La géolocalisation est un procédé permettant de positionner un objet, un véhicule, ou une personne sur un plan ou une carte à l'aide de ses coordonnées géographiques. Certains systèmes permettent également de connaître l'altitude (source Wikipédia).

Il existe différents moyens pour y parvenir dont les principaux sont :

• Par satellites
• Par GSM (Global System for Mobile)
• Par adresse IP (déjà vu précédemment !)
• Par WiFi

Nous allons nous intéresser à celui par satellites (trois au minimum) qui permet de se géolocaliser très précisément (à moins d’un mètre pour le système le plus performant) n’importe où sur la terre à condition de se situer… à l’extérieur. Les autres pouvant être complémentaires dans le cas contraire.

Cette géolocalisation satellitaire se nomme dans le langage courant GPS (« Global Positioning System ») car le premier mis en œuvre par l’armée américaine (totalement opérationnel en 1995) avec le lancement à partir des années 1978 de 27 satellites (24 nécessaires pour une couverture de la terre entière + 3 de secours) se nomme GPS.

Depuis d’autres pays ont en fait de même pour être indépendant des Etats Unis :

• GLONASS (Russie)
• Beidou (République populaire de Chine) mais limité à la Chine
• QZSS (Japon) mais limité au Japon
• Galiléo (Union Européenne)

Galiléo est le seul de couverture mondiale à n’appartenir à aucune armée, et se veut indépendant de toute puissance au service du monde entier. Sa précision est très grande (20 cm en horizontal et 40 cm en altitude)

À faire vous-même 1 :

• Visualisez en 3D la position actuelle (les satellites se déplaçant) uniquement les satellites du système de géolocalisation Galiléo à partir du site in-the-sky.org , mais ensuite libre à vous d’en visualiser d’autres

• Lisez la ressource décrivant le principe de fonctionnement des dispositifs de géolocalisation satellitaire

L’altitude moyenne de satellites, pesant chacun 700 Kg, est de 23 222 Km (seulement !).

Les récepteurs « GPS » génèrent des trames dites NMEA utilisées depuis longtemps dans la marine. Il existe plus d'une trentaine de trames GPS différentes mais à chaque fois le type d'équipement est défini par les deux caractères qui suivent le $ et le type de trame est défini par les caractères suivants jusqu'à la virgule. Par exemple d’une trame (trame = série d’informations) :

De nombreuses applications sur smartphone (« GPS NMEA » par exemple) permettent d’observer les trames… libre à vous d’en essayer.

Nous allons achever un premier programme en langage Python qui va extraire d’une trame de type GPGGA, la latitude, la longitude et l’altitude fonctionnant sans connexion à capteur GPS. Viendra ensuite des essais avec la connexion à un dispositif de géolocalisation.

À faire vous-même 2 :

• Ouvrez le fichier Python « GPS GPGGA simule.py »

• Après analyse de l’existant, achevez le programme au niveau des « … »

• Testez votre programme fonctionnant en simulation aléatoire de 4 trames NMEA différentes… si le fonctionnement n’est pas correct, il vous conviendra de stopper le programme puis de le modifier

• Une fois la solution trouvée, ouvrez le fichier Python « GPS GPGGA connecte.py » et le modifier de la même manière que dans la version simulée

• Testez votre programme fonctionnant avec un récepteur GPS connecté au réseau de la salle (Demandez au professeur de mettre en œuvre le dispositif)

La solution employée basée sur le simple comptage des caractères est simple mais pas fiable (le nombre de caractères peut varier parfois).

Aussi une deuxième solution plus évoluée basée sur le comptage des virgules avec utilisation d’une boucle (While = tant que) est plus sûre mais plus complexe !

À faire vous-même 3 :

• Ouvrez le fichier Python « GPS GPGGA simule boucle.py »

• Après analyse de l’existant, achevez le programme au niveau des « … »

• Testez votre programme fonctionnant en simulation aléatoire de 4 trames NMEA différentes puis cliquez sur le fichier HTML généré pour observer la carte du lieu correspondant

• Une fois la solution trouvée, ouvrez le fichier Python « GPS GPGGA connecte boucle.py » et le modifier de la même manière que dans la version simulée

• Testez votre programme fonctionnant avec un récepteur GPS connecté au réseau de la salle (demandez au professeur de mettre en œuvre le dispositif)

Changeons maintenant de type de géolocalisation en passant par une solution IP sur navigateur Web… moins précise.

À faire vous-même 4 :

• Ouvrez le site « coordonnées-gps.fr » puis cliquez sur l’onglet « ma position » pour obtenir les coordonnées dites GPS et vous voir sur la carte

• Revenez sur la page d’accueil qui vous permettra d’obtenir vos coordonnées DMS (degré / minute /seconde) par conversion des coordonnées GPS (données sous forme de nombres décimaux) ; si cela ne fonctionne pas vous pouvez soit rentrer une adresse (celle du lycée ou une autre) ou recopier les coordonnées GPS

Notez que pour la latitude un nombre positif signifie que vous êtes situé dans l’hémisphère Nord (inutile d’y associer un N !) et que pour la longitude un nombre positif signifie que vous êtes à l’ouest (Inutile d’y associer un W) du méridien de Greenwich (ville de référence située en Angleterre de latitude « 0 »).

Le principe de conversion GPS/DMS pour la latitude comme pour la longitude est le suivant :

• Le nombre entier de la coordonnée GPS (à gauche de la virgule ou le point suivant la notation) est le degré
• Pour obtenir les minutes, il faut multiplier le nombre à droite de la virgule par 0,6 (60 minutes /100) pour retenir le nombre constitué des deux premiers chiffres à gauche
• Pour obtenir les secondes, il faut multiplier le nombre obtenu précédemment par les chiffres à droite par 0,6 (60 secondes /100)

À faire vous-même 5 :