Comments on Nouveau GPS

Natacha (2013-03-18T12:59:12Z)

Je reviens à la charge, en présentant mes excuses si je suis trop pénible. J'ai fait un appel à témoin sur mon weblog <URL: http://instinctive.eu/weblog/06A-appel-a-temoin-gps > pour arriver à la conclusion intermédiaire que je prendrais bien un Dakota/Oregon ou un eTrex, et j'aimerais beaucoup quelques précision sur l
'eTrex.

La première chose, c'est qu'après plusieurs heures sur YouTube, je n'ai pas réussi à trouver la moindre démonstration, ni même la simple évocation, de la fonctionnalité de recherche de point à partir de son adresse, et éventuellement de proposer un itinéraire (par les routes) de la position courante à un tel point. Peux-tu confirmer que sur l'eTrex muni d'une carte adapté issue d'OpenStreetMap, c'est possible ?

Si ça ne l'est pas, ce serait clairement rédhibitoire. La suite suppose donc que ça l'est.

Le choix de l'eTrex sur un Dakota/Oregon semble donc se résumer au support ГЛОНАСС, à une meilleure autonomie et quelques avantages mineurs au prix d'une interface à joystick par rapport à une interface tactile. Vois-tu quelque chose de majeur que j'oublie ?

Les avis que j'ai trouvés sur YouTube sont très négatifs sur l'interface à joystick, allant jusqu'à qualifier l'utilisation de fonctionnalités non-basique de "living nightmare". Je connais deux sortes d'interfaces « pénibles », mais je ne sais pas comment poser la question de façon non-geek, j'espère que tu sauras y répondre : il y a les interfaces pénibles au début, mais qu'un apprentissage rend tout-à-fait utilisables, comme celles de vim ; et les interfaces intrinsèquement pénibles, comme le développement d'une application complexe dans un langage Turing-tarpit.

Par exemple, le clavier virtuel de l'eTrex me semble relever de la seconde catégorie, avec ses trois rangées de lettres. On pourrait faire beaucoup mieux comme clavier virtuel à joystick, par exemple une navigation toroïdale dans une grille 5x5, ou une transposition du T9. Cependant une interface doit être jugée dans sa globalité, par exemple si la plupart des rues peuvent être entrées avec deux ou trois lettres bien choisies (recherche par sous-chaîne avec un choix de la séquence la plus informative) un clavier virtuel sous-optimal n'est pas un problème.

Saurais-tu estimer si l'interface de l'eTrex relève plus de la difficulté intrinsèque ou simplement de la difficulté sans apprentissage, à la vim ?

Si nécessaire, on peut prendre comme exemple l'entrée d'une destination par son adresse et la navigation piétonne et/ou automobile des coordonnées présentes à ce point.

Merci encore d'avance.

Ruxor (2013-03-12T19:40:58Z)

@Natacha: Ce qui est délicat, à pied, c'est de savoir quel genre de terrain on peut traverser. En voiture, c'est facile : on suit les routes, et les routes sont un graphe dans lequel on sait comment router. À pied, c'est beaucoup plus compliqué (il y a des choses qu'on ne peut pas traverser, d'autres qu'on peut, et les données cartographiques ne sont pas toujours claires à ce sujet). Le GPS doit savoir faire du routage par les routes, ou simplement une ligne droite (ou suivre un itinéraire déjà enregistré), c'est tout.

Natacha (2013-03-12T19:12:50Z)

Peux-tu expliquer pourquoi c'est particulièrement délicat à pied ? À l'instinct j'aurais dit que c'est au contraire plus facile qu'en voiture, car la vitesse du piéton est à peu près constante, « itinéraire le plus rapide » (choix par défaut qui intéresse les gens) et « itinéraire le plus court » (avec toutes les propriétés sympathiques de la distance euclidienne) sont équivalents.

Cela dit j'ai avant tout besoin de carte avec un « vous êtes ici », donc un bonus même « qui ne marche pas terriblement bien » n'est en compétition qu'avec méthode de la règle (tracer le segment AB et suivre l'itinéraire qui l'approxime le mieux) sans règle. Je serais même contente avec seulement un moyen de marquer la destination et d'affichage une ligne droite jusqu'à la position actuelle (la méthode de la règle avec règle, quoi).

