LE GNSS Introduction
Fonctionnement du GPS Le principe de base de la détermination GPS d’un point est similaire au principe de triangulation, si ce n’est que l’on utilise non pas des angles mais des distances Principe de la mesure Les satellites envoient des ondes électromagnétiques qui se propagent à la vitesse de la lumière Connaissant la
GPS et Mesure de distance Caption1 : Introduction
La détermination de la position du récepteur GPS est basée sur le principe de triangulation A intervalles de temps réguliers, les satellites de la constellation émettent des signaux radio L’onde électromagnétique émise par chaque satellite voyageant à
GPS - Département dinformatique du Cégep de Lévis-Lauzon
PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU GPS La détermination de la position Le principe du positionnement GPS est très proche du principe de triangulation La vitesse de transmission des signaux émis par les satellites est égale à celle de la lumière Chaque signal intègre une éphéméride avec son heure de départ
actvité la mesure du temps - ADAMPhysiqueChimieTERMINALES
Le principe de repérage utilisé par le GPS s’appuie sur le principe de la triangulation • On considère la distance d séparant un satellite d’un récepteur GPS Sachant que le satellite a une
Triangulation de Delaunay
2 Triangulation de Delaunay DanscettesectiononvasefamiliariseraveclatriangulationdeDelaunay Lenomaétéattribuéaumathématicienrusse,BorisDelaunay quiaété
Foresterie Les satellites à notre service
Le principe du positionnement GPS est très proche du principe de triangulation Ainsi, le GPS procède aux calculs lui permettant de mesurer la distance entre l’u-tilisateur et un certain nombre de satellites (au moins trois si l’on désire une position en trois dimensions) de positions connues
Formation à l’utilisation d’un GPS Garmin Map 64
satellites GPS en orbite • Un récepteur GPS mesure le temps de réception du signal et ainsi la distance aux différents satellites dont la position est connue • Le récepteur GPS utilise les informations de ces signaux pour calculer sa localisation (triangulation) Principe GPS
Topographie - synthèse Q4 PARTIE 1 : les diapositives
La triangulation = Se défini une séie de points de oodonnées onnues pou en déduie les oodonnées d’autes points Instrument de calcul de distance : géodimètre Station totale = théodolite numérique classique + système de positionnement par satellite (GPS) couplé Mesure de la circonférence de la Terre par Ératosthène
Claude Brezinski Université des Sciences et Technologies de
En 1533, Gemma Frisius explique le principe de la triangulation et invente le goniomètre qui permet de mesurer les distances La triangulation fut popularisée par Snellius (1580 - 1626) Il mesura l’arc de méridien entre Berg-op-Zoom et Alkmaar aux Pays-Bas à l’aide de 33 triangles et obtint 10004 km pour le quart de méridien terrestre
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GPS et Mesure de distance
Caption1 : Introduction
distance ou le dénivelé mesuré par votre montre- avec ce qui était officiellement annoncé. Si ce ou en lien avec une course regorgent très virulentes. Qui a tort et qui a raison ? A cette question, je donnerai la réponse suivante : Les deux parties ont raison et tort en même temps. Ce qui est important est de savoir quel est le degré de précision que nous pouvons obtenir aussi bien sur les fonctionnement des GPS. Le problème est complexe et nécessiterai plusieurs heures pour le traiter intégralement. Nous souhaitons juste donner quelques éléments de bases et quelques pistes de réflexion afin de nous détacher des valeurs mesurées par nos appareils ou de relativiser les distances et dénivelés annoncés par les organisateurs de course.Caption 2 :
Slide 1 :
Une question majeure qui préoccupe, à juste titre, les pratiquants de course à pied (mais pas que) est de savoir quelle distance ils vont devoir parcourir ou quelle distance ils ont parcourue. Dans le cas des courses en plein nature, que ce soit en montagne, ligne bleue » qui définisse la distance normée officielle comme on le trouve dans des courses type Marathon. Lorsque nous observons les données obtenues pour certaines courses, le constat est sans appel comme on peut le constater sur ce tableau. Selon les courses considérées, -être plus ou moins importante et peut affecter soit la distance soit le dénivelé soit les deux. Dans les exemples fournis, les différences en termes de peut atteindre plusieurs centaines de mètres.Slide 2 :
Dans certains cas, cette disparité entre valeurs mesurées et données officielles peut montrent une très grande disparité en fonction du traitement apporté à la trace. La heure de course supplémentaire selon les niveaux) et peut atteindre 20 km, ce qui devient plus que suspicieux. fonctionnent eur inhérente à ce typeSlide 3.
Le GPS ou Global Positioning System est un système de positionnement par satellites ; Il porte aussi le nom de NAVSTAR. Sa mise en service remonte à la fin des années 80 et son utilisation pour des applications non militaires date de 1994. On connait tous son utilité pour la mesure du temps avec une très g caractéristique, qui peut paraitre anecdotique, sera précisée ultérieurement.Slide 4 .
Le principe général de fonctionnement du GPS est basé sur des concepts physiques simples mais nécessite le recours à une technologie de pointe et de très haut niveau. epteur GPS nécessite à la fois des horloges des satellites et du récepteur.Slide 5.
sur 6 plans orbitaux différents (soit 4 satellites par plan orbital). Cette configurationassure à tout récepteur, situé à la surface du globe, la réception des signaux émis par
au moins 4 satellites. Cette constellation de satellites est complété par 5 stations aux stations suivent les satellites en permanence, permettent de corriger les trajectoires si besoin et fournissent le temps de référence.Slide 6.
