me de minute correspond 1 9 m Une seconde d arc de m ridien fait 31 m ce qui fait qu un dixi me de seconde correspond 3 1 m La pr cision du syst me GPS est de l ordre de 5 m donc nous nous apercevons que le choix seconde et dixi me de seconde est en limite de pr cision du syst me Dans la pratique il est pr f rable de param trer le GPS en milli mes de minut
39. s 2 3 2 1 La pr sentation Un syst me g od sique est constitu du choix d un ellipso de et d un ensemble de param tres qui permettent de se positionner sur la terre et qui apr s transformation voir les repr sentations cartographiques 2 3 3 permettront d obtenir une carte Il existe des dizaines de syst mes g od siques mais pour nous si nous restons en m tropole les plus utilis s sont e Le W G S 84 Le GPS utilise le syst me g od sique mondial WGS 84 World Geodetic System tabli en 1984 Ce syst me est associ un ellipso de global le GRS 80 e L E D 50 Apr s la guerre de 39 45 l Europe de l ouest a adopt le syst me europ en ED50 European Datum 1950 qui est associ l ellipso de global de Hay ford de 1909 Ce syst me est largement en vigueur surtout sur nos cartes marines dit es par le S H O M e LaNT EF La France a pour sa part un syst me g od sique l gal appel RGF93 R seau g od sique Fran ais associ l ellipso de global GRS 80 Mais le syst me ancien subsiste encore il s agit de la NTF Nouvelle Triangulation Fran aise bas e sur l ellipso de de Clarke voir la l gende des carte de randonn e au 1 25000 Tous les r cepteurs GPS ont pour r glage par d faut le syst me WGS 84 comme le montre l image suivante LE LOWRANCE Syst me G od sique WGS 84 Default North American 1927 Sean for Continental North American 1983 AR 2 Ca
40. s SOMMAIRE DES FIGURES 1 Positionnement partir de trois satellites ss 3 2 Pseudo distance entre satellite et r cepteur nnnessseoeeeesssssssseeressssssssceerrssssssseeeersssssseeeeeess 6 3 lt Intersecuon d lnissant Un Cercle see aea a ceci 6 4 Intersection avec la troisi me sph re ss 6 5 Architecture d un syst me d augmentation de GPS 7 EREE o E E E eee a ee eee a sa ne a 9 TEDE a T E E E A 9 o Con ide a e A E l 9 V rification d syst me SC OA SIQU Le dreams cadenas nn Ehe AS EEEE ENE n EA EEEE i 10 10 choix du syst me g od sique nooessssoeeeeesssssseeeerrsssssssectersssssssseerrrssssssscerresssssssserersssssssees l LL V rification du syst me de COOTONN SS nee rtienlenscheteemtes sieste Il 12 Choix du systeme de CORONN ES een desc cdenens scene nes ennee ea screens l LS 7 Analyse de ACCUS TO ae a TETEE EET 14 E ED S a E E E E S 15 D Tomi CE AS AO a EE E E O E 15 G Tomeka O A E A 16 17 Comparaison caprele vement sosise E S E ETE E E ER 16 15 Ac ivinon dune TOU sennen E E T Tar 17 OD OO AS l 20 Choisir des unit s ANEUIAIT S 5 seems ssssetesness onda cac dite seen ess atemeenecoecnieste l 2 LE CHOC SUIS SAS uldie Secere E E E E E ten onto l 22 Une c te qui ne manque pas d amers la pointe Saint Mathieu en Bretagne 22 23 FPostionnement AI AUS AMOR see sente eeen ar are cest espece 22 2 CES OE e l E eee ES ete ab dde E l 25 lt Carte D C Abe chargeable dans l
41. s de positionnement que sont le sextant et autre loran et pour nous plongeurs les amers S tant d mocratis 1l atteint des prix lui permettant d tre accessible par toute personne en ayant l utilit Cependant m me si le nombre d utilisateurs ne cesse de cro tre les informations de base relatives au fonctionnement du syst me et surtout aux limites d utilisation sont peu connues Cela peut engendrer des carts de position de plusieurs centaines de m tres dans certains cas rendant cet outil caduc voire dangereux par la fausse information qu il donne notamment dans le domaine maritime Le but de ce m moire est de pr senter bri vement le principe de fonctionnement mais surtout d expliquer l utilisation du syst me et de mettre en garde l utilisateur qu est le plongeur sur les limites et les pr cautions d emploi prendre pour r ussir sa plong e ou du moins pour trouver le site Une premi re partie th orique pr sente le principe de fonctionnement du syst me mais sans entrer dans les d tails math matiques Cela le rend mon avis accessible tout le monde et doit permettre de mieux comprendre la deuxi me partie Mais 1l est possible de se rendre directement la deuxi me partie La deuxi me partie est plus pratique avec des conseils pour une utilisation rationnelle du syst me GPS Je me suis efforc de faire une explication claire exempte de formules inutiles dans ce genre de pr sentation De m me 1l ne s
