Premier pas en montagne avec le GPS (plan)

gps_avec_ombre.jpg figure 1

 figures 2,3,4,5

Une grande partie des exemples et des dessins utilisés ci-dessous reprennent un itinéraire classique : Départ du refuge du Goûter en direction du refuge Vallot, les captures d’écran, sont des extraits de ce parcours. Voir GPS figure 1.

Cet itinéraire passe par des points définis à l’avance Figure 6. Un WAY POINT se caractérise par des coordonnées, une altitude (facultative), un nom court et un commentaire.

Dans notre exemple, la position du GPS sur cet itinéraire (captures d’écran) est : figure 7

C’est à dire à 500m environ du refuge du Goûter, le long de l’arête qui mène au Dôme. figure 8

figure 8

Qu’est-ce qu’une route, une trace ? figure 9

figure 9

satellites.jpg commentaire : positionnement en 2D avec trois satellites(figure 10)

En (figure 11)le bandeau du sommet de l’écran informe l’utilisateur du mode utilisé (2D ou 3D) :

2dou3d.jpg (figure 11) écran d’information GPS du récepteur ou page satellite.

Dans de bonnes conditions : pas d’arbres, horizon dégagé, beaucoup de satellites en vue, la précision courante est de l’ordre de 4 à 6 mètres sur le plan horizontal et de 10 à 30m en vertical. Cette précision est parfois estimée approximativement par le récepteur lui-même en tenant compte du nombre et de l’élévation des satellites disponibles ainsi que de la qualité de la réception. Cette information n’est qu’indicative, dans l’exemple ci-dessus (figure 11)

la précision estimée est de 6,8m, ce qui place l’appareil dans un cercle de 14m de diamètre. Dans le cas de notre illustration, 5 satellites sont disponibles, deux en cours d’identification, c’est une situation normale en plaine, bonne sur un relief. Les rares pannes dans le système des 24 satellites sont très rapidement réparées. Une dégradation volontaire par l’armée américaine reste possible mais improbable, par exemple au plus fort de la guerre du golfe, le brouillage a été paradoxalement interrompu car beaucoup de militaires présents étaient équipés de modèles civils. Statistiquement il faut savoir qu’une dégradation temporaire de la précision pouvant atteindre 100m pendant quelques minutes est possible à tout moment…prudence donc si une corniche n’est pas loin.

Dans une forêt épaisse, le récepteur ne fonctionne plus, le positionnement n’est alors possible que dans les clairières ou avec une antenne envoyée au-dessus de la canopée à l’aide d’un ballon, mais cela dépasse de loin les moyens d’un simple randonneur. Un obstacle vertical occulte une partie du ciel, et dégrade la précision en masquant des satellites. Il en est de même en fond de vallée ou entre des immeubles.

Il est possible de demander à la plupart des récepteurs d’affiner une position (WAY POINT) en calculant longuement et finement la position à l’arrêt (technique de calcul de moyennes). Après 30 min d’attente, il est possible d’obtenir une précision de 3 à quatre mètres. Cette technique est intéressante pour le repérage de points précis comme les entrés de cavités ou les refuges.

Les premiers récepteurs GPS n’affichaient que des informations chiffrées sur la position, le cap à suivre, la vitesse etc. (figure 12)

gps_pas_map.jpg(figure 12)

En pleine tempête à la recherche du refuge Vallot, alors que vous osez à peine sortir la carte plastifiée ; le GPS semble difficilement utilisable sans apprentissage

La figure 13 liste et résume quelques-unes une des informations fournies par l’appareil.

detail_des_infos_affichees.jpg(figure 13)

Avec la miniaturisation, le progrès technique, les écrans dont la définition ne cesse d’augmenter et surtout les mémoires qui acceptent maintenant une grande quantité d’informations, la cartographie électronique portable devient possible, la planète mer est déjà en grande partie vectorisée ou numérisée, les routes et plans de ville aussi. (figure 14) Sommet de page

annecy.jpg(figure 14)

Les récepteurs qui acceptent une cartographie numérique sont donc de plus en plus courants et économiques. Quelles que soient leurs performances, ils n’affichent que ce que l’on leur donne à manger, c’est à dire rien de plus que les autres pour ce qui est de la partie centrale des massifs alpins. Les villages et routes sont présents, c’est tout. En ville, c’est différent (voir figure 14). Le futur proche nous apportera la carte vectorielle des espaces naturels, et les écrans couleur haute définition sur des récepteurs portables légers et économes en énergie. Il sera alors temps d’envisager de reléguer la carte sous forme d’accessoire de secours.

