Les coordonnées géographiques et standard NMEA

Les coordonnées géographiques permettent de localiser un lieu sur Terre à l’aide de trois valeurs :

• la latitude (en degrés) ;
• la longitude (en degrés) ;
• l’altitude par rapport au niveau moyen de la mer (en mètres).

Coordonnées géographiques : latitude, longitude et altitude

Ces 3 coordonnées (latitude, longitude, altitude) correspondent à la situation réelle d’un point sur le globe terrestre. Cependant, nous avons vu que nos cartes sont planes d'où la nécessité de projeter nos coordonnées sur un plan !

On considère un angle en degrés sexagésimaux.

1. Garder DD.
2. Diviser MM par 60 (il y a 60 minutes dans 1 degré).
3. Diviser SS par 3600 (il y a 3600 secondes dans un degré (60 secondes par minute)).
4. Additionner ces 3 valeurs pour obtenir l’angle en degrés décimaux.

On considère un angle en degrés décimaux.

1. Décomposer l’angle en partie entière et partie décimale.
   La partie entière DD donne le nombre entier de degrés.
2. Multiplier la partie décimale 0,dd précédente par 60, ce qui donne MM,mm et on redécompose en partie entière MM et en partie décimale 0,mm.
   Cette partie entière MM donne le nombre entier de minutes.
3. Multiplier la partie décimale 0,mm précédente par 60.
   Le résultat donne le nombre réel de secondes.
4. On retranscrit l’écriture complète pour obtenir l’angle en degrés sexagésimaux.

Le géographe Mercator a formalisé cette projection en 1569.
L’idée est de projeter la surface du globe sur la surface d’un cylindre dont l’axe est celui des pôles et qui est tangent au niveau de l’équateur comme le montre la figure suivante.

Projection cylindrique

Dans cette projection, les angles sont conservés, on dit que la projection est conforme. Les distances et les surfaces ne sont toutefois pas conservées !

Le mathématicien Lambert a présenté cette projection en 1772.
On se place cette fois dans un cône comme le montre la figure suivante. Cette projection est conforme (elle conserve également les angles).

Projection conique

Cette projection est la projection officielle de la France et est souvent noté Lambert93.

Il faut retenir qu’à l’échelle de la planète, il y a des erreurs non négligeables, mais les erreurs sont négligeables à l’échelle locale.

Derrière ces projections se cachent des formules mathématiques complexes. On est toutefois capable de placer correctement sa position sur la carte à partir des coordonnées géographiques.

L’échange des informations (entre les instruments et les équipements électroniques liés au récepteur GPS) se réalise à partir de différentes « phrases » qui peuvent être interprétées comme du texte. Ces phrases sont constitués de plusieurs champs séparés par des virgules. Il existe plus d’une trentaine de phrases dans le standard NMEA 0183, que l’on appelle trame.

Toutes ces trames commencent par le caractère $ suivi de 2 caractères qui identifient le système satellitaire (GP pour le système américain GPS, GL pour le système russe GLONASS, BD pour le système chinois BEIDOU et GA pour le système européen GALILEO).

La trame qui contient les informations de positionnement est la trame GGA, comme le montre la figure suivante.

Sur cette trame, on récupère certaines informations utiles comme :

• 1 : l’heure d’envoi par le satellite
• 2 : la latitude en degrés minutes
• 3 : N (Nord) ou S (Sud)
• 4 : la longitude en degrés minutes
• 5 : E (Est) ou W (Ouest)
• 7 : le nombre de satellites visibles
• 9 : l’altitude en mètres