42. s du logiciel pour ne charger sur le r cepteur uniquement que la route cr e et les waypoints qui lui sont attach s Les inconv nients de ce type de cartographie sont Le prix lev de son acquisition La surface cartographique couverte est r duite voir figure ci dessous i Jour ute De ART D TN MITE A Fig 27 Zonage cartographique propos par Magellan L avantage est que la cartographie est tr s pr cise avec des d tails sur la topographie mais aussi sur la toponymie et sur la signal tique de navigation symboles et abr viations Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 25 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 4 1 2 Les logiciels sp cifiques Il existe sur le march des logiciels qui permettent de positionner une cartographie g o r f renc e et d y tracer des routes ou des trac s Ils autorisent galement le transfert de donn es du r cepteur vers l ordinateur et r ciproquement Les plus connus et utilis s pour nous plongeurs sont Gpstrack Trackmaker Oziexplorer ou autre CarteSurT able la liste n est pas exhaustive Ce sont en g n ral des sharewares partagiciels en fran ais mais le prix est relativement raisonnable et s assimile plus une r compense pour les efforts de l auteur Gpstrack 55 TrackMaker 80 OziExplorer 100 CarteSurT able 21 Tous ces produits n cessitent la num risation des cartes pap
43. t Fig 17 Comparaison cap rel vement Lors de la navigation 1l faut dans la mesure du possible conserver le cap correspondant au rel vement Cette fonction peut tre tr s int ressante et d une grande aide pour une plong e de nuit o il faut l avouer notre sens visuel tant perturb peut nous jouer de mauvais tours Dans tous les cas 1l s agit de la route fond 3 1 1 3 La vitesse L appareil affiche galement la vitesse r elle vitesse fond En effet le r cepteur conna t en permanence le temps mis pour parcourir la distance entre deux prises de position Il peut en d duire la vitesse Si on indique un waypoint de destination nous pouvons param trer le r cepteur pour qu il nous affiche galement La distance en ligne droite pour parvenir jusqu au waypoint Le temps estim pour y parvenir la vitesse prise au moment de l information L heure d arriv e estim e 7 Le rel vement est la direction de votre destination partir de votre position de rel vement actuelle par rapport au nord vrai ou g ographique positif dans le sens horaire mesur e en degr s avec un compas Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 16 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 3 1 2 Les outils de navigation Nous allons aborder deux fonctions importantes qui dans certains cas peuvent rendre de grands services Ces fonctions vont apporter Confort dans l utilisa
44. t dans un magasin d accastillage type A D ou shipchandler o le choix du mat riel et les conseils seront orient s marine Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 30 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 5 3 Faut il int grer le G P S dans un cursus de formation Il ne s agit pas ici de construire un r f rentiel part enti re avec des savoirs savoir faire et comp tences mais de mettre en vidence des degr s de connaissances avoir en fonction du niveau de plongeur Cet instrument que nous venons d tudier comme je le disais en introduction doit pouvoir tre utilis par tout plongeur autonome que ce soit sur le bateau de son club ou bien sur son propre bateau Comme dans bien d autres domaines de la plong e l ments de calcul de tables utilisation de tables l id e n est pas de faire un cours pour une compr hension fine du syst me G P S mais de donner quelques l ments de fonctionnement pour une meilleure utilisation Un niveau 2 peut recevoir une simple information En effet ce plongeur sera amen monter sur le bateau du club Sa simple curiosit de comprendre cet appareil install bord peut l amener poser des questions De m me hors structure 1l peut poss der sa propre embarcation ou plus simplement la louer et avoir utiliser un r cepteur Cette information pourrait tre faite dans la comp tence n 5 autonomie de plong e da
