Le système de positionnement GPS by hcj

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									Université Paris 5 – UFR de Mathématique et Informatique




                                     Master I
                              Découverte des Parcours




                                      Par
                        Sergio AFANOU & Ali BELHERAZEM




                      2007 - 2008                          1
Plan
   Introduction
   Historique
   Définitions
   Comment ça marche ?
   Exemples d’application
   Inconvénients du GPS
   Autres systèmes de positionnement par satellite
   Conclusion
   Glossaire
   Webographie


                2007 - 2008                           2
Introduction
 Développé pour les besoins de l’armée américaine.
 Premiers besoins dans le domaine public envisagés
  en Amérique.
 Evolution technologique crée le besoin de localiser
  des biens ou des personnes sur toute la surface de
  la terre et en temps réel.
 Le GPS connait alors son essor.



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Historique
 Le premier satellite de positionnement GPS lancé par
  l’armée américaine.
 Premier système de positionnement GPS mis à
  disposition du public en 1995
   Précision de 100m.
   Certaines données codées accessibles uniquement à
    l’armée.
 Années 2000 , démocratisation de la technologie GPS.
    Précision 10m
    Toutes les données sont accessibles.


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Définition
 GPS: Global Positioning System ou Système de
 Géo localisation par satellite.
   Utilise la triangulation du signal émis par les satellites de
    positionnement
   Permet une localisation précise en n’importe quel point
    de la surface de la terre, en mer ou dans l’air.
 GPS:    General Problem Solver
   Programme hypothétique capable de résoudre des
   problèmes généraux.
  Ne pas confondre !!!



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Comment ca marche ?
Les étapes
1. Mesure de la distance du récepteur par rapport à un
   satellite.
2. Décalage de l'horloge du récepteur
3. Calcul du point
4. Conversion des informations obtenues




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 Comment ca marche ? (suite)
1.   Mesure de la distance du
     récepteur par rapport à un           •   Identifier la source du signal.
     satellite.                           •   Déterminer le temps d’émission du signal
2.   Décalage de l'horloge du             •   Prédire les coordonnées du satellite
     récepteur
3.   Calcul du point
4.   Conversion des
     informations obtenues
5.   Précision de la position




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 Comment ca marche ? (suite2)
1.   La détermination d'une              Problèmes:
     position par le GPS.
                                         o    Le récepteur ne bénéficie pas d’une horloge
2.   Décalage de l'horloge du
     récepteur                                atomique
3.   Calcul du point                             •     =>nécessité d’avoir une horloge
4.   Conversion des                                    stable.
     informations obtenues               o    Les satellites n’ont pas le même référentiel
5.   Précision de la position                 que le récepteur.
                                             •      Leur vitesse est plus élevée dans leur
                                                    référentiel que dans le référentiel du
                                                    récepteur.
                                             •      Leur gravité est plus faible donc le
                                                    temps s’écoule plus vite dans leur
                                                    référentiel que dans celui du récepteur.
                                         Solution:
                                         o    Il a besoin des signaux de 4 satellites pour
                                              déterminer le décalage de son horloge par
                                              rapport à celle atomique.


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 Comment ca marche ? (suite3)
1.   La détermination d'une
     position par le GPS.
                                         Paramètres connus:
2.   Décalage de l'horloge du            o   Positions des satellites
     récepteur                           o   Les pseudo distances mesurées
3.   Calcul du point
4.   Conversion des                      Paramètres inconnus:
     informations obtenues               o   Les paramètres X, Y, Z de la position du
5.   Précision de la position
                                             récepteur
                                         o   Le décalage de l’horloge du récepteur.

                                         Eureka! Le calculateur du récepteur est en mesure
                                             de résoudre un système d'équations dont les
                                             quatre inconnues sont la position du récepteur
                                             (trois inconnues) et le décalage de son horloge
                                             par rapport au temps GPS.

                                         Un calcul en mode dégradé est possible avec trois
                                              satellites seulement si l'on connaît l'altitude

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 Comment ca marche ? (suite4)
1.   La détermination d'une
     position par le GPS.
                                         Les 3 coordonnées donnent la position en 3D du
2.   Décalage de l'horloge du            récepteur dans l'espace, dans un repère à 3 axes et
     récepteur                           qui a pour origine le centre de gravité des masses
3.   Calcul du point                     terrestres .
4.   Conversion des
     informations obtenues
5.   Précision de la position




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 Comment ca marche ? (suite5)
1.   La détermination d'une
     position par le GPS.
                                         La précision de la position obtenue dépend, toutes
2.   Décalage de l'horloge du            choses égales par ailleurs, de la géométrie du
     récepteur                           système :
3.   Calcul du point
4.   Conversion des                      Si les satellites visibles se trouvent tous dans un cône
     informations obtenues               d'observation de faible ouverture angulaire, la
5.   Précision de la position
                                         précision sera a priori moins bonne que s'ils sont
                                         répartis régulièrement dans un large cône.




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 Comment ca marche ? (suite5)
1.   La détermination d'une
     position par le GPS.
                                         Le principe différentiel: Le DGPS
2.   Décalage de l'horloge du
     récepteur                           o DGPS: Differential Global Positioning System
3.   Calcul du point
4.   Conversion des                      o Une technique pour favoriser la précision de la
     informations obtenues                 localisation.
5.   Précision de la position
                                         o Existe en différentes variantes:
                                            o GPS RTK
                                            o SBAS
                                            o WAAS
                                            o Etc.




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Exemples d’application
1.       La géo localisation de véhicules
          Suivi de la flotte
          Rapport de conduite
          Rapport des arrêts
          Optimisation et coordination des activités
          Guidage des unités mobiles comme les ambulanciers
2.       GPS et surveillance:
          Surveillance des produits d’une grande surface
          Sujet à débats sur la vie privée des personnes


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Autres systèmes de positionnement
 GLONASS: est le système russe, qui n'est pas pleinement
  opérationnel.

 Beidou: est le système de positionnement chinois, opérationnel
  uniquement sur le territoire chinois et régions limitrophes (il
  utilise des satellites géostationnaires. Le nombre exact n'est pas
  connu et varie fortement selon les sources).

 Galileo: est le système civil européen en cours de déploiement.

 IRNSS: est le système indien, opérationnel uniquement sur la
  territoire indien.

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Inconvénients du GPS
 Dépendance stratégique
    Le GPS est « dépendant » de l’armée des Etats Unis.
    Raisons de la mise en place de Galileo.
 Confiance exagérée dans ses performances
    L'opinion publique, les institutions et les pouvoirs publics
     admettent de plus en plus difficilement qu'il soit possible de « ne
     pas savoir où l'on est » compte tenu de la vulgarisation du GPS.

 Référence géodésique ou cartographique
    Des problèmes cartographiques peuvent également entrer en jeu,
     car la position calculée par un récepteur GPS se réfère au système
     géodésique WGS 84, qui n'est pas généralement le système de
     référence pour les cartes terrestres nationales (en France, cette
     référence est encore souvent la NTF, bien que le système géodésique
     officiel soit désormais le RGF93, qui diffère très peu du WGS 84).

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Conclusion
 En conclusion




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Glossaire
 PCMCIA (pour Personal Computer Memory Card International
  Association), ou PC Card, est un format de carte d'extension ultra-plat,
  dédié aux ordinateurs portables et à d'autres périphériques (comme les
  Livebox, Freebox, Neuf Box...).
 VRP (Vendeur, Représentant, Placier)




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Webographie
 http://fr.wikipedia.org/
 www.trageo.fr
 http://www.futura-sciences.com
 http://bbs.keyhole.com
 http://www.tomsguide.com/fr/




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