td - le site de cours de jfajfalycee.free.fr/img/pdf/td_gps.pdf · sti2d gps : global positioning...
Post on 16-Sep-2018
239 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Lycée Jules VERNE GPS Page 1/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
1ère STI2D
GPS : Global Positioning System
Découverte.
TD V1.2
Formation Systèmes d'information et numérique
1ère Partie : Introduction sur les notions de base :
I.) Quelques définitions :
Par rapport au soleil, la Terre tourne sur elle-même en 24h. La rotation se fait autour d'une ligne passant par
deux points à la surface de la Terre. Ces deux points, qui sont appelés pôle nord et pôle sud, sont les seuls
qui ne sont pas affectés par cette rotation. Le pôle nord et le pôle sud servent à définir le quadrillage
géographique de la terre. Le grand cercle, dont tous les points sont équidistants des pôles, est l'équateur.
1°) Les parallèles et les méridiens :
On peut tracer à la surface de la terre une famille de cercles parallèles à l'équateur : ce sont les parallèles.
Pour repérer un parallèle, on utilise la latitude qui est l'angle formé par l'équateur et le parallèle.
Tout demi-cercle passant par les pôles est un méridien.
Pour repérer les méridiens, on choisit un méridien origine
qui le méridien de Greenwich.
Lycée Jules VERNE GPS Page 2/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
2°) Les coordonnées :
On utilise les coordonnées pour repérer une position. Nous allons en étudier deux : les coordonnées
géographiques et les coordonnées cartésiennes.
1. Les coordonnées cartésiennes s'expriment en fonction de X,
Y et Z. L'origine est le centre de masse de la terre. La surface
X-Y est le plan équatorial moyen et l'axe Z est l'axe de
rotation de la terre. On a besoin de 3 coordonnées.
2. Les coordonnées géographiques s'expriment en fonction de la
longitude et de la latitude. La lettre grecque (lambda)
désignant la longitude, la lettre grecque (phi) la latitude. On
a alors besoin que de 2 coordonnées, car on se réfère au
méridien de référence et à l’équateur.
Q1. On va utiliser les coordonnées géographiques ci-dessus, mais il manque une dimension pour se situer
correctement à la surface de la terre, Laquelle ?
Q2. Chercher avec Google Earth les lieux correspondants :
= 48°51'30.00"N ; = 2°17'39.31"E
= 48°38'9.83"N ; = 1°30'41.25"O
Q3. Chercher avec Google Earth, les coordonnées géographiques de la salle de cours où vous vous
trouvez ?
Q4. Faites une approximation de la dimension qui manque.
Q5. Ajoutez un repère, sur Google Earth, en effectuant un clic droit sur l’emplacement de votre salle de
classe. Puis enregistrez le lieu de la salle de classe dans un fichier de type KML.
Q6. Ouvrez le fichier KML que vous avez sauvegardé, avec votre bloc note préféré. Puis retrouvez alors
les coordonnées de votre salle de classe.
Q7. N’y a-t-il pas un problème de représentation des coordonnées ?
Q8. Vérifiez alors que les coordonnées que vous avez trouvées et celle du fichier KML coïncident.
Q9. Modifiez l’altitude qui n’est pas bonne, et mettez celle estimée. Sauvegardez votre fichier. Et ré
ouvrez-lez avec Google Earth. Que constatez-vous ?
Lycée Jules VERNE GPS Page 3/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
3°) Quelques calculs:
Complétez le tableau suivant:
Lieu Longitude Latitude
A 70° Ouest 50° Nord
B
C
20° Nord
D 30° Ouest
E
F
G
H
I
En considérant que la Terre est une boule de 6400km de rayon, calculer :
1. La longueur d'un méridien.
2. La longueur du parallèle 50° Nord.
3. La distance la plus petite sur la surface de la Terre de A à B.
4. La distance la plus petite sur la surface de la Terre de A à H.
Lycée Jules VERNE GPS Page 4/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
1ère STI2D
GPS : Global Positioning System
Découverte.