Le GPS est-il une boussole ? Sommet de page

gpsboussole.jpg(figure 15) Ecrans texte d’un GPS réglé pour aller vers un WAY POINT situé au 132 à l’arrêt et en déplacement.

La boussole est donc un complément très utile du GPS en montagne : Pour aller vers un WAY POINT il ne reste qu’à lire l’azimut à suivre, éteindre le GPS pour économiser les piles. Dans l’exemple suivre l’azimut 132° pendant 300m devrait être réalisable. Nous ne tenons pas compte de la déclinaison magnétique, négligeable dans nos régions pour l’instant. (figure 16)

boussole132.jpg(figure 16)Boussole réglée pour un cap au 132

Le GPS est-il un altimètre ? Sommet de page

Oui, mais un mauvais altimètre, tout juste capable de concurrencer l’altimètre basique intégré dans certaines montres par exemple. Il s’agit aussi d’un altimètre qui ne capte pas la pression et ne donne aucune indication sur l’évolution du temps. Certains modèles intègrent un capteur de pression et remplissent donc les deux fonctions de manière satisfaisante et précise. Tout inconvénient ayant son avantage, le GPS en tant qu’altimètre ne se dérègle pas au passage d’une perturbation météo. En mode MARK WAY POINT, une option POSITION MOYENNE permet lors d’un arrêt d’optimiser le calcul de l’altitude d’un endroit précis. En 30 minutes, l’erreur est de moins de deux mètres (testé à plusieurs reprises au bord de la mer), cela permet de recaler l’altimètre atmosphérique en l’absence de point caractéristique sur le terrain. Certains GPS enregistrent les altitudes avec les traces, ce qui permet de les exploiter au retour pour établir des profils, les WAY POINTS contiennent aussi un champ « altitude » qui peut être récupéré et exploité comme dans l’exemple (figure 17)

profil_gouter_vallot.jpg(figure 17)

Des modèles mathématiques nombreux et complexes (systèmes géodésiques s’appuyant sur des ellipsoïdes de référence) prennent en compte la forme réelle de notre planète, selon l’endroit ou l’on se trouve, il faudra changer de système de référence ( UPS pour le pôle Nord par exemple) (Figure 18)

(Figure 18) systeme_geodesique.jpg

Sur terre, on utilise classiquement le système WGS 84 qui modélise la forme de la planète et les coordonnées du système UTM basé sur la projection de Mercator. Celui-ci définit 6 secteurs sur trois fuseaux en France ( 30, 31, 32, T et U) voir (Figure 19). La carte que vous utilisez doit proposer un carroyage UTM (c’est le cas des cartes IGN compatibles). La quasi-totalité des récepteurs GPS sachant afficher les positions au format UTM. Les anciennes cartes IGN utilisent en général le système Européan 1950 ou ED 50.

La France métropolitaine est sur 3 fuseaux UTM : UTM Nord fuseaux 30, 31 et 32.

 

Coordonnées géographiques Exprimées en grades ou en degrés sexagésimaux, les coordonnées géographiques donnent la latitude et la longitude d'un lieu par rapport à un méridien origine : système ED50 : méridien de Greenwich dit méridien international système NTF : méridien de Paris

Projection Lambert La France métropolitaine est découpée en 4 zones : Lambert I, II, III, IV (Corse). Pour des besoins de représentation globale de la France une projection Lambert II étendu a été créée.    Coordonnées figurant sur les cartes topographiques   Les deux échelles figurant dans le cadre portent des chiffraisons kilométriques : vers l'intérieur : en noir, les amorces du quadrillage kilométrique Lambert "zone", c'est-à-dire Lambert I, II, III ou IV. La valeur des Y des coordonnées en "Lambert zone" est toujours précédée du numéro de la zone Lambert (exemple : 3196 = 196 000 m Lambert III). en bleu, les amorces du quadrillage kilométrique Lambert II étendu. Le quadrillage Lambert II étendu n'est pas tracé sur la carte mais, en plus des amorces dans la marge, des croisillons à l'intérieur de la carte tous les kilomètres permettent de le reconstituer. en grades, les latitudes et longitudes rapportées au système français NTF   vers l'extérieur : en noir, les amorces du quadrillage UTM du fuseau correspondant à la zone; en limite de deux fuseaux, les amorces coexistent en bleu et noir, les valeurs les plus faibles correspondant au fuseau de numéro supérieur. en degrés, les latitudes et longitudes rapportées au système ED50

