“De mon temps,” le GPS ne s’était pas encore répandu dans les voitures. Pour faire un déplacement dont on ne connaissait pas le chemin, seule la carte avait son mot à dire. Ainsi, des cartes remplissaient les vides poches. Une carte généraliste pour la France, une carte détaillée pour la ville de destination.
Pour un nouveau parcours, la stratégie était simple. Nous repérions les villes principales sur le trajet. Si la destination était une petite ville, nous cherchions les points remarquables à proximité (église, mairie, terrain de sport, école, …). Pour une grande ville, nous ajoutions le numéro de sortie du périphérique.
Le réseau routier est ainsi fait que les principales villes sont indiquées sur les axes routiers. Et le panneau ‘Toutes directions’ permet de continuer son chemin dans les villes et villages si ce n’est pas le lieu de destination mais une étape. Les déplacements demandaient un peu de préparation.
Il arrivait qu’on se perde. Un simple ‘bonjour’ au premier passant permettait de retrouver le chemin.
De nos jours, le GPS a changé nos habitudes. Souvent inclus directement dans la voiture, il nous demande l’adresse de destination puis nous affiche une carte détaillée où un repère indique notre position. Il suffit de suivre le fil d’Ariane pour arriver à destination. Plus de cartes, plus de repérage des villes étapes et des lieux remarquables.
Le mécanisme est simple. Sur un plan, si vous connaissez trop point remarquables dans un plan et que vous connaissez votre distance à ces trois points, alors vous connaissez votre position exacte sur ce plan.
N’en déplaise aux platistes, la Terre est une sphère. La géométrie euclidienne laisse donc place à sa cousine sphérique. Et les points remarquables sont des satellites artificiels situés au-dessus de notre tête afin d’être visibles depuis n’importe quel lieu. Leur position est calculée et renvoyée en temps réel.
Les satellites envoient en permanence un message qui contient leur position exacte et l’heure universelle. Si le GPS capture cette information, il peut calculer sa distance de celle du GPS. Les messages voyages à la vitesse de la lumière et il a reçu le message à 13h45m et 32,1 secondes alors qu’il est 13h45 et 32,2 secondes.
La distance étant la vitesse multipliée par le temps et la lumière se déplaçant à 300 000 km par seconde, Le GPS est donc à 30 000 km. Si en parallèle, il arrive à capter le signal de 2 autres satellites, c’est gagné. Avec un 4ème satellite en vue, il s’assure de son calcul et comme il connaît la carte, il indique votre position.
On peut compléter le tableau avec la théorie de la relativité qui doit être prise en compte pour corriger l’heure des satellites et d’autres mécanismes pour fiabiliser les mesures mais dans l’ensemble on est bon. On peut retrouver sa position sur n’importe quel point du globe. Et se retrouver sur une carte.
Le GPS étant la solution américaine, d’autres concurrents sont apparus pour ne pas dépendre de l’oncle Sam. Glonass pour les russes, Beidou pour les chinois, Galileo pour les européens. La plupart des récepteurs GPS savent interpréter les signaux émis par les 4 principales constellations de satellites.
Mais le mécanisme a une faiblesse. Dans un tunnel, les ondes électromagnétiques émises depuis le ciel ne passent pas. On pourrait utiliser d’autres points remarquables comme des relais Wifi ou des antennes radio pour trianguler la position. Mais la solution n’est pas standardisée et présente des incertitudes liées à la réflexion de l’onde.
Des scientifiques ont trouvé une réponse plus surprenante. Mais ce sera pour un prochain article.