TD V1.0
Formation Systèmes d'information et numérique
2ème Partie : GPS :
II.) Présentation du GPS :
Le GPS (Global Positionning System=système de positionnement général) est un système de localisation par
satellite mis en place par le département américain de la défense dans les années 1970, qui est très
rapidement apparu accessible aux civils.
Il permet de déterminer les coordonnées géographiques d'un point situé n'importe où dans le monde 24 h sur
24 h.
Le GPS est de plus en plus utilisé par de nombreuses personnes car il
représente, pour ces gens, une nécessité dans leur vie quotidienne, dans leurs
loisirs en leur permettant de se situer en temps réel. En effet, il leurs permet
de connaître leur position géographique avec une précision pouvant aller de
quelques millimètres à quelques mètres. Ainsi, le transporteur routier ou
aérien, le navigateur, le randonneur, le plaisancier, le géomètre ou le forestier
n'auront pas les mêmes attentes car leur tolérance quant à l'exactitude de
l'information fournie peut différer de manière importante.
Nous allons voir dans notre TP, l'historique du GPS son principe de
fonctionnement puis ses applications.
III.) Historique du GPS
Le GPS est à l'origine un système de navigation par satellite inventé par l'armée américaine du DOD
(Department of Defense) qui contrôle et finance totalement le projet.
Le GPS a été développé dans le contexte de la Guerre Froide, et a donc à la base une utilisation militaire,
mais qui est très vite apparu sur le marché des civils. Actuellement en utilisant certaines techniques
particulières, la précision de cet appareil peut atteindre le mètre mais dans son utilisation la plus courante
(par des non professionnels) elle est de l'ordre de 50 mètres. Le GPS a été développé au départ pour une
utilisation militaire, il peut donc parfaitement faire suivre un itinéraire bien précis à des missiles téléguidés,
cependant pour avoir une précision exacte il fallait connaître le point de départ du missile ce qui n'est pas le
cas comme lorsque le missile est tiré d'un sous-marin.
Le système GPS (Global Positionning System) est issu d'un programme militaire Américain débuté en 1958
(un an après le lancement du premier satellite) ; ce programme visait à obtenir la position d'un mobile
terrestre à partir d'émissions radio en provenance d'un satellite.
En 1960 les ingénieurs de l'US Navy mettent au point le système Transit. Celui-ci basé sur l'effet Doppler
(utilisé par les radars) permet de positionner un point fixe avec une précision métrique, cependant des
contraintes fortes le rendent inutilisable : des temps de mesures importants et deux survols du récepteur sont
nécessaires.
Lycée Jules VERNE GPS Page 5/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
Il fallut alors ensuite mettre en place un moyen simple d'utilisation du GPS pour les civils tout en laissant à
l'armée américaine le contrôle et l'utilisation optimale du concept. C'est ainsi que fut élaborée deux types de
fonctionnement :
Le Precise Positionning System (pps) : système réservé à l'armée américaine.
Le Standart positionning system (sps) : système élaboré pour les civils. ce système peut dégrader,
en fonction des tensions géopolitiques, la précision du GPS à 100m dans 95% des mesures.
IV.) Les composantes du système GPS :
Le GPS comporte trois parties : l'espace, le contrôle et
l'utilisateur.
1°) La partie spatiale :
La partie spatiale comprend les satellites et les fusées Delta,
qui lancent les satellites à partir de Cap Canaveral en Floride.
Les satellites GPS décrivent des orbites circulaires d'une
durée de 12 heures, à 17 440 km d'altitude. Les orbites sont
inclinées de 55° par rapport à l'équateur pour assurer une
couverture des régions polaires. Les satellites s'orientent
continuellement pour pointer les panneaux solaires qui les
alimentent vers le Soleil et les antennes vers la Terre.
