GPS

En appuyant sur un bouton de ton téléphone, tu peux trouver l'endroit où tu te trouves dans le monde avec une précision proche de l'épingle à cheveux. Quelque chose qui aurait semblé magique il n'y a pas si longtemps est considéré comme acquis aujourd'hui. Cependant, ce n'est pas un miracle, et le système le plus couramment utilisé aujourd'hui pour la navigation et bien d'autres choses encore s'appelle le système de positionnement global ou GPS en abrégé. Continue à lire pour en savoir plus sur le GPS, sa définition, ses utilisations et son importance.

Définition du GPS

Le système de positionnement global (Global Positioning System) est une série de 31 satellites en orbite autour de la Terre. Ces satellites se connectent à des récepteurs au sol et peuvent déterminer l'emplacement exact des récepteurs. Le GPS est né d'un projet du ministère américain de la défense et son premier satellite a été lancé en 1978. Aujourd'hui, le GPS est toujours exploité par l'armée de l'espace américaine, mais son utilisation est gratuite pour les civils dans le monde entier.

Le GPS est considéré comme un système mondial de navigation par satellite (GNSS). D'autres GNSS existent aujourd'hui, comme le système Galileo de l'Union européenne, mais le GPS reste le plus complet et le plus largement utilisé. Pour recevoir les données les plus complètes et les plus précises en matière de géolocalisation, il faut qu'au moins quatre satellites GPS soient connectés au récepteur.

Le GPS fournit aux utilisateurs leur latitude et leur longitude, ainsi que leur altitude et l'heure exacte. Il est important de noter que les satellites GPS n'envoient aucune information directement au récepteur. Au lieu de cela, les récepteurs calculent la distance qui les sépare des satellites, et lorsqu'ils reçoivent le signal d'au moins quatre d'entre eux, ils peuvent calculer ses coordonnées et son altitude sur la Terre.

Fig. 1 - Un satellite GPS jamais lancé exposé à San Diego

Le système GPS dans son ensemble peut être divisé en trois segments : le segment spatial (satellites), le segment de contrôle (stations de surveillance) et le segment utilisateur (récepteur).

Types de GPS

Les récepteurs GPS peuvent prendre différentes formes en fonction de la personne qui les utilise et de l'usage qu'elle en fait :

Personnel

Il y a de fortes chances que tu aies utilisé un GPS sous une forme ou une autre, que ce soit par l'intermédiaire d'un smartphone, d'un appareil portable ou d'un appareil intégré à une voiture. Les appareils GPS à usage personnel sont destinés à être utilisés par le grand public, par exemple pour naviguer jusqu'à une destination ou pour se localiser. Les appareils GPS à usage personnel sont le type de récepteur le plus courant et sont utilisés dans le monde entier.

GPS à usage commercial

Contrairement aux appareils GPS personnels, les appareils commerciaux sont utilisés par les sociétés et les entreprises. Il n'y a peut-être pas beaucoup de différences pratiques entre les appareils personnels et commerciaux, mais il y a souvent plus d'intégration avec d'autres systèmes. Par exemple, une entreprise de livraison peut utiliser le GPS pour suivre ses véhicules, et il peut être utilisé en combinaison avec le système informatique qu'elle utilise pour suivre l'endroit où les articles ont été livrés.

Militaire

Le GPS a été développé à l'origine par l'armée américaine pour son propre usage, mais il a commencé à être ouvert au public dans les années 1980. Aujourd'hui, le GPS est toujours utilisé par l'armée américaine et ses alliés pour guider les armes et suivre les véhicules. En fait, l'armée américaine a accès à une version plus précise et plus exacte du GPS et peut même limiter l'accès au GPS à d'autres pays en cas de conflit.

Utilisations du GPS

Maintenant que nous avons passé en revue quelques-uns des types de GPS, examinons en détail les principales utilisations du GPS.

Localisation

Pouvoir connaître ton emplacement sur la Terre est l'objectif le plus fondamental du GPS et bien que cela semble simple, la géolocalisation peut être très utile à toutes sortes d'industries. Le GPS est utilisé pour suivre des objets tels que les ballons météorologiques, le matériel agricole et même les animaux pour la recherche sur la faune et la flore. La géolocalisation par GPS peut également sauver des vies. Si quelqu'un se retrouve dans une situation d'urgence dans une zone reculée, les balises GPS informent les autorités de l'endroit où il se trouve et il peut être secouru.

Fig. 2 - Récepteur GPS portable

Tu as peut-être déjà utilisé le GPS pour retrouver un smartphone perdu ou pour savoir où tu te trouves. Le secteur de la logistique s'appuie également sur le GPS pour suivre les véhicules tels que les avions, les camions et les trains afin de s'assurer qu'ils arrivent tous à destination à temps et de manière efficace.