45. t trouve son emploi un peu rebutant et inutile Plusieurs moyens sont notre disposition pour la mettre en uvre nous allons les d velopper 4 1 1 La cartographie fournie par le constructeur 4 1 1 1 Cartographie grossi re l heure actuelle tous les GPS proposent au moins une cartographie grossi re et gratuite avec d finition approximative des c tes Cela peut tre largement suffisant sur la c te Corse par 32 C de temp rature au mois de juillet une nappe de brouillard exceptionnelle s est form e interdisant toute visibilit plus de 10 m Mon GPS portable muni de ce type de cartographie m a permis de rejoindre le port vitesse r duite pour appr hender la c te et d ventuels rochers mais aussi les autres embarcations 4 1 1 2 Une cartographie pr cise Elle est fournie soit sur CD charg e dans le GPS par l interm diaire d un ordinateur l aide d un logiciel sp cifique au constructeur par exemple MapSend de Magellan ou MapSource de Garmin Sur SD Card introduite directement dans le r cepteur G n ralement ces cartes sont dot es de toute la symbolique maritime comme le montre la Fig 255 Agrandissement TERRITORIAL SEA BASELINE H AUITSAT Res 3 nt a LEE Eee ee BARRE AE TERRITORIAL EEEE EF ir 69 Hih Les HORIN LE FISHING PRH IELTED i 1 pn Se n OEA LH U EEE d HSHETIC ONE i J f gj BE E ee ns SEE E DH THE VICIHITY OF E EEN E
46. tination Cependant si vous ne suivez plus la bonne route votre VMG est inf rieure votre vitesse de d placement Cap suivre La direction que vous devez suivre pour vous remettre au cap tout en vous dirigeant vers votre destination C est un angle de rel vement moyen qui effectue une extrapolation en partant de votre position r elle vers un point de votre itin raire mi chemin entre un point perpendiculaire votre position et le point de chemin r el du segment utilis de l itin raire Heure pr vue d arriv e C est l heure locale laquelle vous devriez arriver destination en fonction de votre vitesse VMG Dur e pr vue du trajet Indique la dur e du trajet effectuer pour arriver destination en fonction de votre vitesse et de votre destination Ecart de trajet crois C est la distance perpendiculaire entre votre position actuelle et la ligne sur laquelle vous devriez vous trouver pour arriver destination Trajet terrestre La direction dans laquelle se d place le r cepteur La valeur du trajet terrestre peut s indiquer par rapport au p le nord r el ou magn tique Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 33 39 Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charente
47. tion S curit dans le chemin parcourir qui en mer peut s av rer dangereux Rapidit pour atteindre le site de plong e en offrant un compromis entre le chemin le plus court et le moins dangereux Economie d essence Protection environnementale 3 1 2 1 La route Quand on parle de route cela signifie que nous allons pr voir le chemin que nous allons emprunter pour atteindre notre site de plong e Il se con oit obligatoirement avec une carte Il est possible de faire une route avec la carte de base fournie dans le r cepteur mais la pr vision l aide d une cartographie sur un ordinateur type PC est beaucoup plus confortable et pr cise voir aller plus loin avec le GPS Dans tous les cas il faut introduire le point de d part qui peut tre le port et le point d arriv e qui est le site de plong e Ensuite nous cr ons une s rie de points waypoints qui d finiront la route Il suffit enfin de les joindre pour avoir la route WPT007 WPT003 EE LOOG _WPTOO2 z na wpTooc WPTO05 Pa i m WPTO0O1 ne Point de d part Si la route a t con ue sur l ordinateur il faut ensuite la charger dans le r cepteur se reporter au manuel du GPS Route Map Pointer N 38 52 772 047 0 8 H094 4 7 466 EERE jod f Exon MAp 0 sut N 3d4 47 000 0 5 Mo map 45 Points Available Source Garmin Fig 18 Activation d une route Le jour de l utilisation 1l faut activer la r
