Info intéressante sur les GPS - pour culture générale

Posté en tant qu’invité par Vivagel:

Une info intéressante concernant les GPS dénichée par hasard dans « Sciences et Avenir » de juillet 2007, page 38 dans un article sur l’acquisition et la mise en service de deux nouveaux ordinateurs par Météo France.

Je cite :
« […] les performances […] seront complétées par […] des récepteurs GPS installés sur tout le territoire. [… Ceux-ci] permettent de dresser une carte en 3D de l’humidité. En effet, le temps d’arrivée des signaux GPS depuis les satellites jusqu’au récepteur varie selon l’humidité de l’air, ce qui permet aux modélisateurs de fournir une véritable tomographie de la vapeur d’eau […] »

En clair, le degré d’humidité de l’air impacte suffisamment le signal GPS pour pouvoir utiliser ces variations pour cartographier l’atmosphère.

Donc ce qui nous intéresse ici c’est que la météo a une influence non négligeable sur la performance et la précision de nos appareils.
A considérer quand on sera pris dans la tempête.

Posté en tant qu’invité par SamChalléat:

Ta citation parle de « temps d’arrivée du signal », ce qui ne veut pas dire changement de performance.
Ce n’est pas parce-que le signal, en fonction de l’hygrométrie, met plus ou moins de temps à arriver jusqu’au récepteur, qu’il arrive avec moins de précision.
Ce n’est d’ailleurs pas le signal en lui-même qui fait la précision, mais le nombre de signaux captés par le récepteur (ton GPS) et la sensibilité de celui-ci (qualité de l’antenne, qualité du calculateur, etc.), qui permettent une triangulation plus ou moins précise.
Et à mon avis, le changement de vitesse du à l’hygrométrie, qui sera exploité par les climatologues et météorologues dans ce projet est « infime », et ne sera détectable qu’avec des récepteurs échantillonnant bien en-dessous de la seconde (c’est le pas d’échantillonnages de la plupart des récepteurs GPS de rando ou routiers).
Bref, tu peux continuer à te fier à ton GPS pour de la rando, l’erreur instrumentale imposée par l’armée américaine au niveau des émetteurs (satellites) est bien supérieure à n’importe quelle erreur qui pourrait être engendrée par les condition atmosphériques au-dessus de ta tête

Bye
Sam

Posté en tant qu’invité par SamChalléat:

« Une précision millimétrique ? Pas si simple…
[…] Un positionnement GPS précis à quelques millimètres près n’est possible que si les données recueillies par les récepteurs sont traitées a posteriori par des algorithmes complexes prenant en compte toutes les sources d’erreurs possibles. Et celles-ci sont nombreuses ! Citons en particulier l’influence de l’atmosphère terrestre (en particulier l’ionosphère et la troposphère), dont les constituants ralentissent la propagation du signal GPS par rapport à la vitesse théorique de la lumière, et celle de la précision avec laquelle sont connues les orbites des satellites GPS. De fait, dans l’état actuel de la technologie GPS une précision subcentimétrique n’est possible que si les données sont traitées sur un ordinateur à l’aide d’un logiciel adéquat. Il faut d’autre part d’opérer en «relatif», c’est-à-dire se positionner par rapport à un ou plusieurs récepteurs GPS en poste fixe sur un point dont la position est très bien connue. Le positionnement relatif permet en effet de s’affranchir des erreurs communes aux deux stations : effets atmosphériques et imprécisions sur les orbites des satellites, en particulier, s’annulent presque totalement pour des distances entre deux récepteurs allant jusqu’à 20 km. Au-delà de cette distance, le problème est plus complexe et encore du domaine de la recherche scientifique. Il faut utiliser des logiciels et algorithmes spécialisés et tenter de minimiser, en les modélisant par le calcul cette fois, les effets atmosphériques, les imprécisions d’orbites, la gravité terrestre, les attractions planétaires, le vent solaire, les marées océaniques et terrestres, etc… »

Par Eric Calais
CNRS - Géosciences Azur
Sophia Antipolis - 250, rue Albert Einstein
06560 Valbonne - France
Tél (33) 04 92 94 26 28
Fax (33) 04 92 94 26 10
Mél: Eric.Calais@unice.fr

Si tu veux un positionnement centimétrique, alors ok, prend en compte tous ces paramètres et y compris les paramètres météo, mais apprête-toi à devoir porter dans ton sac une bonne bécane ou même un bon petit serveur
Mais je ne crois pas qu’en rando ou alpi on ait besoin d’un positionnement en-dessous de 3-5 mètres…

Si un jour tu veux un positionnement précis, pose le gps par terre, relie-le l’ordi, intègre en temps réel chaque seconde pendant plusieurs heures, le tout dans un fichier texte, et sous ton tableur préféré fait la moyenne des intégrations. Tu te rendras compte que ton gps fait en permanence des erreurs, qu’il « tourne autour du point », et qu’en moyennant ses erreurs tu arrives à une précision quasi-centimétrique.

