La boussole et le GPS
La Boussole
Définition
La boussole est un instrument qui permet de s’orienter sur terre comme sur mer.
Histoire
La date de création de la boussole reste encore inconnue. Les premières boussoles auraient été conçues en Chine au XIème siècle. Appelée « poisson indiquant le sud ». Elle est décrite comme un poisson en fer flottant dans un bol rempli d’eau.
Principe
Pour comprendre le fonctionnement d’une boussole il faut comprendre celui de la Terre. En effet, la Terre contient de grandes quantités de métal en son centre. La rotation de cette masse de métal crée ce qu’on appelle un champ magnétique. Celle- agissant comme un aimant. Les aimants ont un pôle nord et un pôle sud. Lorsque deux aimants sont approchés l’un de l’autre, leurs pôles nord se repoussent, tout comme leurs pôles sud. A l’inverse leurs pôles opposés s’attirent, ainsi le pôle nord d’un aimant attire le pôle sud de l’autre aimant. Comme la Terre est un aimant gigantesque, son pôle nord magnétique attire le pôle sud de l’aiguille aimantée d’une boussole. Ce pôle est appelé le pôle Nord magnétique.
fonctionnement
La boussole contient une petite aiguille aimantée qui est placée sur un pivot lui permettant de tourner librement et de façon horizontale. Elle comprend une rose des vents, qui est un cercle gradué de 0°à 360°. Ce cercle est divisé en plusieurs parties indiquant les 4 points cardinaux. Un bout de l’aiguille indique le Nord, et l’autre bout indique le Sud. L’aiguille oscille et tend vers le champ magnétique terrestre vers le pôle nord. Ainsi l’aiguille tourne et se positionne toujours dans la même direction (Nord), elle ne tourne pas verticalement.
Mode d'emploi
Tenir la boussole bien à plat devant soi ou sur une carte pour aller d’un point A vers un point B. L’aiguille va alors indiquer le nord. Tourner le cadran gradué jusqu’à ce que la flèche d’orientation (marquée N (nord) ou 0°) soit alignée avec l’aiguille indiquant le nord, ce qui permet de connaître la position des trois autres points cardinaux.
Pour atteindre le point B, il faut pointer la flèche de direction vers ce point B, puis tourner le cadran rotatif jusqu’à ce que la flèche d’orientation se trouve sur l’aiguille qui indique le nord et vérifier que la flèche de direction est bien alignée avec le point B. La position est alors connue. L’aiguille doit être gardée sur la flèche d’orientation. Il faut suivre le chemin indiqué par la flèche de direction pour arriver au point B.
Si la boussole indique le Nord et utilise le magnétisme de la terre pour permettre de s’orienter quand est-il du GPS
Le GPS
définiton
GPS est l'acronyme de l'anglais "Global Positioning System", qui signifie « système de positionnement global», traduit en France par « Guidage par Satellite »
Il s'agit d'un système de localisation fonctionnant au niveau mondial.
On donne le nom de GPS au récepteur du système qui est un outil électronique intégré dans un téléphone ou dans une voiture.
Histoire
Le GPS a été étudié par l’armée américaine à partir de 1965 afin de pouvoir localiser ses avions, ses chars de combats ou ses missiles à quelques mètres près, quelle que soit leur position sur le globe. Les satellites nécessaires au fonctionnement du système ont été lancés à partir de 1989.
D’abord réservé aux militaires, le GPS a été rendu accessible aux civils, notamment en raison des services qu’il rendait dans le domaine de l’aviation.
Cependant pour le public la précision du signal n’atteignait que la centaine de mètres en coordonnées planes et 150 mètres en altitude. Cela jusqu’au premier mai 2000, date à laquelle le président Clinton a décidé l’arrêt de la dégradation du signal GPS par les militaires américains. Depuis, la précision d’un appareil GPS s’est vue améliorée d’un facteur dix.
EN 2016, l'Europe a lancé les premiers services de son système de navigation par satellites, Galileo. Le dispositif doit permettre une localisation plus précise pour les utilisateurs, avec l’ ambition de concurrencer le puissant GPS américain.
Grâce à Ariane 5, les trois prochains lancements Galileo se feront par groupe de quatre satellites. Celui du 17 novembre donc, suivi d'un lancement en 2017 puis d'un autre en 2018. En 2020, avec 30 satellites en orbite, le service sera complet. Ainsi, avec le GPS on peut savoir où est un train en France, mais avec Galiléo on pourra dire sur quelle voie.
Principe
Ce système comprend au moins vingt-quatre satellites émetteurs, et un nombre quasi-illimité de récepteurs. Les 24 satellites dédiés au système tournent autour de la terre à 20 000 km d’altitude, sur six orbites différentes. Le récepteur GPS échange des signaux radio après être entré en contact avec au moins trois de ces satellites.
Fonctionnement
Chaque satellite mis en orbite suit un trajet particulier autour de la Terre et émet un signal unique. Ces trajets sont choisis de manière à ce qu’il y ait 5 satellites au-dessus de notre tête quel que soit l’endroit où l’on est.
Un automobiliste monte dans sa voiture et met son GPS en marche. Dès l’allumage l’appareil cherche à se connecter avec au moins 3 satellites, pour connaître son emplacement exact. Lorsqu’il reçoit le signal satellite, le récepteur du GPS calcule la distance et la position du satellite. En fait, le satellite indique le moment précis de l’envoi du signal ce qui permet au GPS de savoir quelle est la durée du trajet du signal et sa distance par rapport au satellite. Il ne connaît pas encore son emplacement exact.
Techniquement, le récepteur est placé sur un globe terrestre dont le centre est le 1er satellite. Si les distances qui le séparent des 2 autres satellites sont connues sa position exacte est à l’intersection des 3 globes et de la terre.
Le GPS connaît alors la position de la voiture et il ne reste plus qu’à l’automobiliste d’entrer l’adresse de l’endroit où il veut aller. Le GPS calcule le trajet et une douce voix guide le conducteur.
Le GPS a ses limites , il est difficile de capter suffisamment de satellites lors de mauvais temps, en haute montagne, dans une forêt ou sous un tunnel, en plus comme le GPS fonctionne avec une batterie et des piles il consomme de l’énergie et se décharge vite.
Au contraire de la boussole, le GPS est un système de localisation fonctionnant au niveau mondial et l’on peut donc à tout moment connaître sa position exacte sur la surface du globe. C’est pour cela que la Commission Nationale Informatique et Liberté (CNIL) à demander aux fabricants des GPS de respecter le droit français car les données de géolocalisation sont des données à caractère personnel.
Plan de travail
Nous travaillons sur la boussole et le GPS.Dans une première étape nous décidons de travailler sur la boussole en abordant les questions suivantes : qui l'a conçue ,quels en sont le mécanisme et la composition et il en sera de même pour le GPS. La repartition de nos tâches a été faite ainsi : Abdelali a fait la documention et sélection d'images pour accompagner la rédaction et Mohamed a fait la rédaction pour synthétiser les connaissances acquises, les faire partager et les intégrer dans la page web.