Le GPS, ou quand la carte ne suffit pas

DE NOTRE CORRESPONDANT EN AUSTRALIE

ACCABLÉE de chaleur, transpirant sous l’effort, la jeune randonneuse se déleste de son lourd sac à dos. Elle déplie soigneusement sa carte, l’étudie, et s’aperçoit à sa grande consternation que rien autour d’elle ne correspond aux indications mentionnées. Un sentiment fort désagréable commence à l’envahir : se serait-​elle perdue ?

Soudain, son visage s’éclaire. Elle tire de son sac un instrument protégé dans un étui et se met à pianoter sur le clavier. Quelques instants plus tard, un sourire se dessine sur ses lèvres. Elle reprend rapidement son bagage et repart avec l’assurance de celle qui sait exactement où elle va.

Comment cette randonneuse a-​t-​elle pu se tirer si rapidement et si facilement d’une situation apparemment désespérée ? En utilisant un remarquable auxiliaire : le GPS (pour Global Positioning System), ou système de positionnement par satellites. Il lui a permis de savoir précisément où elle était et lui a indiqué la direction à suivre. Mais qu’est-​ce que le GPS ?

Le nom complet de ce système est Navstar Global Positioning System. Navstar est un acronyme de Navigation Satellite Time and Ranging System. Inventé pour les besoins de l’armée américaine, le GPS est maintenant utilisable par n’importe qui n’importe où dans le monde. Le premier satellite nécessaire au fonctionnement de ce système a été lancé en 1978. Aujourd’hui, le réseau, achevé, regroupe 21 satellites Navstar et 3 satellites de réserve en orbite. Ces engins évoluent à 20 183 kilomètres au-dessus de nos têtes, sur des orbites inclinées à 55 degrés par rapport au plan équatorial. Dans cette configuration, au moins quatre satellites peuvent être accrochés n’importe quand et en n’importe quel point du globe.

Précision à la fraction de seconde près

Les satellites émettent des impulsions radio à des moments précis. En mesurant le temps exact que met l’impulsion pour lui parvenir, le récepteur Navstar peut déterminer la distance qui le sépare du satellite. Il faut environ 1/11^e de seconde au signal pour atteindre la terre. Le récepteur multiplie ce chiffre par la vitesse de la lumière, ce qui lui donne la distance le séparant du satellite avec une précision surprenante. Toutefois, la mesure du temps doit être exacte : une erreur d’un millionième de seconde peut se traduire par une erreur de quelque 300 mètres sur le terrain !

Comment peut-​on maintenir cette incroyable précision dans la mesure du temps ? Grâce aux horloges atomiques embarquées dans les satellites. Dans son livre Navstar Global Positioning System, Tom Logsdon explique : “ Les satellites de la seconde phase [du programme GPS] emportent quatre horloges de très grande précision — deux horloges atomiques au césium, et deux au rubidium. Ces horloges sont si stables et si précises qu’elles ne peuvent retarder ou avancer que d’environ une seconde tous les 160 000 ans. ”

Concrètement, un récepteur (comme celui de notre randonneuse) capte les signaux provenant d’au moins quatre satellites et calcule la distance qui le sépare de chacun. Ces distances lui permettront d’afficher la latitude, la longitude et l’altitude. Pour une localisation précise, il faut au moins quatre satellites. Les récepteurs portables sont légers et peu onéreux. Leur taille et leur prix sont comparables à ceux d’un téléphone portable.

Supérieur aux cartes traditionnelles ?

Un récepteur GPS indique non seulement sa localisation exacte, mais aussi la direction à suivre, si tant est qu’on ait entré correctement les données relatives à la destination désirée. Sous cet aspect, les appareils comme le GPS sont supérieurs aux cartes traditionnelles les plus précises. Illustrons notre propos : la lecture d’une carte peut être rendue difficile par de grands arbres, une végétation dense ou d’autres impondérables. Et l’absence de points de repère (comme en mer ou dans le désert), l’obscurité et le brouillard ne sont que quelques-uns des autres facteurs qui peuvent rendre l’utilisation d’une carte laborieuse, voire impossible. Bien entendu, le récepteur GPS ne remplace pas les cartes, qu’elles soient terrestres ou marines ; mais il en est un excellent complément. Cet outil aux nombreuses applications commerciales est par exemple très précieux pour guider dans la brume les navires entrant au port ou suivre le mouvement des conteneurs dans un port grouillant d’activité.

Au fur et à mesure qu’il se développe, le GPS se trouve d’autres vocations, comme :

● le suivi d’icebergs dangereux ;

● les prévisions météorologiques ;

● la précision des atterrissages ;

● la localisation d’épaves.

● les systèmes de localisation et de navigation pour les automobiles ;

● l’optimisation de l’épandage d’engrais ;

Le GPS a guidé notre randonneuse en lui indiquant sa position exacte en un moment critique et en lui donnant des instructions sur la direction à suivre. Ce système remarquable lui a permis, à elle qui se croyait perdue, d’arriver à destination saine et sauve.

[Encadré/Illustration, page 22]

En 1984, Ron Frates, homme d’affaires américain, s’est servi du GPS pour localiser des ruines mayas enfouies dans la forêt dense du Guatemala et du Belize. Il a combiné observation de photos Landsat et navigation de précision par le GPS. Ses collègues et lui s’en félicitent : “ Nous avons réussi à dresser la carte de la civilisation maya au Yucatán en cinq jours environ. À pied, il aurait fallu au moins un siècle. ”

[Encadré/Illustrations, pages 22, 23]

(Voir la publication)

CE QUE LE GPS PEUT VOUS FOURNIR

Votre position exacte

(longitude et latitude).

L’heure et la date.

Une route compas.

Votre altitude.

Une carte,

sur laquelle vous pouvez faire un gros plan ou prendre de la hauteur. En voiture, elle vous permettra de trouver votre chemin dans des régions que vous ne connaissez pas.

Votre gisement.

Une aiguille se déplaçant sur une rose des caps vous indique votre destination. L’écran affiche aussi la distance qu’il vous reste à parcourir.

Antenne.

Grandeur nature.

La configuration des satellites.

Cette vue du ciel montre lesquels des 24 satellites votre récepteur peut accrocher.

Niveau du signal.

Si un satellite sort du champ de réception (barre grisée), le récepteur en accroche un autre en remplacement.

[Crédit photographique, page 22]

Globes terrestres, pages 21-3 : Mountain High Maps® Copyright © 1997 Digital Wisdom, Inc.