Décollage d'une fusée Delta
Constellation des satellites qu'utilise le système GPS
Chaque satellite est équipé de quatre horloges atomiques.
2°) La partie de contrôle :
Elle comprend la station maîtresse de contrôle, située à la base Falcon de l'armée
de l'air, à Colorado Springs, dans le Colorado. Elle comprend également des
stations de surveillance installées à Falcon AFB (Hawaii), sur l'île de l'Ascension
dans l'Atlantique, à Diego Garcia dans l'océan Indien, et sur l'île Kwajalein dans
le Pacifique sud. Le système de contrôle utilise les mesures collectées par les
stations de surveillance pour prédire le comportement de chaque orbite et horloge
de satellite. Les données de prédiction sont transférées aux satellites pour
transmission aux utilisateurs. Le système de contrôle veille aussi à ce que les
orbites des satellites GPS restent dans leurs limites et que les horloges ne
s'écartent pas trop de leurs caractéristiques propres.
Lycée Jules VERNE GPS Page 6/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
3°) La partie utilisateur :
C’est le plus connu puisqu’il s’agit de l’ensemble des récepteurs GPS utilisés à travers le monde.
Un GPS fournit :
une position
une vitesse
un temps
La position est fournie soit en données angulaires (latitude / longitude), soit en données métriques (grille
UTM).
V.) Principe de fonctionnement :
Le principe de repérage utilisé par le GPS s’appuie sur le principe de la triangulation, méthode bien connue
des physiciens et dont nous avons déjà parlé .La nouveauté est que la triangulation s’applique également
dans un repère tridimensionnel.
1°) La triangulation :
1. On considère la distance d séparant un satellite d’un récepteur GPS.
Sachant que le satellite a une position X précise et définie dans un espace à
3 dimensions, l’ensemble des points possibles où pourrait se situer
l’utilisateur du GPS est la sphère de centre le satellite et de rayon la
distance d.
2. De la même manière on fait intervenir un deuxième satellite qui
connaît la distance le séparant du récepteur GPS. L’intersection
des deux sphères forme un cercle. Ce cercle représente
l’ensemble des positions que peut avoir le récepteur GPS.
Mais la précision du satellite n’étant pas suffisante avec 2 on se
sert d’un troisième satellite. La démarche est identique aux 2
précédents satellites. On obtient alors 2 points possibles. Dans le
cas où l’utilisateur se situe à la surface de la Terre seul un des 2
points est cohérent. Ainsi on peut déduire sa position exacte en
éliminant le point donnant un résultat incohérent.
Donc : en théorie 3 satellites suffisent pour connaître la position
exacte d’un point sur Terre. Pourtant, nous verrons qu’en pratique il en faut 4.
2°) La mesure de distance :
Toute la démonstration précédente reposait sur l'hypothèse que l'on connaissait exactement la
distance séparant le satellite du récepteur. Mais comment calculer cette distance ? Le principe est le
suivant: le satellite envoie un signal vers le récepteur, celui-ci détermine le temps de transmission de
ce signal et ainsi peut déduire la distance le séparant du satellite suivant la formule :
Distance = vitesse * temps
Lycée Jules VERNE GPS Page 7/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
La célérité des ondes transmises est proche de celle de la lumière c'est-à-dire 300 000 km/s
Il reste donc à déterminer le temps de transmission du signal. Pour cela, le récepteur et le satellite
émettent au même moment une trame pseudo-aléatoire identique (appelée ainsi car elle est générée par
des équations très complexe, la rendant ainsi unique). Une fois que cette trame est reçue par le récepteur,
celui-ci peut la décaler dans le temps de façon à la faire coïncider avec celle qu'il a généré, la mesure du
temps de transmission est déduite de ce procédé, et ainsi on peut connaître la distance séparant le
récepteur du satellite.