Sinon, investi dans un GPS différentiel, qui va récupérer par radio des infos de stations GPS de références (entre autres ces infos de modification des vitesses de transmitions en fonction de la météo) pour affiner ton positionnement… mais là-aussi, attend-toi à avoir un poids conséquent dans le sac à dos

Bye
Sam

Posté en tant qu’invité par Vivagel:

Bon bon, merci pour ces informations précises.

Posté en tant qu’invité par seb:

Je craisn que le fonctionnement d’un GPS ne vous soit un peu obscur…
Un GPS utilise pour effectuer la triangulation du signal la différence d’horloge, donc le temps de parcours, entre les satellites en orbite et lui même, donc tout ce qui ralentit le signal, impacte la précision de la mesure. Maintenant, de là à ce que la variation de précision est un impact en condition réelle (où une présion à 10m près est plus que nécessaire), on est d’accord qu’il y a une marge à ne pas franchir. Les GPS ne doiventd e toute façon être que des outils et on en doit jamais s’y fier aveuglément pour la bone et simple raiosn qu’ils peuvent tombre en panne ou manquer de jus et que s’il l’on a que ça, on est bien dans la merde !

Posté en tant qu’invité par SamChalléat:

Oui Seb a raison la distance est fonction du temps de parcours du signal et de la vitesse de propagation du signal. Mea culpa je me suis planté : le temps de parcours est primordial puisque de lui dépend le décalage entre les deux horloges, on est d’accord. Ce qui me laisse perplexe quant à l’inquiétude qu’on peut avoir sur la précision due à la météo, c’est que je ne suis pas certain que les erreurs dues à l’hygrométrie soient parmis les plus importantes. Je penche plus pour les problèmes de positionnements des différents satellites (mais cette erreur est donnée par le gps), les problèmes de géoïde terrestre, ou l’état de la ionosphère (pris en compte par les satellites via des modèles au sol).

Je serais curieux de savoir quels décalages de temps peuvent être engendrés par les différents types de météo (différents types denuages, composition, épaisseur, etc.), et partant de là, avec une position de satellites donnée, quelle dégradation de la mesure de distances avec chacun de ces types de météo ?

Y’a un matheux de l’IGN dans le coin ?

Merci Seb, bye !
Sam

Posté en tant qu’invité par Vivagel:

Voila comment je crois comprendre le fonctionnement du GPS :

1. Il n’y a pas d’horloge dans mon GPS. A aucun moment après que je l’ai acheté il ne m’a demandé une quelconque mise à jour de la date et de l’heure. Il n’y a pas de pile dedans, et aucun orifice pour en insérer une, et si je le laisse batterie à plat pendant un ceratin temps, quand je le recharge il indique l’heure exacte.
   => donc l’information horaire ne lui provient que des satellites eux-mêmes.

2. Les satellites eux possèdent une horloge ultra précise, et ils envoient cette information dans leur signal. Ils envoient aussi des informations sur la trajectoire qu’ils parcourent et leur vitesse, ainsi que sur leur position à l’heure transmise.
   Quand le GPS détecte 2 satellites, il a en même temps l’heure, la position et la trajectoire de l’un, et l’heure, la position et la trajectoire de l’autre. Il lui est donc facile de calculer la position des deux à une heure commune moyenne entre les deux heures (qui peuvent être légèrement différentes) fournies par les satellites. Idem pour 3 satellites, 4 , 5 ou plus.
   => donc la précision de la position calculée ne dépend pas de la vitesse de transmision du signal émis par les satellites.
   => donc effectivement la météo n’a pas d’impact sur la précision de l’appareil, à partir du moment où le signal est reçu il contient toutes les informations utiles (auto-suffisant).

Qu’en pensez-vous ? Y-a -t’il une faille dans mon raisonnement ?

Ceci dit le signal GPS est un signal radio si je ne m’abuse, et l’influence de l’humidité ne doit pas être si négligeable que ça sur la vitesse de transmission, car on sait que les ondes radio se propagent très mal dans l’eau (les sous-marins par exemple ne peuvent pas utiliser la radio, ils utilisent les ultra-sons (sonar)).

Donc à la limite on pourrait penser qu’un air très humide pourrait carrément empêcher la réception des signaux des satellites, ou de la plupart, ce qui du coup diminuerait ou annulerait la précision quand même.

Posté en tant qu’invité par will:

Vivagel a écrit:

Voila comment je crois comprendre le fonctionnement du GPS :

tu devrais commencer par lire des articles de vulgarisation sur le fonctionnement du système, comme par exemple celui-ci:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Global_positioning_system

Posté en tant qu’invité par tetof:

Donc ce qui nous intéresse ici c’est que la météo a une influence non négligeable sur la performance et la précision de nos appareils.
A considérer quand on sera pris dans la tempête.

Il faut peut être arréter de faire mal aux mouches. Non? L’influence non négligeable est évaluée à combien : 1 cm, 1dm, 1m, 10m, 100m, 1km.

Posté en tant qu’invité par p’tetbenquoui:

ouais, enfin, quand tu n’as plus aucune visi, ni idée d’où tu te trouves, et que t’as un p’tit signal gps… je crois que tu le suits, point barre ! après, l’imprecision, vu ds la m… ds laquelle tu te trouves, ça doit être le dernier de tes soucis ;o)

Posté en tant qu’invité par Bis47:

Bonjour,

Un livre à lire : Guide pratique du GPS, par Paul Correia, aux éditions Eyrolles.

