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Thème 5
Activité 2 - Connectée

Le principe de la géolocalisation

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Introduction
« Vous êtes ici. » Disponible dans la plupart des objets connectés, smartphones, tablettes ou ordinateurs, la géolocalisation, technologie développée depuis les années 1970, s'est démocratisée dans les années 2000 pour répondre aux différents besoins du grand public.

Capacités
  • Décrire le principe de fonctionnement de la géolocalisation.
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Comment les systèmes GPS et Galileo identifient-ils une position ?
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Documents

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Doc. 1
Coordonnées géographiques

Tout comme chaque maison a son adresse, chaque point sur la surface de la Terre peut être repéré par ses coordonnées de latitude et de longitude. La latitude notée φ est l'angle formé entre la verticale du lieu considéré, et le plan équatorial. La latitude est donnée en degré, de 0° à 90° des deux côtés de l'équateur, en spécifiant la latitude Nord et Sud. Par exemple, la latitude de la tour Eiffel est de 48,858° au nord.

La longitude notée λ est une autre coordonnée angulaire définissant la position d'un point sur la surface de la Terre. La longitude est définie comme l'angle pointant vers l'ouest ou l'est par rapport au méridien de Greenwich. La longitude peut être définie au maximum à 180° à l'est et à 180° à l'ouest. En reprenant l'exemple de la tour Eiffel, celle-ci a une longitude de 2,294° vers l'est.

La latitude et la longitude peuvent être subdivisées en deux sous-unités : la minute d'arc (1° = 60′) et la seconde d'arc (1′ = 60″). Par exemple, la position du viaduc permettant au Poudlard Express de rejoindre Poudlard dans Harry Potter, a pour coordonnées géographiques 56,876° N et 5,432° O, ce qui peut également s'écrire 56° 52′ 35″ N et 5° 25′ 54″ O.
Placeholder pour Harry Potter, Poudlard ExpressHarry Potter, Poudlard Express
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globe terrestre
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coupe globe terrestre
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Doc. 2
Trilatération

Trilatération
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Le système GPS permet de déterminer une position par trilatération. Pour mieux comprendre, on peut imaginer un voyageur totalement perdu quelque part en France demandant son chemin à un passant :
« Vous êtes à 66 km de Roanne. »
Cette information signifie que le voyageur se situe sur un cercle de rayon égal à 66 km autour de Roanne. En questionnant un autre passant, celui-ci pourrait indiquer :
« Vous êtes à 236 km de Rodez. »
Couplée avec la première information, il ne reste plus que deux positions possibles. Mais si une autre personne précise :
« Vous êtes à 95 km de Grenoble. »
Alors là, plus aucun doute, le voyageur sait exactement où il se situe !
Dans le monde tridimensionnel, les satellites GPS diffusent des signaux qui se propagent sous forme de sphère. Chaque satellite est au centre d'une sphère et l'endroit où toutes les sphères se croisent correspond à la position du récepteur GPS.
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Doc. 3
FGalileo et l'indépendance des Européens

Galileo est devenu opérationnel en décembre 2016, mais la mise en place de tous les satellites n'est pas encore achevée : la constellation doit compter en tout 30 satellites, dont 24 en service et les 6 autres en réserve. Il permet à un particulier de connaître sa position géographique ou d'établir un itinéraire avec une précision de pointe : Galileo est exact au mètre près, là où le GPS l'est dix fois moins.

Pour l'Union européenne, Galileo est un outil stratégique. Il lui permet d'être indépendant par rapport au GPS américain, indépendance que Bruxelles entend faire durer : pour la période 2021 à 2027, un financement de 9,7 milliards d'euros est prévu […]. De quoi aussi préparer la future génération de Galileo.
J. Lausson
« Galileo : le "GPS européen" », Numerama, 09 septembre 2019.
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Questions

Retrouvez un questionnement différencié sur le .

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1. Doc. 1. Repérer les noms des angles permettant de déterminer la position d'un lieu sur la Terre.

2. Doc. 1. En utilisant , trouver le nom du viaduc emprunté par le Poudlard Express.

3. Doc. 2. En utilisant le site , retrouver le lieu où se situe le voyageur.

4. Réaliser un schéma en 2D expliquant le principe de la trilatération.

Cliquez pour accéder à une zone de dessin
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5. Doc. 3. Expliquer pourquoi Galileo est un outil stratégique pour l'Union européenne.

6.
Bilan
Expliquer le fonctionnement de la géolocalisation par satellite.
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