Lycée Jules VERNE GPS Page 8/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
Premier satellite :
Signal
satellite
Récepteur GPS
|0..........5 .|. ....10..........15...........20..........25...........30
|0,06 seconde. |..................................centième de seconde
Vitesse de la lumière X temps = Distance
300000X0,06 = 18000Km
Q10. Quelle est la distance qui nous sépare du premier satellite ?
Deuxième satellite :
Signal satellite
Récepteur
GPS
|0..........5. . .|.....10..........15...........20..........25...........30
|0,07 seconde.|...................................centième de seconde
Vitesse de la lumière X temps = Distance
300000X0,07 = 21000Km
Q11. Quelle est la distance qui nous sépare du deuxième satellite ?
Troisième satellite :
Signal
satellite
Récepteur
GPS
|0..........5|. ....10..........15...........20..........25...........30
|0,05 sec.|...................................centième de seconde
Vitesse de la lumière X temps = Distance
300000X0,07 = 21000Km
Q12. Quelle est la distance qui nous sépare du troisième satellite ?
Q13. Si on vous indique que l’erreur maximale est de 10 m ; Quelle est alors la précision de l’horloge du
GPS ? (en négligeant les autres erreurs).
Lycée Jules VERNE GPS Page 9/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
1ère STI2D
GPS : Global Positioning System
GPS et Google Earth.
TD V1.1
Formation Systèmes d'information et numérique
3ème Partie : GPS et Google Earth :
VI.) Fichier GPS :
Le GPS enregistre les parcours que l’on effectue dans un fichier. Ce fichier dépend de la marque du GPS :
cvs : Garmin, Navman, Navigon
ov2 : TomTom, CoPilot Live
gpx : Garmin, GPSExchange, OziExplorer
asc : ViaMichelin
kml, kmz : Google Earth, OziExplorer
TRK : CompeGPS
Ces formats sont propriétaires et spécifiques à une marque et aux logiciels associés (Navteq, Tele Atlas,
ViaMichelin).
Le format GPX (GPS eXchange Format) est un format de fichier permettant l'échange de coordonnées GPS.
Ce format permet de décrire une collection de points utilisables sous forme de "waypoint", "track" ou
"route". Ce format est ouvert.
Q14. Définir ce qu’est un "waypoint", un "track" et une "route" au sens du GPS.
Le format GPX utilise la norme XML, et a une structure de la forme :
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no" ?>
<gpx ...>
Metadata
<metadata> ... </metadata>
Data
Eg: Track Waypoint
<trk> <wpt lat="#" lon="#">
<trkseg> <ele>#</ele>
<trkpt lat="#" lon="#"> <name>...</name>
<ele>#</ele> ...
</trkpt> </wpt>
<trkpt ...> <wpt ...>
... ...
</trkpt> </wpt>
</trkseg>
<trkseg>
<trkpt ...>
Lycée Jules VERNE GPS Page 10/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
...
</trkpt>
</trkseg>
...
</trk>
File end
</gpx>
Exemple : <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no" ?>
<gpx xmlns="http://www.topografix.com/GPX/1/1" creator="byHand"
version="1.1"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.topografix.com/GPX/1/1
http://www.topografix.com/GPX/1/1/gpx.xsd">
<trkpt lat="39.921055008" lon="3.054223107">
<ele>12.863281</ele>
<time>2005-05-16T11:49:06Z</time>
<desc>lat.=38.102184, lon.=13.397982, Alt.=53.848454m.
Speed=1.218126m/h.</desc>
<speed>0.338368</speed>
<name>Cala Sant Vicenç - Mallorca</name>
<sym>City</sym>
</trkpt>
</gpx>
Q15. Définir ce qu’est un fichier en Langage XML
VII.) Présentation du parcours sur Google Earth :
Avec le logiciel Google Earth, on peut effectuer des parcours, en mettant des repères aux différents points intéressants, puis, en réalisant le parcours, on saute alors d’un point à l’autre.
En vous aidant du site :
http://www.memoclic.com/618-google-earth/7886-creer-parcours-google-earth.html
Q16. Créez le parcours pour venir au lycée le matin, puis le retour en fin de journée avec 4 ou 5 points
d’intérêts, par exemple.