Ruxor (2013-03-12T15:09:34Z)

@Natacha: Les GPS Garmin n'ont pas un écran tactile, ils ont une espèce de petit joystick qui s'utilise avec un doigt. L'interface est assez fruste, mais résiste sans doute bien aux éléments, et c'est utilisable même avec des gants de ski. Il sait vaguement proposer un itinéraire entre deux points (du moins avec les cartes OpenStreetMap, dans certaines conditions), mais ça ne marche pas terriblement bien, il vaut mieux ne pas compter dessus : c'est un GPS de randonnée, pas un GPS de voiture, donc ce n'est pas trop fait pour du routage (ce qui, à pied, est un problème vraiment délicat).

Natacha (2013-03-12T14:30:45Z)

J'arrive violemment après la bataille, mais j'envisage moi-même l'achat d'un GPS dédié (par opposition à un smartphone faisant office de GPS), pour diverses raisons.

Un souci que j'ai remarqué ce matin avec mon smartphone en mode GPS, c'est que l'écran tactile capacitif est rendu inutilisable même par deux gouttes d'eau. Du coup je me pose la question de l'interface des GPS dédiés.

Le site de Garmin n'est pas très clair sur l'interface, et les divers moteurs de recherche que j'ai essayés n'ont pas réussi à m'en donner une impression claire. Pourrais-tu essayer de le faire ? Ou au moins indiquer la technologie sous-jacente et la probabilité de sa résistance aux éléments ?

Et accessoirement, sait-il proposer un itinéraire entre deux points, ou faut-il chercher une autre gamme pour avoir plus qu'une carte avec un « vous êtes ici » ?

Merci d'avance.

frankie (2013-02-22T11:16:40Z)

@Ruxor
Merci pour ses explications et cette précision sur les HS. Dont acte, celui-ci étant avéré. Sauf que je ne faisais que répondre, comme tu l'as bien relevé. Avec une pointe d'humour. Je te serai gré de me le signaler le cas échéant, la MP étant le canal le plus adapté je pense.

Quant à la spécification d'horloge atomique, elle est le fait de AB, qui répond en l'évoquant, d'une façon probablement involontaire et dont je lui laisse la responsabilité, à ma remarque que le récepteur possède sa propre horloge interne (qui se présente sous la forme d'un (ou plusieurs) oscillateur(s)), le contenu de sa réponse étant par ailleurs fort satisfaisant.
Par horloge, j'entendais un outil qui mesure le temps, ou une différence de temps -en l'occurrence la deuxième option était la bonne.

Ruxor (2013-02-22T10:45:37Z)

@frankie: Non, pour mesurer une différence de temps il ne faut pas forcément une horloge : si j'ai un signal qui me dit 0123456… et un autre qui me dit 3456789… et que je constate que quand l'un dit 0 l'autre dit 3, la différence de temps entre les deux est 3 : c'est vaguement ça que fait un récepteur GPS. Bon, pas exactement : de fait, il a une horloge (enfin, un oscillateur, enfin, plein) et il ajuste les paramètres du signal qu'il génère lui-même pour synchroniser au maximum avec ce qu'il reçoit du satellite, et comme ça il peut comparer en direct deux jeux de paramètres — mais ça revient au même, et en tout cas, ça ne nécessite pas une horloge atomique.

(Et sinon, oui, je désapprouve les commentaires quand ils deviennent vraiment trop hors sujet par rapport à l'entrée initiale. J'aurais déjà dû rejeter celui de simple-touriste.)

frankie (2013-02-22T10:15:18Z)

@AB
Pour mesurer une différence de temps, il faut bien une horloge, non ?

@ST
Désolé, mon message précédent est parti aux oubliettes…

Anonymous Bastard (2013-02-22T02:50:04Z)

@frankie: non bien sûr, ce sont les satellites qui ont une horloge atomique intégrée. Pour la détermination de la position, le récepteur utilise la différence de temps pour la réception des messages des différents satellites, pas le temps absolu. La moment exact de réception est une inconnue dans le système d'équations, et de fait, un récepteur GPS est indirectement une horloge précise.

simple-touriste (2013-02-21T17:31:39Z)

@frankie
"http://en.wikipedia.org/wiki/Gold_code
renvoie à :
http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_feedback_shift_register
et aussi à :
http://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_length_sequence"

Je pense que déjà des gens se sont perdus dans WP.

Ils sont morts de faim avant d'appuyer sur Back (ou de fermer les 150 onglets ouverts).

frankie (2013-02-21T09:13:47Z)

Merci pour ses explications !

