**[[Géoportail]]** # Positionnement ## Introduction Qu'est-ce qu'on entend par "positionnement" ? Se positionner, c’est connaître sa position sur Terre. Cela revient à connaître ses coordonnées sur un repère. Il faut donc commencer par définir ce repère. C'est le rôle des systèmes de coordonnées. --- ## Les systèmes de coordonnées Pour comprendre les systèmes de coordonnées, il faut s’intéresser à la géodésie. La Géodésie, c’est la science qui s’intéresse à la mesure de la Terre et de sa pesanteur. De manière simplifiée, la Terre ressemble à une sphère aplatie aux pôles. Mathématiquement, c’est ce qu’on appelle un ellipsoïde. L’ellipsoïde sert de base aux **systèmes de coordonnées géographiques**. Ces systèmes de coordonnées sont un repère appliqué sur la Terre, avec des axes gradués. Traditionnellement, l’axe X s’étend d’ouest en est. Ce sont les **longitudes**. L’origine de l’axe se trouve sur le méridien de Greenwich. L’axe des Y, quant à lui, s’étend du sud au nord. Ce sont les **latitudes**. L’origine de l’axe se trouve à l’équateur. Les latitudes et longitudes sont exprimées en degrés. Le degré est une mesure d’angle, mesuré à partir du centre de la Terre. Les systèmes géographiques ont un défaut principal : ils ne sont pas pratiques pour calculer des longueurs et des surfaces. Il existe donc un autre type de système de coordonnées : les **systèmes projetés**. On les appelle ainsi car ils consistent en une projection mathématique de l’ellipsoïde sur une surface plane. Les coordonnées sont alors exprimées en unités de longueurs, le plus souvent en mètres. Ce sont le plus souvent des systèmes locaux. En France hexagonale, on utilise principalement un système projeté appelé **RGF1993 Lambert-93**. La vidéo suivante vous explique les compromis liés aux systèmes de projection. <iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/kIID5FDi2JQ?si=Kk887VMTttOjEeYN" title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe> --- ## Méthodes de positionnement Il existe deux grandes façons de se positionner : - Se repérer par rapport à un élément dont on connaît la position. - Calculer les coordonnées de sa position. C’est ce que fait le positionnement par satellite. ### Le positionnement par satellite Les systèmes de positionnement par satellites sont regroupés sous l'acronyme **GNSS** (Global Navigation Satellite System). Il en existe quatre qui offrent une couverture mondiale : - GPS (États-Unis), - Galileo (Union Européenne), - GLONASS (Russie), - Beidou (Chine). Il existe par ailleurs des systèmes régionaux (Inde, Japon). La vidéo ci-dessous présente le fonctionnement de Galileo. <iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/e79tSIpLiDk?si=AeMQDK76JKZjo8rq" title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe> Le GPS (Global Positioning System) est sans doute le GNSS le plus connu. Il est d'ailleurs fréquent d'employer le terme "GPS" pour parler du positionnement par satellite au sens large. L'origine du GPS est militaire. Le positionnement par satellite requiert seulement d'être capable de recevoir le signal satellite. Contrairement à un sonar, l'utilisateur n'a pas besoin d'émettre le moindre signal qui pourrait trahir sa présence. Un avantage en zone de combat. #### Segment spatial La constellation de satellites qui composent le segment spatial du GPS s'appelle NAVSTAR. Le premier satellite a été lancé en 1978. Depuis 1995, le système est totalement opérationnel, avec 24 satellites en service. Sur les plus anciens satellites, deux signaux sont émis, chacun à une longueur d'ondes distincte : - L1 (C/A) "Coarse Acquisition" : signal civil peu précis, - L2 : signal militaire (crypté). #### Segment sol Le segment sol est composé de stations réparties sur la planète. Ce segment a plusieurs fonctions principales : - Calcul de la position réelle des satellites, - Synchronisation des données toutes les 12h, - Réajustements orbitaux. #### Calcul de la position Le calcul de la position s'appuie sur la distance entre le récepteur et les satellites, dont la position est connue. Cette distance est déterminée grâce au temps écoulé entre l'envoi du signal par chaque satellite et sa réception. - Le satellite émet un signal avec sa position et l'heure, - Ce signal est transmis par fréquence micro-onde, - L'onde se propage dans le vide à la vitesse de la lumière (c = 299 792 458 m/s), - Ainsi, le temps de trajet est d'environ 70 ms (20 000 km à la vitesse c), - Lorsque le signal arrive au récepteur, celui-ci enregistre l'heure de réception, - Distance = (heure de réception - heure d'émission) x c - À partir d'un satellite, l'ensemble des positions possibles est une sphère autour du satellite. - Avec deux satellites, les positions possibles sont un cercle, à l'intersection des deux sphères. - Avec trois satellites, il reste deux points possibles, dont un seul se trouve sur Terre. #### Précision de la position La précision de la position est métrique, de l'ordre de 3 m. La valeur de l'altitude est informative. Il existe des systèmes permettant d'atteindre des précisions centimétriques : - SBAS (WAAS, EGNOS...), - LBAS, - RTK. ___ Le positionnement par satellite n'est pas la seule méthode de positionnement. Voici quelques autres exemples. ### Antennes relais L'antenne relai qui fournit la meilleure qualité de signal est considérée comme l'antenne la plus proche du téléphone. Une fois cette antenne identifiée, on peut donc déterminer la zone dans laquelle se trouve l'appareil. La précision de la position dépend de la densité d'antennes. Plus la densité est élevée, plus la zone de proximité d'une antenne est petite, et plus la position est précise. Cette précision varie de 20 m à 5 km. Contrairement au positionnement par satellite, la connexion d'un téléphone aux antennes relais laisse une trace. Ces informations permettent de savoir où et quand un appareil a "borné". Cette information est régulièrement exploitée dans les enquêtes policières pour retracer les déplacements d'une victime ou d'un suspect. ### Géocodage Aujourd'hui, il est possible de saisir un nom d'entreprise ou une adresse postale dans un moteur de recherche et de la voir apparaître immédiatement sur une carte. Vous êtes-vous déjà demandé comment il était possible d'obtenir les coordonnées d'un lieu en effectuant une recherche sous forme de texte ? C'est ce qu'on appelle le **géocodage**. Le géocodage repose sur des bases de données qui recensent les coordonnées (géographiques et/ou projetées) de chaque adresse. En France, cette base s'appelle la Base Adresse Nationale (BAN). ### Wi-Fi positioning system D'une manière similaire aux antennes relais, il est possible de connaître sa position par rapport aux réseaux Wi-Fi alentours. Il existe des bases de données collaboratives recensant les points d'accès Wi-Fi à travers le monde. Par exemple, la base[ WiGLE](https://wigle.net/) (Wireless Geographic Logging Engine). Cette base est construite par une méthode appelée "wardriving". Il s'agit de conduire un véhicule en détectant les réseaux sur le trajet tout en enregistrant la position GNSS du véhicule.