VIII.) Présentation de la visite Google Earth :
Une autre possibilité de voyage avec le logiciel Google Earth, est d’effectuer des visites virtuelles des lieux,
en 3D. Pour cela, il faut avoir un fichier qui nous permet d’avoir les points de tracé, puis de faire suivre la
visite par Google Earth en 3D.
1°) A partir d’un fichier KML :
Si vous avez un fichier KML ou KMZ de disponible, il suffit de le charger dans Google Earth :
Pour une visite à pied, allez sur le site :
http://hetg.ac-reunion.fr/spip/IMG/kml/grand_raid_2008-2.kml
Ouvrir ce fichier dans Google Earth,
Lycée Jules VERNE GPS Page 11/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
Et dans la colonne de gauche,
Choisissez l’icône , puis faites lecture en bas de cette sous fenêtre : ; et savourez la visite virtuelle des lieux.
Pour une visite en parapente, ouvrez le fichier Vol parapente.kmz dans Google Earth et savourez le vol en
parapente.
Si la configuration de lecture ne vous plait pas, vous pouvez aller dans le menu Outils -> Options, onglet
Visite :
Lycée Jules VERNE GPS Page 12/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
Et changez les paramètres.
2°) A partir d’un fichier GPX :
On peut également utiliser des fichiers GPX, en utilisant la fonction Outils -> GPS, puis aller le chercher
directement dans son GPS, ou sélectionner importer un fichier :
Lycée Jules VERNE GPS Page 13/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
Puis allez chercher le fichier GPX de votre choix.
Télécharger le fichier JFA.GPX pour essayer si vous n’avez pas de fichier en votre possession.
Choisissez l’icône , puis faites lecture en bas de cette sous fenêtre : et savourez la visite virtuelle du trajet en voiture.
I) Présentation du simulateur de vol de Google Earth :
Le simulateur de vol intégré à Google Earth vous permet de découvrir le globe terrestre depuis les
airs en pilotant un avion à l'aide de votre souris ou d'un autre système de commande.
Entrer dans le simulateur de vol
Pour entrer dans le simulateur de vol, effectuez l'une des opérations suivantes :
Cliquez sur Outils > Entrer dans le simulateur de vol.
Appuyez sur CTRL + Alt + A ( + Option + A sur Mac).
La boîte de dialogue du simulateur de vol apparaît. Le système vous propose les choix
suivants :
Avion : en fonction des descriptions proposées, choisissez l'avion que vous voulez piloter. Le
SR22 est un avion relativement lent, plus facile à manœuvrer pour les débutants.
Position de départ : choisissez la position à partir de laquelle vous voulez démarrer.
Prise en charge du joystick : cochez l'option Joystick activé si votre ordinateur est équipé
d'un joystick et que vous souhaitez l'utiliser.
Pour modifier ces paramètres, quittez le simulateur de vol et appuyez sur Ctrl + Alt + A (
+ Option + A sur Mac).
Affichage de l'aide du simulateur de vol
Pour afficher l'aide, appuyez à tout moment sur Ctrl + H (Windows et Linux uniquement).
Quitter le simulateur de vol
Pour quitter le simulateur de vol, effectuez l'une des opérations suivantes :
Cliquez sur Quitter le simulateur de vol.
Lycée Jules VERNE GPS Page 14/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
1ère STI2D
GPS : Global Positioning System
Trames GPS.
TD V1.1
Formation Systèmes d'information et numérique
4ème Partie : Analyse des Trames GPS en NMEA :
IX.) GPS et Codage NMEA :
1°) Intégrer la géolocalisation par GPS à un projet :
En robotique mobile, en navigation, pour la réalisation de mesure sur le terrain, le suivi de trajectoire
etc… il peut être très utile d’intégrer le positionnement par GPS. L’intégration d’un récepteur grand public
peut paraître une solution toute faite, la plupart des récepteurs GPS disposant d’un port de communication.