J'ai noté sur le lien :
http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals#Navigation_message

que deux fréquences sont utilisées, L1 et L1, afin de limiter les erreurs dues à l'ionosphère, une fréquence L1C devant remplacer L1 dès 2014 (ou 2013?) afin de permettre une plus grande "interopérabilité" avec Galileo; qu'un code M de nature militaire est également émis, nécessitant de nouveaux satellites et de nouvelles antennes -le message étant 100 fois plus puissant-, opérationnel à partir de 2013; que la durée de chargement de l'"almanach" d'un satellite est de 12.5 minutes tandis que celle de son éphéméride n'est que de 30 secondes -l'almanach permet de savoir quels satellites rechercher-; que chaque satellite possède en propre un code de Gold* -il en existe 1025 dont seulement 32 -"hautement orthogonales"!- sont utilisés, sachant que le système serait étendu à 63 satellites-.

Les explications très fournies de Tom Clark :
http://gpsinformation.net/main/gpslock.htm
précisent que chaque récepteur possède sa propre horloge interne, et qu'il doit corriger en fréquence le signal reçu.

*Quelle base utilisée ? Quel produit ? L'explication donnée sur :
http://en.wikipedia.org/wiki/Gold_code
renvoie à :
http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_feedback_shift_register
et aussi à :
http://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_length_sequence
et même à XOR -éventuellement XNOR-…
Et ainsi de suite… Au secours, ruXOR !

Ruxor (2013-02-20T23:45:33Z)

Voici ce que je crois moi-même pouvoir dire sur le sujet :

‣Chaque satellite GPS envoie un signal pseudo-aléatoire fabriqué à partir d'un algorithme connu (et différent pour chaque satellite) dépendant du temps : le récepteur génère lui-même en interne la même séquence pseudo-aléatoire et la déphase jusqu'à obtenir la meilleur corrélation possible avec le signal reçu par le GPS : ceci lui permet de connaître avec précision l'heure interne du GPS au moment où le signal a été émis. Les signaux sont émis autour de 1575.42MHz.

‣Ce qui importe au récepteur n'est pas tant cette heure absolue que la différence entre deux satellites, c'est-à-dire la différence de temps de réception entre les deux. Abstraitement, on peut dire que la réception de chaque signal d'un satellite permet de se situer sur un cône dans l'espace-temps (le cône de lumière partant de l'événement connu correspondant à l'émission de ce signal), et comme il y a quatre coordonnées d'espace-temps il faut quatre satellites pour obtenir un fix. En pratique, ce qui se passe est un peu différent, on se positionne juste dans l'espace, on utilise la différence entre deux satellites pour se positionner sur un hyperboloïde dans l'espace (l'hyperboloïde correspondant au déphasage mesuré entre ces deux satellites) ; mais ça revient au même : il faut trois différences, donc quatre satellites, pour se positionner.

‣Pour ce qui est des effets de relativité restreinte et générale : il faut se rappeler que dans les unités relativistes (G=c=1), le coefficient temps-temps de la métrique de Schwarzschild vaut 1−2M/r — c'est le redschift gravitationnel observé par un observateur asymptotique pour les signaux émis par une source maintenue artificiellement au repos à la distance r — et que le redschift correspondant relativement à une source en orbite vaut 1−3M/r (la différence peut s'interpréter comme l'effet de relativité restreinte correspondant à la vitesse de l'orbite). Donc si nous sommes sur Terre à r=6.4×10^6 mètres et que les satellites sont à r′=26.6×10^6 dans les mêmes unités et que la masse de la Terre vaut M=4.4×10^−3 (il s'agit du demi-rayon de Schwarzschild exprimé en mètres…), alors nous observons le signal des satellites décalé vers le bleu de (1−3M/r′)/(1−2M/r) soit, au premier ordre, 1+2M/r−3M/r′ ou encore 0.9 parties par milliard (à savoir 1.4 parties par milliard dues à notre position dans le potentiel de la Terre moins 0.3 parties par milliard dues à celle des satellites moins encore 0.2 dues à la vitesse des satellites).

‣Les effets atmosphérique, et plus précisément ceux dus à l'ionosphère, sont la principale raison de la perte de précision intrinsèque au système. (J'avais vu quelque part une analyse des termes d'erreur du GPS : effets d'ionosphère, effets de troposphère, incertitude de mesure de différence de temps, incertitude de la précision des satellites, etc., et il me semble bien avoir retenu que les effets d'ionosphère étaient le terme d'erreur principal.)

