Le système GPS

Comment choisir son GPS (V)

GPS Garmin Nüvi 360 T autonome ou "All-In-One" équipé d'un écran tactile. Le cable alimente le système en électricité via l'allume-cigare.

Après des débuts timides au début des années 2000, aujourd’hui le marché des GPS est pléthore avec plusieurs dizaines de marques à travers le monde proposant chacune jusqu'à plusieurs dizaines de modèles. Comment s’y retrouver dans un tel choix ? Y a-t-il des marques plus fiables que d’autres ? Quelle est la gamme de prix ? Faut-il acheter un GPS intégré au véhicule ou un portable ? Faut-il achter une antenne externe ? Comment relie-t-on un GPS à un PDA ? Quel logiciel faut-il acheter pour un PDA ? Voilà autant de questions qui intéressent tout acheteur et que nous allons aborder.

Disons tout de suite qu’il y autant de modèles de GPS que d’utilisateurs ou presque. En effet, le géométre-expert ne peut pas se contenter du matériel grand public comme un ingénieur télécom ne peut pas se contenter d’une radio portative s’il veut écouter le spectre des hautes fréquences en haute résolution.

Les chercheurs comme les topographes et les géomètres ont des besoins propres à leur métier et doivent utiliser du matériel de top niveau à la hauteur de leur mission.

Un récepteur GPS professionnel muni de son contrôleur, de son antenne et de son logiciel de gestion coûte jusqu’à… 23000 € et est souvent dédoublé lorsqu’il s’agit d’effectuer des mesures de positionnement différentiel. Les grandes marques sont Leica, Magellan (ex Thalès) et Trimble notamment.

Pour le grand public les prix sont heureusement plus accessibles et démarrent à 119 € (Magellan eXplorist 100) mais peuvent atteindre 3300 € (Garmin traceur GPSMAP 3010C) sans les accessoires. Dans cette gamme interviennent d’autres fabricants parmi lesquels Altina, DeLorme, Emtac, Fortuna, Garmin, Geonav, GlobalSat (Bayo, Cricel), Lowrance, Magellan, Medion, Mio, Navman, Silva, Tectus, TomTom et ViaMichelin

Il faut y ajouter les fabricants de combinés (voir plus bas) tel que ASUS, Benefon (Geoloc) ou Nokia parmi d'autres sans oublier les fabricants de PDA (Acer, Dell, Eten, Fujitsu-Siemens, HP, Palm, Qtek, Sony, Toshiba, etc) qui proposent soit par défaut un GPS intégré à leur PDA soit un connecteur pour relier un GPS externe au PDA par liaison série, PCMCIA ou Bluetooth par exemple.

Les catégories de GPS grand public

La technologie mobile est un monde en soi et en évolution permanente. Il est donc normal qu'un amateur non spécialiste éprouve des difficultés pour s'y retrouver entre les différents acronymes et modèles de PDA, PND et autre Smartphones, ce qui ne facilite pas la compréhension ni le choix. Voici en quelques mots un résumé non exhaustif de cette technologie.

La plupart du temps un système GPS est associé à un système de navigation. Ce système peut-être fixe, autonome ou modulaire.

Le GPS fixe est un système de navigation généralement inséré d'usine dans le tableau de bord d'un véhicule.

Le récepteur GPS Explorist XL de Magellan. Il peut tracer des itinéraires mais ce n'est pas un traceur GPS.

Le GPS portable est un système embarqué mobile (SEM) de navigation. C'est un système intégré et autonome. Il peut se fixer temporairement sur un tableau de bord, sur un guidon ou être porté à la main au cours des randonnées s'il peut être alimenté de manière autonome (nous verrons que sa batterie interne peut tenir de 5 à 10 heures selon les modèles et l'usage). 

Cela comprend tous les GPS Garmin, Magellan, Navman et autre TomTom Go "All-In-One" généralement disposés dans les voitures.

Ce type de GPS utilise un système d'exploitation soit propriétaire (Garmin, Magellan) soit Windows CE ou Mobile (Mio, Navigon, Navman) ou encore Linux (TomTom).

Le GPS modulaire est un système de navigation mobile créé sur mesure par l'utilisateur et tirant profit d'un récepteur GPS, d'un ordinateur externe et d'un logiciel de navigation. Cela comprend toutes les solutions de GPS connectés à des PDA (Personal Digital Assistant), PND et autres ordinateurs portables. Beaucoup d'amateurs utilisent également cette solution en voiture.