En fait, il ne s’agit pas d’une bonne solution, essentiellement pour des raisons de consommation
électrique, d’encombrement et de budget. Il faut mieux réaliser soi-même un récepteur GPS et l’associer à
un microcontroleur (PIC). Il ne s’agit pas de capter les informations envoyées par les satellites de les
décoder de calculer la latitude, longitude, vitesse, azimut etc.…
La solution consiste à intégrer un composant électronique appelé GPS engine qui connecté à une antenne
et associé à quelques composants de base génère des trames.
Il va donc falloir les décoder pour pouvoir les interpréter.
2°) Trames NMEA :
Il existe plusieurs protocoles de communication pour les récepteurs GPS. Certains sont standardisés
comme NMEA (National Marine Electronics Association) ou Sirf, d’autres sont propriétaires comme
Garmin ou delorme.
On ne vise pas ici l’utilisation de récepteur GPS grand public que l’on peut trouver dans la grande
distribution ou les magasins d’électronique grand public. Je parle ici de composants électroniques GPS, que
l’on appelle également GPS engine. On va donc étudier le protocole NMEA qui est utilisé par tous les
récepteurs (à ma connaissance). Le protocole Sirf bien que standardisé n’est géré que par les circuits
intégrant un chipset sirf.
Pour lever toute ambiguïté, je précise que ces trames n’ont rien à voir avec les informations envoyées par
les satellites. Elles sont générées par le GPS Engine à partir des informations reçues depuis les satellites.
Le protocole NMEA est basé sur une communication série rs232.
Les paramètres de communication sont les suivants :
4800 bauds,
8 bits de données,
Pas de parité,
1 bit d’arrêt,
Aucun contrôle de flux.
Lycée Jules VERNE GPS Page 15/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
La liaison se résume à 3 signaux. RX, TX et GND. Dans la plupart des cas le RX (réception) ne nécessite
pas d’être câblé. Sauf si vous souhaitez commuter le composant sur un autre protocole, ou changer des
paramètres internes.
NMEA 01183 utilise les caractères ASCII. Les trames sont définies par un format normalisé.
Chaque trame commence par le caractère ‘$’ (ascii hexa 0×24) et finit par les caractères retour chariot et
saut de ligne (ascii hexa 0x0D 0x0A).
La trame est ensuite constituée d’un identifiant de trame suivi des champs de valeurs séparées par des
virgules.
Après le dernier champ et avant les caractères de fin de ligne., on trouve le caractère * suivi d’un
checksum. Le checksum est un « ou exclusif » des caractères compris entre le $ et le *
L’identifiant est constitué des 2 lettres « GP » suivi d’un code de 3 lettres.
X.) Décodage des informations :
On a reçu les trames GPS au Format NMEA suivantes :
15:01:09 $GPGGA,150109.000,4909.9780,N,00019.5744,W,1,03,6.0,17.8,M,47.1,M,,0000*73
15:01:09 $GPGSA,A,2,18,21,24,,,,,,,,,,6.1,6.0,1.0*3F
15:01:09 $GPGSV,3,1,10,09,80,026,20,15,68,293,,26,65,112,21,28,47,064,*72
15:01:09 $GPGSV,3,2,10,24,32,256,16,05,20,184,,18,20,314,17,08,16,064,*74
15:01:09 $GPGSV,3,3,10,17,09,117,,21,05,284,16*7F
15:01:09 $GPRMC,150109.000,A,4909.9780,N,00019.5744,W,5.58,135.61,280313,,,A*7B
1°). Déterminer l’heure de réception des trames GPS.
2°). Déterminer les coordonnées Latitude et Longitude de la position du GPS.
3°). Transformez ces coordonnées en Degré Minutes Secondes et dixième de seconde
4°). Cherchez sur Google Earth où se trouvait le GPS au moment de la prise de mesure.
