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Le GPS pour les pilotes de loisirs Par Thierry COUDERC Président de la commission sécurité de la FFPLUM Editorialiste du magazine Volez!

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Présentation au sujet: "Le GPS pour les pilotes de loisirs Par Thierry COUDERC Président de la commission sécurité de la FFPLUM Editorialiste du magazine Volez!"— Transcription de la présentation:

1 Le GPS pour les pilotes de loisirs Par Thierry COUDERC Président de la commission sécurité de la FFPLUM Editorialiste du magazine Volez!

2 Le GPS pour les pilotes de loisirs Son principe Ses performances Ses limitations Ses règles pratiques dutilisation

3 Le GPS:quest ce que cest ? Le point de départ est une demande des militaires américains datant de 1981, pour disposer dun système de positionnement : -Précis ( à 300 pieds près) -Continu ( actualisant en permanence la position) -Global (utilisable partout dans le monde) Elle porte le nom de projet NavStar, car on se propose dutiliser des satellites.

4 Il existe déjà à lépoque un système presque global : le Transit. Mais il nest ni précis, ni continu. Il ne donne quune position toutes les 20 minutes en moyenne, à environ 2 Km près. Son principe est calqué sur celui de la navigation astronomique solaire : la réception de signaux successifs émis par un satellite unique pour recaler une estime.

5 Le Principe du GPS est différent : Lidée du projet NavStar est de se positionner non pas comme avec un sextant, mais plutôt comme les marins en vue des côtes cest à dire par rapport à plusieurs balises que lon voit en permanence.

6 La position du récepteur est à lintersection des trois sphères Le principe est simple : - On mesure la distance qui nous sépare dun satellite qui émet vers nous sa position exacte en permanence. - Cette mesure définit une sphère sur laquelle on se trouve - En le faisant 3 fois, on a une position précise

7 La mise en œuvre est plus complexe : Chaque satellite – il y en a 26 - émet en permanence un signal codé qui peut grossièrement se décrire : « je suis le satellite N° XX - au prochain top je serai à telle position et il sera telle heure pour moi - TOP» La mesure de distance se fait en chronométrant le temps que met lémission dun signal par le satellite pour être capté par lutilisateur. Cest pour cela que la réception dun quatrième satellite est indispensable : pour servir de référence chronométrique à cette mesure de temps.

8 Pour résumer, le GPS doit donc : - Connaître en permanence la position exacte de chaque satellite - Avoir un calage horaire très précis et commun avec les satellites - Mesurer des durées très courtes avec précision - Exploiter ces données plusieurs dizaines de fois par seconde pour calculer sa position.

9 Grâce à la vulgarisation des horloges à quartz et aux progrès de linformatique, en 1982, il est désormais possible de réussir une telle suite de calculs.

10 Aujourdhui, le GPS fait même bien plus que cela. Les immenses possibilités de lélectronique lui permettent dêtre un outil complet et polyvalent de navigation : - Il donne en permanence une position qui peut être précise à quelques mètres près, - Il évalue de manière continue laltitude (mais pas aussi précisément que les déplacement horizontaux : +/- 150 à 250 pieds suivant la région), - Il a en mémoire une base de donnée géographique complète qui dépend de lactivité (voiture avion, bateau..),

11 Le GPS est devenu un véritable ordinateur Le GPS est devenu un véritable ordinateur - il peut afficher la carte et la faire dérouler sous la trajectoire - Il peut guider lutilisateur suivant un trajet programmé - Il peut alerter lutilisateur à propos des zones traversées - Il peut fournir des informations complémentaires (statut des zones, limites verticales, fréquences radio, caractéristiques des pistes, par exemple) Certains modèles peuvent même être à la fois routier, aéronautiques, maritimes ou randonneurs en montagne au gré de leur propriétaire.

12 En démontrant ses performances exceptionnelles, puis en se vulgarisant, le GPS a modifié la perception du positionnement et de la navigation au sein même de la société. 1)L opinion, les institutions, les pouvoirs publics … admettent de plus en plus difficilement quil soit possible de « ne pas savoir ou lon est » 2)E n aviation de loisir, il est si facile à exploiter quil semble pouvoir décharger le pilote des tâches de navigation en vol. Cest le principal danger du GPS. En dépit de sa fiabilité et de sa précision, il faut garder à lesprit quun tel appareil ne peut être fiable à 100%. En outre, sa précision peut être mise en défaut.

13 Il faut avoir conscience que le GPS a aussi des défauts Certaines contraintes sont bien connues des utilisateurs:

14 - Le GPS a besoin dun certain temps pour sinitialiser. Pourquoi ? Pourquoi ? -I-Il doit dabord recevoir au moins 4 satellites en même temps, -I-Il doit « télécharger » puis tenir à jour leurs éphémérides (leurs positions et déplacements), -I-Il doit caler son horloge sur lheure exacte du système GPS, - Seulement alors, il peut commencer à calculer des positions et en déduire des déplacements. Individuellement, chaque calcul nest pas assez précis pour être exploité. Mais le système est capable de renouveler ce calcul très rapidement (jusquà plus de 200 fois par seconde), et den faire une «moyenne» qui peut devenir de plus en plus précise (principe du calcul par itérations)

15 -Le GPS doit être placé à bord en situation de recevoir les signaux des satellites dans toutes les configurations du vol : - en mouvement - en évolution - au cours des émissions radio

16 - Si la série de calculs sinterrompt pour une raison ou une autre, la réinitialisation est nécessaire. * son aboutissement est dautant plus long et délicat à réaliser que le GPS est en déplacement rapide (cas général en vol) * si lappareil doit manœuvrer continuellement pendant linitialisation, le processus peut prendre jusquà 10 minutes. * au pire, avec un GPS un peu ancien, elle peut ne pas aboutir du tout !