Certains PDA ou GSM sont équipés d'usine d'un récepteur GPS ou d'autres fonctions avancées (APN, lecteur multimédia, etc). A l'exception des plus compacts ou des anciens modèles, tous acceptent l'installation d'un logiciel de navigation.

Il existe plusieurs systèmes d'exploitation pour PDA et autres PocketPC : Palm OS (pour Palm), Windows Mobile (pour les PocketPC Dell, HP, i-mate, etc) et Mac OS X (pour l'iPhone 3G d'Apple). Certains offrent la fonction GSM, il s'agit des PDAphones et autres Smartphones.

Le PND est un "Personal Navigation Device", c'est-à-dire un système GPS autonome (de la taille d'un PocketPC) mais équipé de fonctions restreintes de navigation.

Le traceur GPS (GPS tracker) est un système GPS équipé d'un émetteur (un GSM) qui permet de localiser son porteur moyennant un logiciel de géolocalisation. A ne pas confondre avec les récepteurs GPS capables de tracer des itinéraires. On y reviendra.

Les modèles de GPS

De manière générale il existe trois modèles de GPS grand public :

- Le GPS portable et d'entrée de gamme qui réalise uniquement le point et détermine le cap, la distance ainsi que la vitesse. Il n'affiche pas de carte de navigation ni routière et n'est pas équipé de baromètre pour calculer l'altitude. C'est en quelque sorte un compas digital. Il a l'avantage d'être petit et léger (format GSM) et consomme peu d'énergie. Son désavantage est de pas tirer profit des techniques cartographiques et de ne pas assurer la navigation. Il convient en revanche très bien au cycliste (il tient très bien au centre du gidon) ou au randonneur à pied. Certains utilisent même ce modèle en voiture sur des parcours de plusieurs centaines de kilomètres car ils souhaitent uniquement connaître le cap et la distance à parcourir. Ex : le récepteur GPS Garmin geko 101.

A consulter : Quelle route

(plans et infos routières)

De gauche à droite, les récepteurs GPS Garmin geko 101 (compas digital), Magellan eXplorist 210 (GPS autonome équipé de moyens cartographiques) et Navman ICN530 (GPS autonome pour automobile). A ces modèles il faut ajouter les solutions PDA (GPS connecté à un PocketPC) et PND (Personal Navigation Device). Documents constructeurs.

- Le GPS portable disposant de moyens cartographiques. Celui-ci reste de taille réduite (gros GSM) mais affiche la position du mobile, le cap et la distance sur une carte routière plus ou moins détaillée, en noir et blanc ou en couleurs. Ex : le récepteur GPS autonome Magellan eXplorist 210.

- Le GPS intégré. Il s'agit d'un système fixe ou portable, autonome ou modulaire. Il comprend tous les systèmes portables pour automobile, les GPS fixes ou combinés à un PDA ou un ordinateur portable, et équipés de moyens cartographiques, de navigation et de gestion (planification). Ce système de navigation est soit intégré au tableau de bord des voitures soit portatif. Ex : le récepteur GPS Navman ICN530 (portable) ou Garmin Mobile 20 (PDA/GPS) équipé d'un logiciel de navigation.

La plupart des GPS proposent également des modules d’infos routières qui sont de plus en plus prisés des utilisateurs qui passent de beaucoup de temps dans les embouteillages au départ ou au retour de leur travail. 

De plus en plus de modèles proposent également en standard un module vocal. On y reviendra.

Les mobiles : le succès des combinés PDA/GPS

Depuis 2006, quelques modèles intègrent des fonctions multiples : il s'agit des Smartphones (Ex. HTC S710, Orange SPV M3100, etc) et autres PDAPhones. Outre leur fonction de PDA (agenda électronique avec accès à Internet, email, suite Office, etc) ou de GSM tri ou quadribande, certains modèles intègrent également une fonction GPS. Citons par exemple les PDAPhone/GPS ASUS P535, Eten X500 et MiTAC Mio A701, le combiné GSM/GPS Benefon twig, le PND Nokia 330 Auto Navigation sans oublier l'iPhone 3G d'Apple.

A gauche, le GSM/GPS Benefon twig (Geoloc). Au centre, le PDAPhone-GPS (PDA, GSM et GPS) ASUS P535. A droite, le PND Nokia 330 Auto Navigation. La compacticité, la polyvalence et la puissance déconcertantes de ces produits ont déjà séduit le public.