5°). Combien reçoit-on de satellites ?
6°). Est-ce suffisant ?
7°). A quelle altitude se trouvait le GPS à la prise de mesure ?
8°). La trame était-elle valide ?
9°). Donnez pour chacun des satellites reçus :
Satellite trouvé 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Numéro de satellite
Numéro de trame
Elévation
Azimut
Qualité du signal
10°). Pour cette mesure la qualité du signal est-elle correcte ?
11°). Est-on en mode 2D ou 3D ?
12°). A quelle vitesse se déplace le GPS, en unité françaises ?
13°). Quel est l’azimut de déplacement du GPS ?
Lycée Jules VERNE GPS Page 16/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
XI.) Annexes :
Communication avec un GPS :
Protocole NMEA 0183
Les trames NMEA émises par le
récepteur GPS.
Trame GGA :
Cette trame fournit l’heure du système GPS, les coordonnées
Longitude, Latitude, et toutes les informations relatives à la précision de
mesure et au repère.
Exemple de trame reçu :
$GPGGA,134435.205,4539.5165,N,00433.4235,E,1,07,1.9,711.3,M,
48.6,M,,0000*56
$GPGGA : identifiant de message.
134435.205 : heure du système UTC au format
HHMMSS .SSS en millièmes de
seconde.
4539.5165 : Latitude au format DDMM.MMMM en
dix millième de minutes (D :
degré ; M : Minutes).
N : Indicateur Nord /Sud N=Nord,
S=Sud
00433.4235 : Longitude au format DDDMM.MMMM
en dix millième de minutes(D :
degré ; M : Minutes).
E : Indicateur Est /ouest E=Est,
W=Ouest
1 : Repère 0= invalide, 1=valide,
2=GPS différentiel, 3=Mode PPS
07 : Nombre de satellites
1.9 : Dilution de précision
horizontale
711.3 : Altitude en Mètres
M : précise l’unité M=mètres
48.6 : Ecart par rapport au géoïde
M : précise l’unité M=mètres
Champ vide : utilisé uniquement en DGPS
0000
*56 : Checksum
Voilà à quoi ressemble la trame si vous ne captez pas suffisamment de
satellites :
$GPGGA,235953.056,,,,,0,00,,,M,0.0,M,,0000*5E
Si vous avez précédemment capté un satellite, l’heure peut être bonne, sinon
elle est aléatoire.
Lycée Jules VERNE GPS Page 17/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
Trame GLL :
Fournit la latitude, la longitude et l’heure
Exemple de trame :
$GPGLL, 4539.5165,N, 00433.4235,E,014522124,A*2C
$GPGLL : identifiant de message.
4539.5165 : Latitude au format DDMM.MMMM en
dix millième de degré.
N : Indicateur Nord/Sud N=Nord,
S=Sud
00433.4235 : Longitude au format DDDMM.MMMM
en dix millième de minutes (D :
degré ; M : Minutes)..
E : Indicateur Est/Ouest E=Est,
W=Ouest
014522124 : heure du système UTC au format
HHMMSS.SSS en millièmes de
seconde.
A : Données valides, (V pour donnée
non valides)
*2C : Checksum
Trame GSA :
Précision et satellites actifs.
Exemple de trame :
$GPGSA,A,3,21,30,31,06,24,29,,,,,,,2.8,1.5,2.4*33
$GPGSA : identifiant de message
A : Mode 1, switch automatique entre
mode 2D et 3D. (M pour manuel)
3 : Mode 2, Mode de fix (1 :
incorrecte, 2 :2D, 3 :3D)
21 : Numéro de satellite utilisé sur
canal 1
30 : Numéro de satellite utilisé sur
canal 2
31 : Numéro de satellite utilisé sur
canal 3
06 : Numéro de satellite utilisé sur
canal 4
24 : Numéro de satellite utilisé sur
canal 5
29 : Numéro de satellite utilisé sur
canal 6
Les virgules sans numéro associé sont réservés
pour d’autres satellite
.(jusqu’au canal 12)
2.8 : Dilution de précision sur la
position globale
1.5 : Dilution de précision sur la
position horizontale
2.4 : Dilution de précision sur la
position verticale
*33 : Checksum
Lycée Jules VERNE GPS Page 18/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
Trame GSV :
Satellite en vue
Cette trame peut être envoyée de 1 à 3 fois par séquence. Elle fournit les
informations de 4 satellites maximum, la dernière trame pouvant être plus
courte si le nombre de satellites n’est pas multiple de 4. Pour une meilleure
réception, la qualité du signal doit être maximum : 99.
