POSITIONNEMENT EN MER ET NAVIGATION POUR LES GEOSCIENCES
Remis à jour en mars 2002

AVERTISSEMENT

1. INTRODUCTION: GEOSCIENCES MARINES, POSITIONNEMENT ET CARTOGRAPHIE

2. NAVIGATION A L'ESTIME:
DEFINITION, INTERET, MOYENS

3. NAVIGATION PAR REFERENTIELS EXTERIEURS

4. CONCLUSIONS


Références principales pour en savoir plus


Ce cours provient d'une publication par les auteurs à la Revue Océanis de l'Institut océanographique:

DEVERCHERE J., et MICHAUD, F., Positionnement en mer et navigation pour les Géosciences, revue OCEANIS, Institut Océanographique, Paris, vol. 23(2), 153-205, 2000.

Jacques Déverchère
François Michaud
1. INTRODUCTION: GEOSCIENCES MARINES, POSITIONNEMENT ET CARTOGRAPHIE
1.1 Besoins de positionnement en géosciences marines

1.2 Du point en mer à la carte: une succession d'approximations


1.2.1 Quelle surface de référence choisir (du géoïde à l'ellipsoïde)

1.2.2 Comment repérer un point de la surface de référence?

1.2.3 Comment projeter la surface terrestre? Quelle projection choisir?

1.2.4 Comment obtenir une représentation rigoureuse du monde en satisfaisant aux exigences de la navigation?
 
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2. NAVIGATION A L'ESTIME: DEFINITION, INTERET, MOYENS

2.1 Qu'est-ce que la navigation à l'estime?
2.1.1 Le cap
2.1.2 La route
2 .1.3 La vitesse
2.1.4 La dérive

2.2 Pourquoi naviguer à l'estime?

2.3 Comment naviguer à l'estime ?

2.3.1 Détermination du cap

2.3.2 Détermination de la vitesse
- Vitesse 'surface' (ou de surface)
- Vitesse 'fond' (ou sur le fond)

2.4 Applications de la navigation estimée

2.4.1 Loxodromie et orthodromie


2.4.2 Report du point sur la carte

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3. NAVIGATION PAR REFERENTIELS EXTERIEURS

3.1 Présentation du problème

3.2 Précision requise des systèmes utilisés

3.3 Navigation astronomique

3.4 Propagation des ondes électromagnétiques

3.5 Système GPS: la révolution dans le positionnement en mer

3.5.1 Principe de la mesure GPS


3.5.2 Description sommaire du système GPS
3.5.2.1 Les satellites
3.5.2.2 Le réseau de contrôle et de commande
3.5.2.3 Les récepteurs

3.5.3 Le traitement de base des signaux GPS

3.5.3.1 Lois élémentaires d'exploitation

3.5.3.2 Modes d'exploitation

3.5.3.3 Performances et précision

3.6 Les autres systèmes de positionnement radioélectrique
3.6.1 Le système satellitaire TRANSIT: principe
3.6.2 Les sytèmes radioélectriques terrestres

3.7 Positionnement sous la mer
3.7.1 Positionner un submersible autonome
3.7.2 Positionner un objet surle fond

3.8 Application: recoupement de données acquises
dans différentes périodes ou par différentes méthodes

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4. CONCLUSIONS

- Les données acquises en mer gardent une importance cruciale et une grande complémentarité par rapport aux données satellitaires sur les grands océans;

- Le fait de reporter des points ou des routes sur une carte entraîne toujours des approximations qui limitent dans des proportions variables leur précision: il faut avoir conscience de ces limitations qui dépendent du choix de l'opérateur;

- La précision du positionnement obtenu en mer peut aussi varier considérablement suivant le typede mesure, ou l'instant et le lieu de mesure; la réception peut également se dégrader temporairement, ou l'acquisition numérique défaillir: il convient donc de toujours garder une capacité à naviguer à l'estime, de connaître les performances de son système, et d'adapter la navigation au besoin spécifique du scientifique;

- Le positionnement par le système GPS tend à devenir prépondérant sur les autres systèmes, qui cherchent à rester complémentaires; il autorise une couverture mondiale et continue avec une précision compatible avec la plupart des mesures effectuées en mer dans le domaine des géosciences marines;

- il convient de rester prudent dans l'utilisation des bases de données numériques mondiales ou régionales, qui sont souvent interpolées et 'lissées': elles n'ont de valeur qu'à certaines 'longueurs d'onde', et doivent être systématiquement contrôlées et validées (et si nécessaire 'recalées', ou repositionnées) par comparaison avec des données équivalentes acquises en mer.

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Références principales pour en savoir plus

Guide du navigateur, volume 2 (méthodes et instruments de navigation), Service Hydrographique et océanographique de la Marine, Paris, 1992, 370 pages (ISBN 2-11-080618-4).

Radionavigation - radiolocalisation, par Paul Fombonne, Ed. Masson, Paris, 1983, 304 pages (ISBN 2-225-77396-3).

Radionavigation, Service Hydrographique et océanographique de la Marine, Paris, n• 91.

Traité de navigation, par Michel Caillou, Dominique Laurent, et François Percier, Ed. Masson, Paris,1989, 555 pages (ISBN 2-225-81440-6).

Coordinate systems and map projections (2ème édition), par D.H. Maling, Pergamon Press, Oxford, 1992, 476 pages (ISBN 0-08-037234-1).

GPS theory and practice, par B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger et J. Collins, Springer-Verlag, 1994 (ISBN 3-211-82591-6).

GPS: un positionnement précis à la portée de tous, par Eric Calais, Technologies Internationales, N• 25, juin 1996, pages 2-6.

Sites Web sur le GPS: deux sites de professionnels français: Christophe VIGNY (ENS Paris, en français) et Eric CALAIS (Univ. Purdue, Indiana, Etats-Unis, en anglais)

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AVERTISSEMENT
Ce cours ne reprend pas sen détail les traités de navigation: son but est simplement de donner les éléments essentiels nécessaires à la compréhension des problèmes de positionnement et de navigation qui se posent couramment lors des campagnes en mer dans le domaine des géosciences marines. Il est à considérer comme une introduction pour les étudiants devant se rendre pour la première fois à bord d'un navire océanographique.

 

 

 

 

Remerciements: Les auteurs remercient Yves Descatoire et Caroline Ramel (CNRS)
pour la réalisation et l'amélioration des illustrations et de ce site Web.