Quels sont les caractéristiques techniques de ces mobiles "high-tech" ? Le Benefon twig (Geoloc) sorti en 2007 est le premier GSM tribande offrant une fonction GPS. C'est également le GSM/GPS le plus compact. Il dispose de 12 canaux et d'une liaison Bluetooth. Il supporte le format GPRS (intermédiaire entre GSM et UMTS), SMS, MMS, email client, etc.

De son côté, l'ASUS P535 fonctionne avec un processeur Intel Xscale cadencé à 520 MHz et dispose de 256 MB RAM. Certains lui trouvent encore des inconvénients comme le fait de n'être "que" GSM tribande, ni Edge ni 3G ! Si c'est vrai dans l'absolu, en pratique le bon technologique dans la miniaturisation, l'ergonomie et les performances mérite d'être salué.

Citons à part le PND Nokia 330 Auto Navigation car ce n'est pas un PDA. Il allie dans un format 81x109x30 mm pour un poids de 205 g, les fonctions de GPS équipé du logiciel de navigation Route 66 (avec adaptateur pour module RDS/TMC), lecteur de photo (JPEG et BMP au format 320x240 pixels, 65536 couleurs), lecteur MP3, WMA et vidéo. L'appareil exploite un processeur Samsung S3C2440 cadencé à 400 MHz et dispose de 64 MB de mémoire, d'un slot SD, MMC et USB 1.1. Il ne dispose pas de connecteur Bluetooth ni de GSM. Certains auteurs trouvent malgré tout ces fonctions "assez courantes".

En 2007 de tels appareils coûtaient tout de même entre 400 et 600 € ttc, preuve qu'ils n'étaient pas encore si "courants" que cela. Ceci dit, l'avenir tend résolument vers l'intégration du GPS au PDA combiné au GSM 3G, au lecteur MP3 et pourquoi pas à l'APN compact comme l'a démontré avec éloquence le Smartphone Palm Tréo 650 présenté ci-dessous et plus récemment l'iPhone 3G d'Apple.

A propos de la technologie Bluetooth

On ne lit pas un article sur les appareils mobiles ou une publicité ventant les avantages de la connexion Bluetooth. Elle est exploitée par de plus en plus d'appareils allant du GSM à l'imprimante en passant par le GPS et l'oreillette du baladeur MP3.

Un module Bluetooth.

Pourquoi fait-on autant de publicité autour de cette technologie ? Disons en deux mots qu'une fois qu'on y a goûté, on ne peut plus s'en passer !

Créée en 1994 par la société Ericsson et normalisé en 1999 par les grandes sociétés du secteur telecom et informatique, la technologie Bluetooth exploite une liaison sans fil, radiofréquence, pour communiquer à courte distance avec un périphérique. 

Cette liaison s'établit dans la bande L dite ISM (Industrial, Scientific and Medical) vers 2.4 GHz ou 12 cm de longueur d'onde. Son taux de transfert brut atteint 1 Mbits/s et sera bientôt porté à 100 Mbits/s soit 12.5 MB/s.

Comme on le voit sur l'image présentée à droite, cette technologie est élaborée autour d'un minuscule microprocesseur (6x6 mm) et d'un circuit imprimé, l'ensemble mesurant à peine 15 mm de côté. Cet interface est donc très compact et s'intègre sans difficulté dans les plus petits accessoires (carte CF ou SDIO, mémostick USB, GSM, baladeur, imprimante portable, etc).

Le Smartphone Palm Tréo 650 Bluetooth connecté à un GPS Emtac et équipé du logiciel Emtac Navigation. Ce Palm d'exception fait également office de GSM, PDA, APN, lecteur vidéo et MP3 (l'oreillette Bluetooth est offerte) !

Le premier GPS équipé d'une liaison Bluetooth fut le modèle Emtac Socket sorti en 2002. Son succès n'a pas démenti et confirma la fiabilité de cette technologie. Deux ans plus tard on comptait déjà 16 modèles de GPS Bluetooth. Depuis c'est l'explosion et Emtac comme d'autres fabricants continuent d'alimenter le marché comme l'a démontré le Palm Tréo 650 équipé d'un logiciel de navigation Emtac.

Quels sont les avantages et les inconvénients du Bluetooth ? Sans entrer dans les détails, les seuls inconvénients "majeurs" de cette technologie sont d'une part d'avoir une portée limitée : de 5 à 10m pour une puissance de 1 mW ou 100m avec amplification jusque 100 mW (la plupart des GPS Bluetooth portent entre 15 et 60m).