Exemple de trame :
$GPGSV,2,1,07,07,79,048,42,02,51,062,43,26,36,256,42,27,27,138,
42*71
$GPGSV : identifiant de message
2 : nombre de trames
1 : numéro de trame
07 : nombre de satellites visibles
07 : numéro du premier satellite
79 : élévation en degré du premier
satellite
048 : Azimut en degré du premier
satellite
42 : qualité du signal
02 : numéro du deuxième satellite
51 : élévation du deuxième satellite
en degré
062 : azimut du deuxième satellite en
degré
43 : qualité de signal deuxième
satellite
26 : numéro du troisième satellite
36 : élévation du troisième satellite
en degré
256 : azimut du troisième satellite en
degré
42 : qualité du signal satellite en
degré
27 : numéro du quatrième satellite
27 : élévation du quatrième satellite
en degré
138 : azimut du quatrième satellite en
degré
42 : qualité du signal du quatrième
satellite.
*71 : Checksum
Lycée Jules VERNE GPS Page 19/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
Trame RMC :
Minimum recommandé.
Il s’agit du message le plus couramment utilisé.
Exemple de trame :
$GPRMC,145413.000,A,4539.5109,N,00433.4255,E,1.25,78.05,011
008,,*35
$GPRMC : Identifiant de message.
145413.000 : heure du système UTC au format
HHMMSS .SSS en millièmes de
seconde.
A : fixe correcte (V pour
incorrecte)
4539.5109 : Latitude au format DDMM.MMMM en
dix millième de minutes (D :
degré ; M : Minutes).
N : Indicateur Nord /Sud N=Nord,
S=Sud
00433.4255 : Longitude au format DDDMM.MMMM
en dix millième de minutes (D :
degré ; M : Minutes).
E : Indicateur Est /ouest E=Est,
W=Ouest
1.25 : Vitesse de déplacement en nœuds
(pour mémoire 1 nœud = 1 mille
marin/heure = 1852 mètres/heure)
78.05 : Azimut de déplacement en degrés
décimaux
011008 : date UTC au format JJMMAA.
35 : checksum
Trame VTG :
Direction et vitesse.
Exemple de trame :
$GPVTG,309.62,T,,M,0.13,N,0.2,K*6E
$GPVTG: identifiant de message
309.62 : direction par rapport au nord
géographique (réel) en degré
T : indicateur réel (True)
Valeur manquante : direction par rapport au
nord magnétique en degré
M: indicateur magnétique
0.13: vitesse en nœuds
N: Indicateurs nœuds
0.2: vitesse en km/h
K : indicateur km/h
*6E: Checksum
Lycée Jules VERNE GPS Page 20/20
JFA & JF 2014 TD GPS.doc STI2D / 1ère
B). Bibliographie :
http://www.dossiers-techniques.fr/geolocalisation/communication-avec-un-gps-protocole-nmea-
0183.html
http://fr.wikipedia.org/wiki/GPX_%28format_de_fichier%29
http://hetg.ac-reunion.fr/spip/spip.php?article21
Fichiers GPX de randonnées : http://randomassif.kazeo.com/gpx-pour-gps/gpx-pour-gps,r1474695.html
http://angoulemevollibreparapente.posterous.com/reversale-test
top related