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Systèmes de référence employés
Le GPS : utilisation en positionnement et surveillance
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Systèmes de référence employés
Le GPS : utilisation en positionnement et surveillance

Auteur(s) : Michel KASSER

Date de publication : 10 déc. 2012

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Présentation

1 - Système GPS

2 - Systèmes de référence employés

  • 2.1 - Réseaux anciens
  • 2.2 - WGS 84 et référentiels modernes de la géodésie
  • 2.3 - Stations GPS permanentes

3 - Contraintes opérationnelles pour les usagers

4 - Autres GNSS : GLONASS, EGNOS, Galileo, Baidou/Compass

  • 4.1 - GLONASS
  • 4.2 - EGNOS
  • 4.3 - Galileo
  • 4.4 - Baidou/Compass

5 - Exemples d'utilisation

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article détaille le système de localisation satellitaire étasunien GPS. Son principe de fonctionnement, les différents matériels et les modes de réception et de traitement des signaux sont passés en revue, avec les exactitudes possibles correspondantes. Son emploi a révolutionné le domaine de la géodésie et a permis un accès aisé à des références nationales désormais extrêmement précises. Son impact sur la géomatique et le métier de géomètre est présenté ainsi, qu'un exemple d'emploi typique en auscultation d'ouvrages d'art.

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Auteur(s)

  • Michel KASSER : Professeur de géodésie à la HEIG-VD (Yverdon, Suisse), - ancien directeur de l'ESGT et de l'ENSG

INTRODUCTION

Le GPS (Global Positionning System) représente un moyen de positionnement mis au point et réalisé par l'armée des États-Unis, dont la conception date des années 1970, et réellement opérationnel (industrialisation des récepteurs, nombre de satellites en service…) depuis le début des années 90.

C'est aujourd'hui un système de positionnement extrêmement employé, certes par une large gamme d'usagers techniques (navigation aérienne, navigation automobile, travaux des géomètres, génie civil…) mais aussi et surtout par le grand public (un récepteur GPS est souvent inclus dans les téléphones portables : guidage de piétons, localisation de photos, navigation automobile, etc.). À ses côtés on compte désormais d'autres systèmes spatiaux de même type, russe (GLONASS), chinois (Baidou/Compass), européen (Galileo), et japonais (QZSS), l'ensemble formant désormais les GNSS.

La gamme d'exactitude du GPS est très variable selon les technologies utilisées, du centimètre jusqu'à quelques mètres.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r1384

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2. Systèmes de référence employés

2.1 Réseaux anciens

Pendant des siècles et jusqu'aux années 1990, les réseaux géodésiques nationaux étaient obtenus par triangulation, avec des mises à l'échelle assez difficiles puisque les mesures de distances n'ont pu être effectuées facilement sur grandes distances que depuis les années 1970. L'histoire de la conception globale d'un réseau impliquait, par suite des imperfections des procédés employés, des modèles d'erreurs très complexes. Typiquement les coordonnées diffusées en France pour la NTF (nouvelle triangulation de la France, matérialisée par près de 90 000 groupes de repères sur tout le pays) s'écartaient des valeurs exactes (que l'on aurait obtenues si tout avait été parfait) de grandeurs d'autant plus élevées que l'on s'éloignait de Paris, pouvant par exemple atteindre 10 m vers Nice. Le référentiel faisant foi n'était donc pas le référentiel théorique, mais celui réellement disponible au travers de ses bornes et de leurs coordonnées (nécessairement fausses) publiées. D'où des difficultés sans fin lorsque les bornes étaient détruites et reconstruites, rien ne permettant de garantir que la redétermination aurait les mêmes erreurs que la détermination ancienne. On a coutume de présenter les modèles d'erreurs de la NTF sous la forme « 1 cm/km », erreur purement relative, sans trop évoquer l'erreur absolue (pouvant donc atteindre plusieurs mètres) des coordonnées publiées. Cela avec une excellente excuse : personne ou presque ne s'intéresse à des coordonnées absolues fausses de 5 m à 500 km de distance du point de référence du réseau, mais tous sont concernés par l'erreur relative entre deux points proches, ici inférieure à 5 cm entre deux points éloignés de 5 km. Évidemment, on retombe directement sur ce problème d'erreurs absolues lorsque l'on passe d'un système à un autre. Le modèle d'erreurs avec la géodésie moderne utilisant le GPS précis appuyé sur la référence mondiale est complètement différent. On peut alors parler « d'erreur absolue », par exemple de 1 cm pour le RBF (réseau de base français, un millier de bornes faciles d'accès) et guère plus (moins de 5 cm en général) pour la NTF recalculée en s'appuyant sur le RBF.

Les référentiels géodésiques anciens...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DUQUENNE (F.), BOTTON (S.), PEYRET (F.), BÉTAILLE (D.), WILLIS (P.) -   GPS : localisation et navigation par satellites (2e Éd.)  -  Éditeur Hermes, 330 p (2005).

  • (2) - PIÉPLU (J.-M.) -   GPS et Galileo, Systèmes de navigation par satellites  -  Éditeur Eyrolles 154 pages (2006).

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