Notons que si une portée de 5 à 10m paraît suffisante pour un randonneur qui porte son GPS et son PDA sur lui, en pratique il faut une portée supérieure à 10m lorsque vous placez votre GPS dans votre sac-à-dos et ne consultez que le PDA.

En revanche, les avantages de la technologie Bluetooth sont multiples. Elle n'utilise pas de liaison infrarouge et supprime tout cablage entre les périphériques. C'est pourquoi vous verrez des systèmes GPS portatifs sans aucun fil mais parfaitement opérationnels collés sur le pare-brise des voitures; il n'y a rien de magique, ils exploitent simplement une liaison Bluetooth comme on peut le voir sur la photographie présentée en première page de cet article (un cable reste toutefois nécessaire pour recharger la batterie du PDA depuis la prise de l'allume-cigare). 

La technologie Bluetooth consomme également peu d'électricité, elle peut être implémentée dans de très petits périphériques et est bon marché (5$ en 2001). Son seul véritable concurrent est le système Wi-Fi mais il est encore inadapté à la connexion des appareils mobiles.

Le traceur GPS

Je rapportais sur mon blog que le webzine "Japan Today" rapporta en septembre 2007 que la police de Tokyo avait placé un traceur GPS dans des caisses de fruits pour localiser avec succès un individu qui volait régulièrement des caisses de raisins sur le marché de gros d'Ota Ward.

Le traceur GPS tel le Globalsat TR-101 ou le Trackstick présenté à droite, a ceci d'avantageux sur la caméra de surveillance, qu'il conduit directement la police au domicile du voleur ! A court terme, ce sont les secteurs de l'automobile et de la sécurité qui profiteront de cette technologie. 

En effet, le traceur GPS permet déjà aux sociétés de transport de localiser leur flotte de camions ou leurs avions dans le monde. Bientôt le traceur GPS préviendra l'automobiliste de la présence d'un piéton, du risque de collision où l'aidera à trouver une place de parking notamment. Il permettra de localiser un véhicule volé ou une personne isolée. 

Le secteur privé n'a pas été oublié. Depuis avril 2007, tous les nouveaux GSM vendus au Japon sont équipés d'un traceur GPS avec puce SiRF-Star III et peuvent donc potentiellement localiser les individus (par ex. le GSM Sanyo A5520SA ou le Fontastic PT-9, destinés aux enfants, Wonde Proud Technology SPT-100, etc).

Miniaturisation aidant et à une époque où l'insécurité augmente, l'avenir se dirige résolument vers l'intégration du traceur GPS dans les GSM et autres mobiles. Ceci dit, une mise au point s'impose.

Il y a traceur et traceur...

Ne confondez pas les combinés GSM/traceurs GPS avec les GSM/GPS. Et dans ce domaine, même les revendeurs participent à cette confusion.

L'un des menus du logiciel de géolocalisation FindYou/FindMe.

En effet, un combiné GSM/GPS utilise un récepteurs GPS comme le Benefon twig et le PDAPhone ASUS P535. Quant aux GPS soi-disant "traceurs" de la série Explorist de Magellan, ils permettent juste de tracer votre itinéraire mais ne sont pas des traceurs (trackers), c'est-à-dire des  émetteurs GPS.

Même chose pour les Smartphones (Nokia Symbian Série 60, i-mate SP5m, Motorola Q, Qtek 8300, etc) qui en plus de la fonction GSM classique peuvent être équipés d'un kit GPS de géolocalisation "Mobile 7" de Route 66. Mais il ne s'agit pas d'un traceur GPS. 

Pour transformer un GPS en véritable traceur, il doit disposer d'un logiciel spécifique capable d'enregistrer les positions GPS et les réémettre, via un GSM incorporé, vers un système capable de les interpréter.

Aujourd'hui cette solution est réservée aux professionnels mais commence à se démocratiser. Elle passe par exemple par une combinaison assez lourde alliant un GPS ordinaire combiné à un GSM supportant la technologie GPRS (General Packet Radio Services) et un ordinateur (PC, Pocket PC, PDA, etc) muni d'un logiciel de géolocalisation tel FindYou/FindMe dont le portail GPSPassion a effectué une revue en 2004.

Prochain chapitre

La navigation embarquée

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