 

 

Premier pas en montagne avec le GPS

Les récepteurs GPS peuvent être configurés pour afficher la position sous un format qui correspond au quadrillage des cartes IGN compatibles GPS (quadrillage UTM). Les chiffres du cadre des cartes TOP 25 correspondent au système WGS 84 (système géodésique mondial) ou ED 50 pour les anciennes cartes (cf chapitre suivant) . Le quadrillage bleu UTM de 1km sur 1km permet de se repérer rapidement avec les données chiffrées affichées par l’appareil(figure 20). Il vous faudra circuler dans les sous menus de configuration de votre GPS pour sélectionner le système géodésique utilisé par la carte que vous emportez sur le terrain et pour choisir le format de la position (UTM/UPS) pour une carte compatible GPS.

report_cord_utm_map.jpg(figure 20)

ancienne_carte_ign_et_coord.jpg (la figure 21)

Vous pouvez rendre ces cartes compatibles en traçant le quadrillage UTM ED 50 avec une règle de 1,50m (flèches vertes sur la figure 21. Celui-ci n’est pas parallèle aux bords de la carte. Attention, si la carte est en limite de deux fuseaux UTM, il doit y avoir concordance entre le fuseau utilisé par le récepteur GPS et celui disponible pour le report sur la carte.

Parfois cela n’est pas si simple car les anciennes cartes n’indiquent pas toujours clairement le système utilisé. Il vous faudra alors effectuer une confirmation au moment de votre arrivée sur le terrain en comparant les coordonnées affichées par le récepteur réglé sur le système géodésique supposé et la position lue sur la carte après traçage du carroyage. Les deux positions devant être confondues. L’erreur entre WGS 84 et ED 50 peut atteindre 200m, (figure 22).

wgs84_ou_ed50.jpg (figure 22)

report_cord_utm_map_detail.jpg(figure 23)

(cette règle doit etre imprimée à l’échelle, c’est à dire 4cm pour le km, la largeur totale de la règle étant de plus de 12 cm. Image : regle_gps.jpg(figure 24) Sommet de page

Utilisation de la règle GPS : Sommet de page

regle_gps_mose_emploi.jpg(figure 25)

way_et_trace.jpg(figure 27)

Il est conseillé de reporter les points de route sur la carte en les entourant et en notant leur nom ou leur numéro à coté. Vous pouvez aussi noter l’heure, les distance et tenir sur papier une feuille de route, équivalente au carnet de bord du marin. (figure 28)

carte_main.jpg(figure 28)

Aller vers un WAY POINT : (figure 29)

L’écran pointeur du GPS affiche ces indications sous une forme graphique qui rappelle le compas des marins.(figure 29)

ecran_pointeur.jpg (figure 29)

La figure 30 permet de comparer l’affichage sur le GPS et la situation sur la carte.

goto_way.jpg (figure 30)

Enregistrer sa trace et la suivre au retour : (figure 31)

goto_way_trace.jpg(figure 31)

Astuce : La composition de traces est aussi possible sur ordinateur avant le départ, il suffit de charger en mémoire l’itinéraire idéal pour suivre à l’identique le chemin réalisé l’année précédente.

Ceci permet aussi de créer une ébauche de cartographie en absence de carte vectorielle embarquée. Dans l’exemple : (figure 32) c’est la position de l’arête cornichée qui est indiquée, il devient alors facile de savoir que l’on s’approche du danger.

goto_way_trace_arete.jpg(figure 32)

La (figure 33) présente la liste des points disponibles dans l’appareil, quatre d’entre eux ont servi à confectionner l’exemple de la figure 34

liste_ways.jpg(figure 33) liste de WAY POINTS

route.jpg(figure 34) Une route : sur le GPS, sur la carte et sur la feuille de route.