48. tion avant de choisir un G P S 29 5 3 Faut il int grer le G P S dans un cursus de formation 7 31 OM CON S OE ed eee de ee he ee E 2 Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 3 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 1 Introduction Pour nous plongeurs le terme G P S a une signification bien pr cise pour la lecture de notre table de plong e M N 90 Groupe de Plong es Successives Mais G P S est galement un sigle anglophone qui d signe un moyen de positionnement par satellites Global Positioning System De nos jours de plus en plus de personnes ressentent la n cessit dans leur vie professionnelle mais aussi dans leurs loisirs de conna tre des positions g ographiques pr cises et surtout des moyens de guidage pour se rendre sur un lieu pr cis de rendez vous de r union de travail de visite de randonn e ou tout simplement de rencontre entre amis Cet outil occupe de plus en plus nos tableaux de bord notamment de nos automobiles certains l utilisent m me pour aller sur leur lieu de travail mais aussi de nos bateaux Quel rapport entre la plong e et le syst me GPS Tout simplement certains clubs mais aussi certains plongeurs ont leurs propres bateaux pour se d placer et atteindre des sites de plong e qui sont de plus en plus loin Le G P S est aujourd hui un outil incontournable pour r pondre ce besoin il a d tr n tous les autres moyen
49. u r cepteur vers le ciel En effet l antenne qui est situ e dans cette partie du r cepteur recevra mieux le signal mis par le satellite Cela devrait se voir avec les indicateurs d acquisition voir Fig 13 qui devraient indiquer une plus grande puissance du signal e Positionner le r cepteur dans un endroit d gag Il faut viter qu un obstacle s intercale entre le r cepteur et le satellite pour une meilleure et plus rapide r ception du signal Donc ne pas positionner le r cepteur derri re une console de bateau De plus il faut savoir que les satellites de la constellation GPS sont sous nos latitudes plut t vers le sud Cela fait que la r ception suivant l orientation du bateau peut tre moins bonne Certains GPS ont une antenne ind pendante qu il faut absolument mettre en hauteur d gag e de tout obstacle et bien s r l abri des chocs e Mettre le param trage du r cepteur en mode 2D En effet en mode 3D le r cepteur va calculer en plus l altitude Bien videmment cette information sera compl tement inutile pour nous qui sommes au niveau de la mer g oide Cela repr sente uniquement une perte de temps dans les calculs de la position le calculateur du r cepteur transforme la hauteur ellipso dale en altitude gr ce une grille Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 18 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes Laisser le temps au GPS de faire l acquisitio
50. ue de la projection conique Lambert voir carte de _ TD USER Fi France IGN au 1 25000 ia rs ri e k S voir annexe 2 aiis directe oblique Le cylindre et le c ne sont des surfaces d veloppables puisque nous pouvons les ouvrir suivant une g n ratrice pour obtenir un plan carte Il suffit de positionner sur ce plan un syst me de coordonn es planes pour le rep rage des points Les plus utilis es dans le secteur maritime sont les transformations Mercator et UTM Universal Transverse Mercator Attention Les distances transform es de l ellipso de sur la surface de projection subissent toutes une d formation appel e alt ration lin aire Cette alt ration n est pas d celable graphiquement sur les cartes car elles sont r duites par l chelle de la carte 5 Il ne s agit pas d une projection au sens g om trique mais au sens math matique Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 12 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes E LOWRANCE Choix du syst me de coordonn es planes UTM Syst me de Coordonn es EMA a EN UTM w UTM MGRS Standard MGRS Standard MGRS Std 10 MGRS Std 10 Point de R f rence Point de R f rence TD Loran TD Loran Grille Grande Bretagi EUAS ECU Ee Grille Irlandaise Grille Irlandaise Grille Finlandaise Grille Finlandaise Fig 11 V rification du syst me de coordonn es Ici aussi la d nomination