‣En théorie il n'y a pas d'obstacle fondamental à pouvoir faire des mesures mixtes GPS+ГЛОНАСС+Galileo (chaque signal reçu permet de se positionner sur un cône de lumière, il n'y a « qu'à » intersecter les cônes), donc un seul satellite Galileo serait déjà utile pour améliorer la précision des récepteurs. En pratique, les difficultés sont assez considérables (ne serait-ce que parce que ces systèmes utilisent des références de temps qui ne sont pas les mêmes, et c'est très difficile de les corréler correctement), donc je crois qu'on fait toujours un fix séparé pour chaque système et on moyenne à la fin en fonction des incertitudes estimées : du coup, avoir moins de quatre satellites reçus dans un système ne présente aucun intérêt (bon, en fait, on doit faire un chouïa mieux, et se contenter de deux ou trois satellites, mais sûrement pas un seul).

xavier (2013-02-20T20:45:43Z)

@régis : les contrats indu pour galileo ont été finsalisés. Les satellites sont en construction et les deux premiers devrait être lancé "sous peu". Ensuite, c'est une quesiton de prod en petite série. Il en faut au moins 12 pour que le service fonctionne "pas trop trop mal". Tous les sat devraient avoir été lancé en 2020.

GIOVE-A et GIOVE-B ont été les deux premiers satellites à avoir été lancé mais c'était des proto. Ils ne font pas partie de la constellation finale.

frankie (2013-02-20T19:29:15Z)

@Anonymous Bastard
Merci pour ton digest !

Trois petites questions dans la foulée :
- il faut tenir compte de l'épaisseur et de la densité de l'atmosphère (en fait l'indice de réfraction de l'air, ou sa permittivité électrique…) pour calculer le temps du trajet. Correct ?
- Le GPS est capable de mesurer l'instant de réception du signal à 3 milliardièmes de seconde près : il contient lui-même une horloge atomique ? Vu le prix, ça m'étonnerait ! Comment s'y prend-on ?
- Vu que le signal peut venir d'une multitude de satellites, et qu'il peut être émis à de multiples moments, savoir d'où il provient et quand il a été émis suppose que le signal encode lui-même toute l'information nécessaire. Exact ?

Anonymous Bastard (2013-02-20T18:36:40Z)

@frankie

Le GPS fonctionne de cette manière. On reçoit un signal de plusieurs satellites dont l'instant d'émission et la position sont connus avec précision. On en déduit l'instant de la réception et la distance aux satellites. Une erreur de 3 milliardièmes de seconde se traduit par un écart d'un mètre sur la distance aux satellites…

Aussi faut-il prendre en compte les effets de relativité, le principal étant l'acélération des horloges embarquées en raison de la gravité terrestre (effet de relativité générale). Le ralentissement en raison de la vitesse des satellites (effet de relativité restreinte) est moindre et de sens contraire.

Fred le marin (2013-02-20T18:23:57Z)

Le format "GPX" (par l'exemple généreusement donné) évoque en moi le fait que le méta-langage "XML" vient de fêter officiellement ses 15 ans (en ce 10/02/2013, déjà !).
Il m'est toujours aussi indigeste : avec ses attributs et ses balises à rallonge et ses fameux "Node" liés au volumineux "DOM"…
Beurk !
Test "Unicode": ζ(2) = π²/6

régis (2013-02-20T15:58:36Z)

Qui sait où en est le projet Galileo? toujours entre l'Arlésienne et la tapisserie de Pénélope?

frankie (2013-02-19T22:30:43Z)

La doc du fil est intéressante. On apprend entre autres que le GPS est basé sur une méthode de trilatération, que le système Galileo aura mis 20 ans pour se mettre en place, le dernier satellite étant prévu en 2019 lorsque le premier envoyé aura dépassé sa demi-vie, que les Américains et les Chinois (et les Ukrainiens) y participent alors qu'ils ont déjà leur propre système, mais que les Américains seraient prêts à le torpiller en cas de conflit, Galileo étant qualifié de neutre, donc susceptible de ne plus le rester…
La nature exacte de l'information qu'envoie chaque satellite n'est pas détaillée (je doute qu'il s'agisse d'un simple bip…), en particulier j'aimerais connaître sa fréquence d'émission (et la fréquence de l'onde).
Ce qui me trouble un peu, c'est que j'ai lu dans un cours sur la Relativité Générale que le système GPS en était une application possible. S'il s'agit simplement d'un retard temporel, sachant que les trois satellites de la trilatération sont situés à peu près sur les mêmes orbites, ça doit être infinitésimal (10^-7ou8 s en étant optimiste)… Quelqu'un a-t-il des lumières sur le sujet ?

xavier (2013-02-19T18:05:57Z)

