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Histoire et paysage du GPS

Réz Rudi 25 juillet 2021

De tout temps, Les voyageurs ont eu besoin de connaitre leur position pour pouvoir se déplacer. Ils utilisaient les moyens de leur époque pour y parvenir. Nous pouvons citer les plus connus comme le Soleil, Les étoiles, La boussole et le sextant, etc…

Mais Un élément déterminant commun à tous ces moyens pour naviguer est le temps. Nous verrons que la précision de positionnement est dépendant de la précision de la mesure du temps.

Voici une rapide liste non exhaustive des moyens de localisation utilisée par les navigateurs avant le GPS.

 

Le Soleil

Il se lève à l’est et se couche à l’ouest. Il est au sud à midi.

Les étoiles

L’étoile polaire à la particularité de toujours être à la même position dans le ciel et est au nord. Toutes les autres étoiles tournent autour de l’étoile polaire en environs 23h56minutes.

La boussole

C’est une pierre magnétique qui s’aligne sur le champs magnétique terrestre. Ces ligne de champs vont plus ou moins du

sud au nord avec des variations angulaire locales.

Le champs magnétique terrestre est variable :

  • Dans le temps : La position du nord magnétique change tous temps comme l’illustre l’image suivante.
  • En fonction du lieu : Selon la position du le terre, les variations angulaire du nord magnétique par rapport au nord géographie varient de -30 à +30 degrés d’écarts.

De ce fait, la direction du nord magnétique varie avec le temps et le lieu et l’affichage des cartes doit en tenir compte.

Les mesures concernant ce champ magnétique sont réunies par divers services de recherche scientifique et en particulier par le NOAA.

Le sextant

Un sextant est un instrument de navigation à réflexion servant à mesurer la distance angulaire entre deux points aussi bien verticalement que horizontalement. Il est utilisé principalement pour faire le point hors de vue de terre en relevant la hauteur angulaire d’un astre au-dessus de l’horizon. Un usage courant du sextant est de relever la hauteur angulaire du soleil à midi, ce qui permet de déterminer la latitude du point de l’observation à l’aide d’une table de déclinaison du soleil. On peut aussi l’utiliser en navigation côtière pour calculer la distance à un amer, ou l’angle horizontal entre deux points remarquables. Le sextant est toujours utilisé dans l’aéronautique, la marine, les raids terrestres, et même lors des premier vols spatiaux. Bien que son usage se restreigne en raison du développement des systèmes de positionnement par satellites, il n’en demeure pas moins un moyen fiable dont le navigateur devra savoir faire bon usage.

https://fr.wikihow.com/utiliser-un-sextant

Le gyrocompas

Le gyrocompas, ou compas gyroscopique, est un instrument de navigation indiquant le nord géographique indépendamment du champ magnétique terrestre. Il est constitué par un gyroscope dont l’axe de rotation est maintenu horizontal. La précession induite par la rotation de la Terre aligne alors l’axe de rotation du gyroscope sur l’axe des pôles.

Plateforme inertielle

La navigation inertielle (en anglais, inertial navigation system ou INS) est une technique utilisant des capteurs d’accélération et de rotation afin de déterminer le mouvement absolu d’un véhicule (avion, missile, sous-marin…). Elle a l’avantage d’être totalement autonome. Son inconvénient est l’erreur de dérive des mesures au cours du temps. Un recalibrage fréquent est nécessaire.

 

LORAN

Le LORAN (LOng RAnge Navigation) est un système de radionavigation utilisant les ondes d’émetteurs terrestres fixes pour établir une position.

 

Le LORAN est un système de type “hyperbolique”. Les systèmes hyperboliques déterminent la position en mesurant la différence de temps de propagation entre deux émetteurs (au minimum), le lieu des points à différence égale est une hyperbole sur la carte. Trois émetteurs sont nécessaires pour un point (intersection d’hyperboles). Pour éviter des géométries imprécises ou ambigües, quatre émetteurs ou plus sont nécessaires, synchronisés dans une “chaîne”. Le premier système hyperbolique le LORAN-A fonctionnait à 1 800 kHz, le LORAN-C fonctionne à 100 kHz.

 

 


Tous ces moyens de navigations sont toujours utilisée, mais sont soit peu précis, soit lourds à utiliser, soit dérivent dans le temps. Il faut une bonne connaissance de leurs caractéristiques et de la technologie pour les utiliser.

Le LORAN date des année 1940. Il est la prémisse du GPS actuel.


Depuis la fin du XXème siècle, 6 constellation de satellites ont été déployées afin d’offrir un positionnement terrestre rapide précis et facile d’utilisation. Trois d’entre eux offrent une couverture mondiale et les trois autres, une couverture locale de la région du monde du pays qui les contrôle.