La détermination de la position du récepteur GPS est basée sur le principe de triangulation. A intervalles de temps réguliers, les satellites de la constellation émettent la vitesse de la lumière, un récepteur peut déterminer le temps mis par cette onde pour n tel récepteur va donc se situer sur une sphère centrée sur le satellite. considérer que le récepteur se situe grossièrement sur un cercle.Slide 7 .
la surface terrestre va définir 2 points. pasSlide 8.
avec la terre permet de définir alors sa position.Slide 9.
Nous sommes dans un système où les ondes reçues par le récepteur voyagent à une vitesse finie et connue (la vitesse de la lumière soit 300.000km/s). Un récepteur reçoit donc ses informations plus ou moins décalées dans le temps en fonction de sa distance par rapport à chaque satellite. La synthèse des données reçues permet ensuite au récepteur de calculer sa position par rapport aux satellites, et de déterminer sa propre position, ... ainsi que son altitude... Le moindre retard dans la réception des signaux peut avoir un effet désastreux sur la mesure : 1 microseconde de décalage va la nanoseconde est requise et nécessite au sein des satellites.Slide 10.
Les horloges se situant au niveau des récepteurs GPS ne sont pas assez précises pour être utilisables pour une mesure précise du positionnement. st pourquoi, tous les récepteurs GPS calculent un écart entre leur horloge et le temps GPS. Ceci au moins un 4ème satellite pour résoudre un problème comportant en fait 4 inconnues : le temps et les trois axes de la position.Slide 11.
Si la connaissance précise de la position du récepteur est requise, comme dans toute raisons : Premièrement le nombre de facteurs pouvant induire une erreur de mesureSlide 12.
En moyenne, les récepteurs GPS que nous utilisons en course ou en randonnée (voire dans nos véhicules) ont une précision variant entre 3 et 8 m précision légèrement obtenue après un post traitement informatique. Dans ce dernier cas, la précision estSlide 13.
Le tableau précédent donnait une précision moyenne ne tenant pas compte des perturbations les plus importantes. En effet, pour avoir un comportement optimum de cet appareil de mesure, il faut le plus possible être dans des milieux découverts. Il est zone que le chemin emprunté au cours de votre course passe par de tels endroits, vous devez être conscients provoquant une erreur importante sur la distance finale. émis par les satellites. Ces signaux étant des ondes électromagnétiques, différents facteurs vont influencer le trajet de ces ondes, induisant une erreur supplémentaire.Slide 15.
Enfin, un dernier paramètre ayant une influence sur la précision de la mesure est àEn effet,
si le récepteur est positionné de manière optimale par rapport aux différents satellites,
héma de gauche. Par contre, si les satellites sont situés dans le même secteur du ciel, alors la précision sera moindre augmentant encoreSlide 16
maintenant peut être de mesures de nos montres GPS est aussi un paramètre important. Mesurons nous un point toutes les secondes, toutes les 10 secondes, toutes les 30 secondes ? Ce facteur aura au final une influence non négligeable sur la distance globale mesurée et sera grande. traces ont été simulées mesures les traces peuvent être très différentes. On constate alors que la distance parcourue mesurée est différente. Attention ! L délai court entre deux mesures car dans ce cas, on peut potentiellement amplifierSlide 16
Pour terminer, je souhaiterai vous présenter les trois traces suivantes quicorrespondent au même parcours effectuer à des périodes différentes. La trace a été
des bords du Canal du midi, le parcours est parfaitemen pas équivalentes. Dans certains cas, la trace passe même au milieu de bâtiment. Ces précise. Tous les facteurs cités distance plus ou moins précise.GPS et Mesure d
Slide 1.
connaissance de la distance parcourue. Nous nous trouvons donc confronté à la difficulté de mesurer précisément une altitude.Slide 2.
Il existe plusieurs instruments pour pouvoir mesurer une altitude. Dans le cadre de ce cours, nous nous intéresserons uniquement aux deux dispositifs les plus connus à retrouvons dans certaines montres de running.Slide 3 .
de position. A cela, il faut noter q avons réalisé la simulation suivante. Nous avons considéré un déplacement sur une surface plane (altitude constante) e moins trois mètres. Si nous considérons que nous faisons une mesure toute les 30Slide 4 :
quatrième GPS qui ne sert pas uniquement à synchroniser récepteur et satellite un modèle de terre inclus dans le logiciel interne du récepteur GPS. Ce modèle est et surtout ne possède pas une formerégulière. La surface de la terre est donc approchée par une forme appelé Géoïde et
géodésique étant très compliqué, il est associé à des ellipsoïdes locaux ou globaux
permettant de modéliser ce géoïde. ort à ces ellipsoïdes. Un des ellipsoïdes les plus connu et utilisé est le WGS-84 (WordGeodetic System datant de 1984)
Slide 5.
Cette modélisation de la terre est schématisée par les figures suivantes. A gauche, est représenté le géoïde terrestre alors que la figure de droite correspond au schéma s la ellipsoïde servant à modéliser le géoïde. La mesure effectuée par un GPS correspond aux flèches noires sur le schéma alors que les altitudes vraies sont la flèche bleue et la flèche rouge. On remarque donc que, la plupart des récepteurs GPS récents opèrent une correction automatique deSlide 6.
réalisée par un capteur de pression se situant au niveau de votre appareil (altimètre est ensuite convertie en altitude en se basant sur la formule internationale du e au niveau de la mer soit de 15°C et que la pression y soit égale à 1013,25 hPa. Le pour 100 mètre (Delta h sur la formule présentée ici) en fonction de la pression mesurée (P de h). vSlide 7.
mathématique de correspondance entre pression atmosphérique et altitude sont changement de pression pour des raisons climatiques. Sur le tableau présenté à droite de hectoPascalrégulièrement associées à des changements de météo et peuvent être observées au
cours de course de longue distance ou parcourant des secteurs très différents en montagne associant par exemple des changements de vallées. sont pas toujours contrôlables.