Je ne sais pas ce que tomtom a trafiqué mais, il y a peu, ils ont fait une mise à jour de les softs et, simplement en téléchargeant un petit fichier, le bouzin est capable de retrouver bcp plus rapidement qu'avant sa position, même après avoir été éteint pendant un vol disons paris/londres.
Dans le changelog pour Madame Michu, ils parlent d'une "nouvelle utilisation finaude des éphémérides" mais je n'ai pas pris le temps de chercher ce que ça peut être **exactement**…mais ça fonctionne :)
Qlqn en sait plus?

frankie (2013-02-19T09:44:46Z)

En lisant le lien et les commentaires sur la pulsion "gadgetophile" de ton père, j'ai l'impression qu'ils ont été écrits il y a 20 ans !

L'utilité d'un GPS peut être de différents ordres :
- se repérer lors d'une randonnée hors des sentiers battus,
- se familiariser avec un objet technique moderne (que de jolis mots à la suite !),
- refuser de vieillir en cherchant à se mettre à la page (les deux tirets précédents sont exclus, ou faiblement exclus),
- garder une trace de ses pérégrinations en "traçant" ses parcours, ce qui nécessite les deux premiers tirets,
- frimer (pourquoi pas ?), tester (une marotte de physicien)…
Pourtant, son utilité négative existe aussi, à laquelle tu ne fais aucune référence.

Pour ma part, je préfère m'appuyer sur une carte (et une boussole en randonnée), et me fier à mon sens de l'orientation (et de la débrouille). C'est un choix.

Universal Fornikator (2013-02-19T00:33:58Z)

@ David & Zénon. De fait, les montres GPS fonctionnent ainsi. Avec une mémoire du dernier endroit, l'acquisition est rapide (quelques dizaines de secondes) quand l'obtention d'une position à partir d'une nouvelle contrée peut être particulièrement laborieuse (j'ai constaté jusqu'à 8 minutes !).

Par hasard (2013-02-18T13:26:00Z)

Je tombe ici par hasard, j'ai eu le même sentiment de révolte pour l'affichage de l'heure à la seconde près et j'ai finalement trouvé (mieux que de passer par la boussole) : c'est possible aussi bien sur la carte (mettre 1 seul grand champ de donnée) que sur le "calculateur de voyage" (choisir tableau de bord "grands champs de données").

philippe (2013-02-17T22:48:51Z)

si ton GPS est doté d'une carte mémoire de taille conséquente (>1Go) tu n'as pas besoin de créer de cartes en passant par mkgmap … tu peux directement utiliser les cartes préfabriquées de Frédéric Bonnifas :

http://fredericbonifas.free.fr/osm/garmin.html

Après avoir branché ton GPS en usb, tu les stockes sur le stockage de masse correspondant à la carte SD (donc même plus besoin de Mapsource ni de windows …). Moi j'ai un "vieux" garmin extrex venture HC (sans le x à la fin donc sans carte mémoire) et je dois donc faire mes cartes avec mkgmap pour les adapter à la taille riquiqui de la mémoire interne du GPS (30Mo?). Ce qui me limite à moins de 200km par randonnée … :-)

Ruxor (2013-02-17T20:55:15Z)

Oui, quand on a un accès au réseau (par exemple par GSM/3G), il y a un système appelé A-GPS (<URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Assisted_GPS >) qui permet d'obtenir plus rapidement l'éphéméride des satellites. Les téléphones mobiles fonctionnent comme ça.

Mais là, je ne vois pas comment mon GPS aurait accès au réseau : il n'a pas de carte SIM ni d'antenne Wifi. Ça doit donc fonctionner autrement.

Zénon (2013-02-17T20:18:20Z)

Une idée sur la rapidité de détection des satellites : elle m'est venue quand je suis passé pour la route d'un GPS dédié à un guideur intégré à mon ordiphone.
Lorsque le réseau téléphonique était activé, la détection des satellites était beaucoup plus rapide.
La machine ne pourrait-elle pas écouter les relais de téléphonie, qui annonceraient leur positionnement, ce qui permettrait à la machine d'en déduire, vu l'heure et le jour, la liste des satellites potentiellement visibles ? Elle tenterait alors d'entendre d'abord ces satellites-là (j'imagine qu'il doit exister une sorte de catalogue avec des fréquences ou des identifiants spécifiques).
Mais en écrivant tout ceci, je m'aperçois que je suis bien faible en connaissance du système GPS et de son fonctionnement… A quand un petit article de synthèse pour nous instruire ?


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