LONGITUDE, LATTITUDE ET GPS

INTRODUCTION

Longtemps, les marins subirent les naufrages et les dérives car jusqu'au XVIIIe siècle, les navigateurs ne connaissaient que la latitude (VOIR SHEMA ) . Une coordonnée manquait à leurs calculs de position : la longitude (VOIR SHEMA).

On retrouve la longitude, héritage de Ptolémée, sur certaines représentations du monde striées de lignes horizontales et verticales. La plus proche intersection de deux lignes permet de localiser un point. La latitude est constituée de lignes fictives parallèles à l’équateur et faisant le tour du globe terrestre. De zéro degré à l’équateur à quatre-vingt-dix degrés à chacun des deux pôles. Les trois cent soixante lignes de longitude forment des demi-cercles verticaux reliant les pôles et subdivisant l’équateur en autant de degrés. Jusqu’au XVIIIe siècle, les navigateurs ne savent se diriger que grâce à la latitude, calculée selon la course du soleil.

La détermination très précise de la longitude en 1764 va révolutionner les transports mondiaux quels qu’ils soient et plus récemment,  la mise au point du GPS dans les années 1970 permet désormais de se situer à n’importe quel moment dans le monde de façon extrêmement précise.

PREMIERE ETAPE VERS LE POSITIONNEMENT « zéro erreur » : La Longitude, Le Parlement Anglais et son « Longitude Act » en 1714

En juillet 1714, le Parlement anglais, qui a perdu un nombre considérable de ses navires de guerre et qui doit faire face à d’innombrables naufrages qui ont des répercussions économiques, vote une ordonnance appelée « Longitude Act ». Une prime de vingt mille livres, équivalent de deux millions d’euros actuels, est promise à celui qui mettra au point un dispositif permettant de déterminer la longitude en mer avec une marge d’erreur maximale d’un demi-degré en quarante-deux jours de mer. L’Observatoire royal de Greenwich devient le siège de la « Commission de la Longitude ».

Finalement, c’est John Harrison, un horloger autodidacte qui 60 ans plus tard mis au point une montre précise qui considère que le méridien zéro traverse le jardin de l’Observatoire de Greenwich. C’est le calcul exact de l’heure qui est la base de référence pour connaître la longitude et cette longitude est le point de référence pour déterminer l’heure mondiale, l’heure est donc la donnée repère absolue pour calculer la longitude.

DEUXIEME ETAPE VERS LE POSITIONNEMENT « zéro erreur » : L’ARMEE AMERICAINE ET LE GPS EN 1970

Dès la fin des années 70, l'un des principaux soucis du "Department of Defense"  américain est de concevoir un système permettant à tous les éléments de l'armée américaine (avions, navires, véhicules blindés, troupes) de  se positionner de manière précise et quasi instantanée, n'importe quand et n'importe où à la surface de la Terre. Le "Global Positioning System" (GPS) (VOIR SHEMA) a donc été conçu pour répondre à ces impératifs

Le GPS est une constellation 24  satellites en orbite autour de la terre qui transmettent leurs positions dans l'espace ainsi que l'heure précise (la dérive horaire dans le temps du système GPS est de 1 seconde à tous les 70000 ans). Ces données sont utilisées par le GPS pour faire des mesures de triangulation afin d'obtenir votre position géographique en longitude et latitude.

Le système GPS est très fiable car il n'est affecté ni par les conditions atmosphériques, ni par la topographie du terrain, ni par les différentes interférences radioélectriques. C’est la Défense Militaire américaine qui  administre la maintenance du système GPS et qui en contrôle totalement les codes d’accès, ce qui poserait d’ailleurs problème en cas de guerre mondiale car ces derniers pourraient neutraliser le système GPS pour le rendre inutilisable à l’ennemi..

Chaque satellite transmet deux types de message : l'almanach et les éphémérides. L'almanach consiste en une information générale sur la localisation et la santé du satellite dans la constellation. Un récepteur GPS ayant un almanach à jour, connaît donc approximativement sa première position, le jour et l'heure, connaît donc les lieux où il doit scruter l'espace pour rechercher les satellites. Les éphémérides, quant à elles consistent en une information précise de la position du satellite utilisée pour faire les mesures de calcul des distances. Chaque satellite transmet ses propres éphémérides. Ces deux données que sont l'almanach et les éphémérides sont essentielles au récepteur GPS pour localiser les satellites, acquérir les signaux et calculer votre position géographique.

CONCLUSION

Bien sûr, cet état des lieux, qui se veut avant tout ludique et informatif, passe sous silence les nombreuses inventions intermédiaires et ne parle pas des chercheurs géniaux qui ont contribué par leurs recherches à faire avancer la connaissance (l’observation du cycle des planètes, les éphémérides, l’almanach, les calculs de distances, la carte du ciel…).

Par ailleurs, il aurait été intéressant de parler de certains mécanismes et matériels mais cela aurait alourdi le sujet. J’aurais de toute façon l’occasion de revenir sur ces notions de matériels et de calculs dans mes prochaines kristokroniks sur l’architecture et l’archéologie.

A LIRE, A CONSULTER :

Brian Williams « Latitude et longitude »
Dava Sobel « Longitude »
Explication du gps voir le lien :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtullou...