Se positionner : l'évolution du Transit à Galiléo

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Mercredi 9 février 2022 à 15h45

De tout temps, se positionner a été une préoccupation majeure. En maritime plusieurs moyens ont été utilisés, nous pouvons citer pour la navigation côtière, les amers terrestres, les moyens radioélectriques tels que la gonio, le Decca, le Loran..., et pour l’hauturière, les astres et, depuis 1967, les satellites. A partir de cette date, les systèmes satellitaires sont devenus le moyen le plus précis. Quant à l’astro, indépendante énergiquement, elle reste, en cas de défaillance du système électrique, la plus sûre pour une traversée océanique.

Les premiers modèles du marché ©Albert Brel
De tout temps, se positionner a été une préoccupation majeure. En maritime plusieurs moyens ont été utilisés, nous pouvons citer pour la navigation côtière, les amers terrestres, les moyens radioélectriques tels que la gonio, le Decca, le Loran..., et pour l’hauturière, les astres et, depuis 1967, les satellites. A partir de cette date, les systèmes satellitaires sont devenus le moyen le plus précis. Quant à l’astro, indépendante énergiquement, elle reste, en cas de défaillance du système électrique, la plus sûre pour une traversée océanique.

L’évolution des systèmes satellitaires des années 60 à nos jours

Le système Transit

Le système Transit, le plus ancien positionneur par satellite (1964), avait été développé par les Etats-Unis dans le but d’un positionnement précis de ses forces navales. En 1967, il a été ouvert à tous pour une utilisation civile. A son origine, il comportait 5 satellites tournant à une vitesse de 27 000 km/h autour de la terre en passant par les pôles et étaient positionnés à une altitude de 1000 km. Compte tenu de cette vitesse et de la rotation de la terre, on pouvait estimer que chaque point de la terre passait sous chacune des orbites en moyenne deux fois par jour. A leur lancement, les satellites étaient inclinés de 30° mais n’avaient pas une stabilité suffisante qui rajoutée à leurs dérives pouvaient introduire des erreurs et défavorisaient des régions au profit d’autres. Pour pallier ces défaillances et ne pouvant pas rectifier la trajectoire des satellites, des stations terrestres captaient à chaque passage leur position, les transmettaient à un centre de calcul qui réémettaient les données réactualisées vers les satellites. Chaque satellite, après mise à jour, renvoyait 24h/24 les informations vers la terre. Chaque message avait une durée de 2 minutes. Lorsque l’on passe son permis bateau, on nous apprend qu’il faut au minimum le relèvement de deux points pour avoir une position. Avec le système Transit, on ne travaille plus sur des relèvements mais sur une variation de fréquence (effet Doppler). Le satellite émet son signal sur une fréquence précise voisine de 400 Mhz ; cette dernière, déformée par effet Doppler, est reçue par le récepteur Transit qui la compare à celle qu’il génère de 400 Mhz. Si les deux fréquences (émise et générée) sont identiques, le satellite culmine, il est au plus proche du mobile. Si la fréquence reçue est différente : plus élevée, il s’approche, plus faible, il s’éloigne. Le récepteur calcule tout d’abord la position du satellite et ensuite sa propre position par rapport à cette dernière. Là, on retrouve le principe du relèvement terrestre, deux calculs donnent une position, mais pour que celle-ci soit précise compte tenu des déplacements (satellite et bateau), il faut au minimum 5 à 6 droites. On peut comparer ce positionnement à celui par relèvement successif d’un même amer. Un certain nombre de critère influe sur la précision. Les plus significatifs sont la vitesse de déplacement du bateau, le temps de réception du signal, la hauteur du satellite qui doit être comprise entre 10° et 75° et celle de l’antenne, etc. En pratique, dans de bonnes conditions, elle était de l’ordre de l’ordre de 0,5 à 1 mille. Reste le nombre de points exploitables par jour. Là, il faut tenir compte de la position du bateau. Les satellites étant à orbite polaire, il y a plus de satellites aux latitudes élevées qu’à l’équateur.

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Evolution GPS portable 1980-2020© Albert Brel

Le Transit en navigation hauturière

Pour avoir effectué une traversée de l’Atlantique avec un récepteur Transit, je dois reconnaître que c’était d’un grand confort. On se contentait de deux points par 24 heures d’une précision de l’ordre du mille. Entre ces points, le récepteur entretenait l’estime. Au début notre méfiance nous amenait à contrôler la position au sextant, ensuite c’est le récepteur qui affinait notre point astro.

Du Transit au GPS

Le système Transit a cessé d’être opérationnel fin 1996. Le GPS (Etats-Unis) a pris la relève. Bien que l’appellation GPS soit monnaie courante, il y a d’autres systèmes comme le GLONASS (Russe), BEIDOU (Chinois), QZSS (Japon), Galiléo (Europe), un système indien, etc., il est donc plus correct de parler de GNSS (Global Navigation Satellite System). Sans entrer dans les détails que nous avons déjà largement décrits dans nos articles, il est bon de rappeler le principe de base. Une constellation d’environ de vingt satellites, placés à une altitude de 20.000 mètres et répartis sur 6 orbites inclinées à 55°, tourne autour de la terre en 11h56 mn. Ils émettent en permanence un signal donnant, entre autres, l’heure exacte (horloge atomique) et leur position. Pour que ces informations soient les plus exactes possible, des stations terrestres les reçoivent, les réactualisent en temps réel et les réémettent vers les satellites. Le récepteur GPS analyse ces données et est à même d’en déduire la distance et la direction entre lui et le satellite. On en revient au principe du relèvement, un satellite permet d’obtenir une droite sur laquelle on se trouve, deux la position et trois de l’affiner (triangle). Les premières générations de GPS étaient monocanales ce qui les obligeaient à traiter les signaux émis un par un. Maintenant tous les récepteurs (nouvelle génération) sont multicanaux et peuvent recevoir en même temps les signaux émis et les traiter.

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Premier GPS fixe transit mis sur le marché© Albert Brel

Qu’en est-il de la précision ?

Avec le système GPS, on peut obtenir une très grande précision. Mais, le système étant en premier destiné à l’armée américaine, les signaux dits civils ont été volontairement dégradés. Les premières années, la dégradation était de quelques centaine de mètres cependant celle-ci a partiellement pris fin en 2000. Elle est à ce jour de l’ordre de quelques mètres ce qui est largement suffisant en navigation de plaisance et ce d’autant plus qu’elle est supérieure à celle des cartes.

Du GPS à Galiléo

Galiléo est un système européen qui est en service depuis 2016, mais pas encore dans sa configuration finale qui est annoncée pour 2025. Il travaille sur le même principe que le GPS et est compatible. Les nouvelles générations de récepteur GPS peuvent travailler indifféremment sur les deux systèmes pour affiner la position qui est annoncée de quelques décimètres. Pour la navigation de plaisance une telle précision n’est pas utile. Elle le devient pour des applications comme l’automatisation de la conduite automobile, le train, les avions, etc.

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Première montre GPS© Albert Brel

Notre avis

La plupart du temps, le GPS est interfacé à la cartographie et au pilote, c’est un plus en navigation. Il donne en permanence la position du bateau, sa vitesse, son cap… En pratique, il libère le navigateur et le sécurise. Mais, le GPS est tributaire de son alimentation électrique, il reste une aide à la navigation. Il est vrai que, bien souvent, on a à bord plusieurs GPS (téléphone, montre, etc.) qui donnent la position, mais encore faut-il avoir des cartes papier pour la reporter. Un conseil, pour la navigation côtière ayez à bord les cartes papier et un compas de relèvement pour pouvoir vous positionner par rapport à des amers portés sur la carte et, en hauturier, un sextant et les éphémérides pour vous positionner par rapport aux astres.

L'équipe
Nathalie Moreau
Nathalie Moreau
Nathalie Moreau est l'atout voyage et évasion de l'équipe, elle est passionnée de croisières et de destinations nautiques. En charge du planning rédactionnel du site figaronautisme.com et des réseaux sociaux, Nathalie suit de très près l'actualité et rédige chaque jour des news et des articles pour nous dépayser et nous faire rêver aux quatre coins du monde. Avide de découvertes, vous la croiserez sur tous les salons nautiques et de voyages en quête de nouveaux sujets.
Gilles Chiorri
Gilles Chiorri
Associant une formation d’officier C1 de la marine marchande et un MBA d’HEC, Gilles Chiorri a sillonné tous les océans lors de nombreuses courses au large ou records, dont une victoire à la Mini Transat, détenteur du Trophée Jules Verne en 2002 à bord d’Orange, et une 2ème place à La Solitaire du Figaro la même année. Il a ensuite contribué à l’organisation de nombreux évènements, comme la Coupe de l’America, les Extreme Sailing Series et des courses océaniques dont la Route du Rhum et la Solitaire du Figaro (directeur de course), la Volvo Ocean Race (team manager). Sa connaissance du monde maritime et son réseau à l’international lui donnent une bonne compréhension du milieu qui nous passionne. Il collabore avec les équipes de METEO CONSULT et Figaro Nautisme depuis plus de 20 ans.
Sophie Savant Ros
Sophie Savant Ros
Sophie Savant-Ros, architecte de formation et co-fondatrice de METEO CONSULT est entre autres, directrice de l'édition des « Bloc Marine » et du site Figaronautisme.com. Sophie est passionnée de photographie, elle ne se déplace jamais sans son appareil photo et privilégie les photos de paysages marins. Elle a publié deux ouvrages consacrés à l'Ile de Porquerolles et photographie les côtes pour enrichir les « Guides Escales » de Figaro Nautisme.
François Tregouet
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Depuis toujours, François est passionné de voile en général et de multicoques en particulier. En croisière ou en course, de l’Europe à l’Australie, il ne les délaisse que lorsque le règlement l’exige : Mini-transat, Fastnet, Giraglia… Jamais rassasié de nouveautés, il a assisté à la plupart des salons sur les cinq continents. Depuis 2018 il se consacre entièrement à la rédaction et à l’information, notamment pour Figaro Nautisme.
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Albert Brel
Albert Brel, parallèlement à une carrière au CNRS, s'est toujours intéressé à l'équipement nautique. Depuis de nombreuses années, il collabore à des revues nautiques européennes dans lesquelles il écrit des articles techniques et rend compte des comparatifs effectués sur les divers équipements. De plus, il est l'auteur de nombreux ouvrages spécialisés qui vont de la cartographie électronique aux bateaux d'occasion et qui décrivent non seulement l'évolution des technologies, mais proposent aussi des solutions pour les mettre en application à bord des bateaux
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Charlotte est une véritable globe-trotteuse ! Très jeune, elle a vécu aux quatre coins du monde et a pris goût à la découverte du monde et à l'évasion. Tantôt à pied, en kayak, en paddle, à voile ou à moteur, elle aime partir à la découverte de paradis méconnus. Elle collabore avec Figaro Nautisme au fil de l'eau et de ses coups de cœur.
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Max est tombé dedans quand il était petit ! Il a beaucoup navigué avec ses parents, aussi bien en voilier qu'en bateau moteur le long des côtes européennes mais pas que ! Avec quelques transatlantiques à son actif, il se passionne pour le monde du nautisme sous toutes ses formes. Il aime analyser le monde qui l'entoure et collabore avec Figaro Nautisme régulièrement
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Denis Chabassière
Naviguant depuis son plus jeune âge que ce soit en croisière, en course, au large, en régate, des deux côtés de l’Atlantique, en Manche comme en Méditerranée, Denis, quittant la radiologie rochelaise en 2017, a effectué avec sa femme à bord de PretAixte leur 42 pieds une circumnavigation par Panama et Cape Town. Il ne lui déplait pas non plus de naviguer dans le temps avec une prédilection pour la marine d’Empire, celle de Trafalgar …
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Après une carrière internationale d’ingénieur, Michel Ulrich navigue maintenant en plaisance sur son Targa 35+ le long de la côte atlantique. Par ailleurs, il ne rate pas une occasion d’embarquer sur des navires de charge, de travail ou de services maritimes. Il nous fait partager des expériences d’expédition maritime hors du commun.
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Eric Mas est l'un des fondateur de METEO CONSULT – La Chaîne Météo. Éminent spécialiste de météo, Eric est également un marin passionné qui a routé les plus grands skippers sur toutes les eaux du globe : VDH lors du premier Vendée Globe, Philippe Jeantot, Jean Maurel, Michel Desjoyeaux, Francis Joyon, et tant d'autres. Actuellement il participe au projet de Lalou Roucayrol sur son multi 50.
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METEO CONSULT est un bureau d'études météorologiques opérationnel, qui assiste ses clients depuis plus de 30 ans. Les services de METEO CONSULT reposent sur une équipe scientifique de haut niveau et des moyens techniques de pointe. Son expertise en météo marine est reconnue et ses prévisionnistes accompagnent les plaisanciers, les capitaines de port et les organisateurs de courses au large depuis ses origines : Route du Rhum, Transat en double, Solitaire du Figaro…