Navigation

Fonctionnant en tandem avec un logiciel de cartographie, le GPS permet aux utilisateurs de naviguer en temps réel. Le fait de pouvoir taper un lieu et d'obtenir l'itinéraire exact à partir de l'endroit où tu te trouves avec des mises à jour pendant le trajet n'est pas seulement pratique pour se rendre chez un ami, mais aussi crucial pour le transport maritime et les interventions d'urgence. Le GPS aide à éliminer les erreurs humaines dans l'utilisation des méthodes traditionnelles comme la carte et la boussole, mais les cartes doivent également être à jour pour que la navigation GPS soit la plus précise possible.

Arpentage et cartographie

La science qui consiste à prendre des mesures de la surface de la terre s'appelle l'arpentage. L'arpentage existe depuis des siècles et était fondamental pour la cartographie. Aujourd'hui, l'arpentage est toujours utilisé pour créer des cartes, mais il est plus couramment utilisé dans les projets de construction, où l'imagerie par satellite et la télédétection ne permettent pas d'être aussi précis que nécessaire pour les projets. Avec l'avènement du GPS, l'arpentage est devenu plus rationnel et plus précis, permettant aux géomètres de savoir exactement où ils se trouvent et de calibrer leur équipement.

Importance du GPS en géographie

Comme il s'agit d'un outil géographique, il n'est pas surprenant que le GPS soit important dans le domaine de la géographie. Voyons maintenant l'importance du GPS en géographie.

Cartographie

Pouvoir localiser et illustrer avec précision les caractéristiques physiques de la Terre est fondamental pour la géographie. Tout, des sommets des montagnes au point le plus bas d'une vallée, a une coordonnée, et le GPS permet de prendre en compte cette coordonnée avec précision. Plus les caractéristiques de la Terre peuvent être cartographiées avec précision, plus la recherche géographique peut être précise.

Géographie physique

Le GPS est également essentiel aux études de géographie physique. La géographie physique est le sous-ensemble de la géographie qui étudie les changements et les modèles de l'environnement terrestre. Il s'agit notamment d'étudier les mouvements glaciaires, l'évolution des côtes au fil du temps et la répartition des espèces sur la Terre. Le GPS est extrêmement utile pour identifier les changements au fil du temps.

Fig. 3 - Vautour fauve avec antenne de suivi GPS

Un biogéographe qui étudie la migration d'un animal peut utiliser des récepteurs GPS fixés sur les animaux pour suivre leurs déplacements. La capacité des récepteurs GPS à mesurer l'altitude signifie qu'ils peuvent détecter des changements subtils de la surface de la Terre au fil du temps.

Géographie humaine

En termes de Géographie humaine, le GPS est utile pour entreprendre des recherches en géographie des transports et en géographie sociale. Les données GPS sur les déplacements des véhicules personnels peuvent aider les urbanistes et les géographes des transports à trouver des moyens d'améliorer les réseaux routiers et les feux de circulation. En sociologie, les chercheurs peuvent utiliser les données GPS des téléphones portables pour se faire une idée de l'endroit où les gens vont et des lieux qui sont importants pour le tissu social d'une région.

Inconvénients du GPS

Maintenant que nous avons discuté de l'utilité du GPS, examinons ses inconvénients.

Équipement et logiciels spéciaux requis

Le GPS est accessible à tous dans le monde entier, mais un récepteur est nécessaire pour l'utiliser. Le coût et la fiabilité des récepteurs peuvent varier. Bien que cela ne soit pas un problème pour des projets de recherche, cela pourrait être un problème si, dans une situation de survie, un appareil compatible avec le GPS tombe en panne ou n'a plus de batterie. Pour qu'un appareil GPS soit le plus utile possible, il doit être intégré à une sorte de logiciel, comme une application cartographique. La plupart des applications de navigation de base sont gratuites, mais pour tirer pleinement parti du GPS, par exemple pour suivre les véhicules de livraison, il faut un logiciel plus coûteux.

Vie privée et surveillance

L'utilisation des fonctions GPS d'un téléphone peut être utile pour trouver l'endroit où tu te trouves ou un endroit où manger à proximité. Cependant, les défenseurs de la vie privée s'inquiètent de savoir qui a accès à ces données. Les applications et les entreprises utilisent les données GPS pour cibler la publicité et ces données peuvent se retrouver à des endroits que l'utilisateur n'avait pas prévus. On s'inquiète également de la capacité des gouvernements à surveiller les citoyens à l'aide du GPS et à violer potentiellement leurs droits dans le processus. Bien que le GPS soit un outil incroyablement utile, il a également engendré des capacités de surveillance et des problèmes de protection de la vie privée comme jamais auparavant.

Limites de l'utilisation civile

Le GPS étant détenu et exploité par l'armée spatiale américaine, son utilisation par le grand public et, par extension, par les armées d'autres pays, est limitée. L'armée américaine a accès à une version plus précise du GPS et n'autorise pas l'utilisation du GPS au-dessus de 60 000 pieds ou pour des véhicules roulant à plus de 1 000 miles à l'heure. Bien que cela décourage l'utilisation du GPS pour les armes, cela limite également son efficacité dans certaines situations de recherche, en particulier pour l'ingénierie aérospatiale et la météorologie.