Deux cents pages d’informations utiles pour comprendre et utiliser. Pour expérimenter aussi.

Page 36 « Sources d’erreurs » : 0,7m sur une « mesure » de distance, pour la traversée de la troposphère. Cause : retards non modélisés, variables en fonction de la pression, de la température, de l’humidité.

On y explique aussi les méthodes de correction d’erreur sur les distances, et la technique, tout à fait différente, employée pour atteindre une précision millimétrique (on ne mesure plus des distances, mais des différences de phase sur le signal, et les infos sont traitées par un ordinateur central).

Bon à savoir aussi, les autorités aéronautiques n’ont jamais considéré les conditions météorologiques comme source d’erreurs significatives. On est en phase finale de certification pour permettre l’utilisation des systèmes GPS classiques lors d’approches aux instruments dites « de précision » . A savoir, des approches réalisées par des avions de lignes, sans autre aide radio ou radar, sans rien voir jusqu’à 20 secondes avant le toucher des roues. En pratique, quand on « perce », on voit d’abord quelques lampes de la rampe d’approche. Le temps de voir convenablement la piste, d’adjuster l’alignement (quelques mètres), on est arrivé … Cela se passe entre deux cents et 250 km/heure, de jour comme de nuit, en manuel ou en auto-pilote, dans la pluie, la neige, ou le brouillard (pas trop « épais » quand même).

Autres sources d’information :
GPS Passion - il y a 798 'topics" relatifs aux GPS autonomes
Gps Information - le site américain, gigantesque.

Mais, n’oublions pas : la meilleure « culture générale » en matière de GPS, on l’acquiert en utilisant la bête!

Ne nous perdons pas!

Posté en tant qu’invité par will:

tetof a écrit:

Il faut peut être arréter de faire mal aux mouches. Non?
L’influence non négligeable est évaluée à combien : 1 cm, 1dm,
1m, 10m, 100m, 1km.

L’influence est jugée suffisamment non négligeable par MétéoFrance qui a là trouvé un moyen bon marché de mesurer l’humidité de l’air, c’est tout. En placant des récepteurs GPS à des endroits connus, et en mesurant l’écart entre la position donnée par le récepteur et la position « vraie », ils pourront déterminer la tomographie grace à un modèle numérique.

bref, pas de quoi agresser les diptères…

Posté en tant qu’invité par tetof:

0,7m : c’est plus des mouches mais des moucherons.

Si vous êtes perdus avec un GPS faux à 0,7m, je n’ose pas imaginer le drame si les piles tombent en rad.

Cette histoire me fait bien rire. On chipote sur la précision d’un GPS (à 0,7m près) mais on va s’exposer en montagne sous des tonnes de pavasses/serac etc…
Concernant la sécurité, je crois qu’il y a des paramètres bien plus important que la précision d’un GPS. D’ailleurs, le GPS ne sert pas à grand chose quand il s’agit :

• de ne pas prendre une pavasse sur la gueulle
• de ne pas s’en coller une
• de ne pas se prendre les pieds dans ses guètres
• de ne pas passer à travers la rimaye
• de faire un relais
• de planter un piton
• de tenir l’horaire
• de savoir évaluer la météo sur le terrain
  etc…

Posté en tant qu’invité par tetof:

D’accord avec toi.
Crois tu que nous aurions diminuer les risques si nous avions pris un GPS l’année passé au Sirac? Je crois plutot que c’est ta capacité à placer les protections à la descente qui ont assurer mon passage.

Posté en tant qu’invité par Vivagel:

Toutes ces considérations sur la sécurité en montagne sont bien intéressantes, mais elles sont hors sujet.
Je recherche plutôt des informations techniques et précises de gens qui ont une compétence effective dans le fonctionnement des GPS, et non pas de simples utilisateurs comme moi.

Posté en tant qu’invité par SamChalléat:

70 cm…
Merci pour l’info !

Bon ben voila, en gros la variabilité de l’atmosphère fait que le gps ne sait pas s’il est tenu par la main gauche ou par la main droite de l’utilisateur…

Quoi qu’il en soit, là à palabrer pour 70 cm concernant la sécurité, on utilise la main disponible à autre chose, assurément…

Mais sinon c’est toujours intéressant à savoir, donc pas totalement dénué d’utilité

Bon aprèm !
Sam

Posté en tant qu’invité par Michel:

tss !
décidément tout fout le camp, même le rigorisme scientifique de Tetof maintenant

Posté en tant qu’invité par tetof:

Toutes ces considérations sur la sécurité en montagne sont bien intéressantes, mais elles sont hors sujet.

Ok, tu prends donc un GPS en montagne pour le plaisir de transporter 100g ou 200g. Moi qui croyais bétement que c’était pour améliorer ta sécurité.

Posté en tant qu’invité par Vivagel:

Tu serais pas un cousin à J2LH toi ?