17 -La continuité du calcul reste fragile : elle peut être interrompue par : * Une cause extérieure de mauvaise réception : parasitage, orage, forte humidité, parasitage, orage, forte humidité, * Une manœuvre au cours de laquelle la réception est masquée par la cellule, * Lalignement conjoncturel des satellites qui empêche le calcul précis : Cest lincertitude géométrique.

18 Lincertitude géométrique Le calcul de la position ne converge pas vers une donnée précise Parce que les seuls satellites captés sont trop proches les uns des autres Devenu assez rare grâce à laugmentation du nombre de satellites que les récepteurs modernes peuvent gérer en même temps, ce phénomène ne dure pas mais peut susciter un recalage. Surtout, son apparition peut provoquer laffichage dune position fausse pendant plusieurs minutes.

19 Cest, avec le parasitage et la précision aléatoire de la mesure en altitude, lune des raisons qui soppose à lutilisation du GPS comme référence exclusive pour le vol IFR Le GPS reste tout de même un outil très performant. Il serait dommage de ne pas en tirer parti pour le vol et lapproche sans visibilité. Mais pour ce faire, il doit être un modèle fixe, interconnecté avec dautres moyens de navigation (centrale à inertie, ILS par exemple) On dit que les références de navigation doivent être hybridées Ainsi, aucun GPS portable ne peut être certifié.

20 A aucun prix, le pilote de loisir ne doit imaginer que la possession et la maîtrise dun GPS peut lui permettre de reculer les limites du vol VFR.

21 Certaines autres lacunes et limitations sont généralement ignorées des usagers : Exemple: Le problème cartographique : Le GPS ne donne pas une position par rapport à des repères au sol. Il se place par rapport à des satellites sur une grille qui est une définition mathématique du globe terrestre : la norme WGS 84. Il se peut quun obstacle, une destination - ou même tout le tracé dune carte - soient positionnés suivant une autre référence; or il en existe près de 200 !

22 En plus, bien sûr, il y a des erreurs dans les bases de données des GPS et aussi sur les cartes Si en France on en a relevé ponctuellement jusquà 450 m décart, il y en a de plus systématiques à létranger, et ce nest pas toujours proportionnel à la modernité des équipements des pays concernés. MAIS LES ECARTS DE POSITION CONSTATES NE SONT PAS TOUJOURS DES ERREURS ! Les positions de certaine pays de lEst, dAsie du Sud -Est ou dAfrique sont entièrement décalées, jusquà 7 Km parfois par rapport à WGS 84. Or leur cartographie est pourtant juste le plus souvent, mais sur dautres références.

23 En France, la cartographie a été levée et dessinée par rapport aux références « Clarke » puis «Europe 50» jusque au milieu des années Les mesures nont pas été refaites systématiquement au moment du passage à la norme WGS 84 Sur le cartouche de la carte VFR région Parisienne 2006 On lit : Ellipsoïde de Clarke (1880)

24 A savoir et à exploiter : La légende de chaque carte signale presque toujours la référence utilisée. La majorité des GPS modernes peut être programmée pour corriger ses calculs en fonction dune référence différente de la norme WGS 84 Encore faut - il se poser la question !

25 Le GPS en pratique : 1)Choisir son GPS en se posant les bonnes questions 2)Apprendre à le manipuler sans hésitation. 3)Adopter les meilleurs réglages

26 1)Choisir son GPS en se posant les bonnes questions - Type dactivité ? Pilotage seulement ou polyvalent (routier, randonnée …) - Possibilité de le brancher sur le circuit de bord ? * à savoir : aucun GPS cartographique couleur na vraiment une autonomie confortable sur piles * donc sil ny a pas de prise, choisir un modèle à batterie intégrée, voire N & B -Possibilité de fixer son support à bord de lappareil ? Sinon, choisir un modèle compact que lon peut placer sur la planchette de cuisse ou garder autour du cou

27 2) Apprendre à le manipuler sans hésitation. Chaque fabricant adopte sa propre logique. Il ny a guère que létude précise du mode demploi pour apprendre à sen servir.

28 3) Adopter les meilleurs réglages 3) Adopter les meilleurs réglages Quelques questions à se poser: - Le calcul de laltitude est-il indispensable? Il faut savoir quil diminue les performances globales du récepteur, surtout sur les GPS moins récents. - Le rétro-éclairage est-il toujours en fonction ? Pratique si le GPS est alimenté par le circuit de bord, mais très défavorable à lautonomie en cas dutilisation des piles.

29 3) Adopter des affichages pratiques Laffichage du maximum des données est- il judicieux? Un écran trop encombré est inexploitable en vol sans risque derreurs !

30 Exemple : ici, il y a probablement trop de données !

31 Là, le réglage des détails cartographiques est adapté à la randonnées, sans doute beaucoup moins au pilotage

32 Sachant cela, comment utiliser avec rigueur loutil quest le GPS ? -Utiliser un récepteur GPS raisonnablement récent. -pour sa vitesse de calcul -pour le grand nombre de satellites quil peut exploiter en même temps -pour sa bonne sensibilité de réception -pour sa meilleure résistance aux parasitages -Prendre le temps dapprendre à lutiliser AVANT de lemmener en vol. -pour en maîtriser les réglages -pour le manipuler sans erreur -pour en appréhender les limites -pour savoir le mettre à jour et le programmer.

33 Ne jamais abandonner la navigation classique -ni dans sa formation -ni dans son entraînement -ni en cours de vol

34 Pour conclure : Profitez bien de votre GPS ! MAIS Utilisez-le comme une aide, pas comme la référence unique Ne pas tirer argument de ses possibilités pour être tenté de sortir du domaine VFR


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