De tous temps, les voyageurs ont eu besoin de connaître 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, le sextant, etc.
L’élément déterminant commun à tous ces moyens pour naviguer est le temps. Nous verrons que la précision de positionnement est dépendante de la précision de la mesure du temps.
Voici une liste non exhaustive des moyens de localisation utilisés 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 a la particularité d’être toujours à la même position dans le ciel, elle est au nord.
Toutes les autres étoiles tournent autour de l’étoile polaire en 23h56 minutes environ.
La boussole
C’est une pierre magnétique qui s’aligne sur le champ magnétique terrestre. Ces lignes de champs vont plus ou moins du sud au nord, avec quelques variations angulaires locales.
Le champ magnétique terrestre est variable :
- Dans le temps : La position du nord magnétique change tout le temps, comme l’illustre l’image suivante.
- En fonction du lieu : Selon la position de la Terre, les variations angulaires du nord magnétique (par rapport au nord géographique) varient de -30 à +30 degrés d’écart.
Du fait que la direction du nord magnétique varie avec le temps et le lieu, l’affichage des cartes doit en tenir compte.
Les mesures concernant ce champ magnétique sont réunies par divers services de recherche scientifique, en particulier par le NOAA.
Le sextant
C’est un instrument de navigation à réflexion, servant à mesurer la distance angulaire entre deux points, aussi bien verticalement qu’horizontalement. Il est principalement utilisé 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 consiste à relever la hauteur angulaire du soleil à midi, ceci 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, employé depuis les premiers vols spatiaux, est toujours utilisé dans l’aéronautique, la marine et pour les raids terrestres. 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 en 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 donc 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). Sur la carte, le lieu des points à différence égale est appelé une hyperbole. 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 navigation sont toujours utilisés, mais sont soit peu précis, soit lourds à utiliser, soit ils dérivent dans le temps.
Une bonne connaissance de leurs caractéristiques et de la technologie sont nécessaires pour bien les utiliser.
Le LORAN date des année 1940, il est la prémisse du GPS actuel.
Depuis la fin du XXème siècle, 6 constellations 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, les trois autres une couverture locale de la région du monde du pays qui les contrôle.
Une carte en temps réel de la position des satellites des différentes constellations est disponible sur le site de Trimble, en fonction de votre position : http://www.gnssplanning.com/#/skyplot
ou
Suivre les satellites en direct : https://satmap.space/