51. ue est ED 50 ou WGS 84 l cart entre les coordonn es donne plus de 200 m tres Source IGN Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 13 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 3 L utilisation du G P S outil de navigation 3 1 Ce que l on peut faire 3 1 1 L utilisation simple Tous les constructeurs proposent une pr sentation des informations sur plusieurs pages ou crans En g n ral chaque page pr sente un th me diff rent qui est e Les satellites e La position e La navigation e La carte Suivant les constructeurs et les mod les certaines pages peuvent tre regroup es a Fig 13 regroupe les satellites et la position ou au contraire avoir des crans suppl mentaires Dans un premier temps lors de l allumage 1l faut choisir un affichage qui permette de voir la position des satellites et leur acquisition comme le montre la figure suivante Position Error N mag Af IE 9 20 8 1 WAAS Corrections S i E s Num ro des satellites Latitude N 36 08 971 Longitude H 95 50 579 1 20 10 29 19 9 28 18 8 27 17 7 Fig 13 Analyse de l acquisition Il faut au moins quatre satellites correctement re us c est dire que les indicateurs de r ception doivent tre au moins aux 2 3 pour que le positionnement soit bon que cela soit en mode 2D ou 3D Une fois l acquisition faite voir conseils 3 2 nous pouvons passer en mod
52. ur es et d afficher ces derni res dans le syst me de la carte Inversement les valeurs prisent sur la carte seront correctement comprise par le r cepteur lors de l introduction C est mon avis la meilleure solution Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 28 39 Comit Interr gional Aquitaine Limousin Poitou Charentes 5 Le plongeur et le G P S 5 1 R sum sur _les perspectives d utilisation du G P S par les plongeurs Nous allons faire le point sur l ensemble des utilisations dans un ordre logique de difficult s d apprentissage a Se rep rer Fonction premi re de tout G P S savoir o nous sommes Sa mise en fonction ne pr sente pas de difficult s particuli res Mais l attention sera port e sur le syst me g od sique utilis source de fautes courantes que certaines personnes non inform es n gligent compl tement Cela peut donner une position enti rement fausse laissant croire l utilisateur qu il est bien positionn Sinon en dehors de la facilit de positionnement cette fonction est un l ment de s curit incontestable Je rappelle que le G P S donne l heure d arriv e en fonction de la vitesse de d placement du bateau Cette donn e est une information int ressante pour les secours en cas d accident de d compression par exemple b M moriser M moriser avec pr cision le lieu de plong e est pour nous plongeurs essentiel Cette fonction est simple mais je
53. ux qu eux Cassini surpris r pond tout de m me Sire je ne me flatterais certainement pas de mieux faire si je n avais sur eux un grand avantage Les instruments dont mon p re et mon a eul se sont servis ne donnaient la mesure des angles qu quinze secondes pr s Monsieur le Chevalier de Borda que voici il d signe Borda debout au milieu de ses coll gues en a invent un qui me donnera cette mesure des angles la pr cision d une seconde ce sera tout mon m rite La sc ne se passe le 19 juin 1791 Le lendemain de cette entrevue juste avant minuit Louis XVI quittait les Tuileries pour la fronti re Est du Royaume Reconnu par un ma tre de poste Jean Baptiste Drouet 1l sera arr t Varennes Site http histoire du metre free fr fr index htm Le positionnement satellitaire J BAQUIE 2008 39 39
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