La géolocalisation est un concept peu connu qui mérite d’être clarifié pour mieux comprendre les forces et faiblesses de ces technologies. Cette technique pour situer un objet connecté est désormais très précise et permet un grand nombre d’utilisations qui révolutionnent la vie quotidienne des professionnels et des particuliers.
Qu’est-ce que la géolocalisation ?
La géolocalisation désigne un ensemble de techniques permettant de localiser géographiquement un individu, un objet, un endroit en fonction de ses coordonnées géographiques généralement via un téléphone portable, une tablette, un PC ou tout autre objet connecté permettant cette utilisation.
La géolocalisation par GPS (Global Positioning System) est un système de suivi qui permet de localiser un objet (voiture, personne, animal, téléphone) en lui attachant un dispositif GPS.
La géolocalisation est une fonctionnalité disponible dans tout objet connecté (Smartphone, tablette ou ordinateur) qui permet de répondre à différents types de besoins.
Les origines de la géolocalisation
À l’origine, le Géopositionnement par Satellite GPS (Global Positioning System en anglais) est issu d’un projet mis au point, en 1973, par le département de la Défense américain pour un usage strictement militaire pendant la Guerre Froide. L’objectif : cibler au mieux les frappes militaires. C’est Ivan A. Getting, physicien et ingénieur américain, qui a mis en place cette révolution au début des années 70s. “Des phares dans le ciel guidant toute l’humanité” décrivait ainsi Ivan A.
Le GPS était exclusivement réservé au domaine militaire jusqu’en 1983, quand un vol de la Korean Airlines dévie de sa trajectoire, entre dans l’espace aérien russe et est abattu par un chasseur soviétique. Le Président américain Reagan demanda alors à ce que le système de navigation GPS soit autorisé pour un usage civil, afin que de telles erreurs de navigation ne soient plus possibles. Le gouvernement américain fait introduire dans les « GPS civils » une fonction « d’accessibilité sélective ».
Le système a été déclaré opérationnel en 1995 mais sa précision pour les civils était volontairement dégradée autour d’une centaine de mètres. Ce n’est qu’en mai 2000 que le président Clinton a décidé de laisser libre accès à la précision maximale de 5 à 10 mètres.
La géolocalisation: Comment ça marche ? :
La géolocalisation permet de positionner, par exemple, un téléphone portable ou un ordinateur dans un lieu donné en identifiant précisément les coordonnées géographiques de ce dernier à l’aide des transmissions satellites, de l’adresse IP (sur Internet), du Wi-Fi et du réseau mobile.
En règle générale, les applications de géolocalisation offrent une double fonctionnalité : elles signalent votre emplacement à d’autres utilisateurs, et associent des objets réels (restaurants, bars, événements…) à votre position.
Voici quelques techniques de géolocalisation :
- Géolocalisation par GPS
Le système GPS (Global Positioning System) est un système de positionnement global, à l’échelle terrestre par satellite.
La constellation GPS est constituée d’au moins 24 satellites « titulaires » et 4 satellites de réserves en cas de disfonctionnement, faisant le tour de la terre en 12h. Cinq (5) stations au sol poursuivent les satellites en enregistrant en permanence tous les signaux et se chargent de gérer l’alignement parfait des satellites sur leur trajectoire et de définir les erreurs possibles.
Le principe de fonctionnement du GPS repose sur la triangulation. Pour définir une position dans l’espace, il faut trois coordonnées (x, y et z = latitude, longitude, altitude) et une quatrième variable : le temps. Il faut donc quatre satellites munis d’horloges atomiques pour obtenir une position, ainsi qu’un récepteur GPS qui va décoder et calculer les signaux reçus.
Chaque satellite émet une onde électromagnétique de vitesse connue. Cette onde est émise à un temps bien déterminé. Le récepteur calcule ensuite le temps de transmission, c’est à dire le temps nécessaire pour que son signal soit en phase avec le signal émis par le satellite. En multipliant ce temps par la vitesse, il obtient donc la distance qui le sépare du satellite.
Le principe est assez simple, votre appareil (récepteur) GPS calcule la distance qu’il y a entre lui et un premier satellite. Avec cette seule information, la position possible de l’appareil est une sphère centrée autour du satellite. En répétant cette procédure avec la distance à un deuxième satellite, l’appareil est alors situé sur le cercle intersection entre les deux sphères centrées autour des 2 satellites.
En réitérant l’opération avec les données d’un troisième satellite en cherchant la zone d’intersection entre ces trois cercles, nous pouvons limiter la position à deux points, dont un seul est positionné sur terre, on obtient donc la position sur la Terre.
Le quatrième satellite permet de déterminer le décalage entre l’heure du récepteur GPS et l’heure exacte fournie par les satellites, pour affiner la position. En utilisant plus de satellites, la position est ensuite beaucoup plus précise.
- Géolocalisation par GSM
Un autre procédé de géolocalisation d’un tiers peut être mis en œuvre grâce au réseau mobile utilisant les bornes GSM auxquelles les téléphones mobile sont connectés.
La géolocalisation par GSM détermine une localisation géographique en se basant sur les antennes GSM, c’est-à-dire les antennes relais qui servent habituellement à transférer les données aux téléphones mobiles. La précision de ce type de positionnement peut aller de 200 mètres à plusieurs kilomètres, selon la densité des antennes.
Pour connaitre la position d’un abonné mobile qui a préalablement accepté d’être géolocalisé, le réseau mobile est sollicité afin de trouver l’antenne à laquelle le téléphone mobile est connecté à l’instant de la requête.
Une fois l’antenne identifiée, des échanges entre l’antenne et le mobile sont effectués afin de connaitre la distance entre l’antenne et le mobile. La précision dépend de la zone de couverture de l’antenne GSM.
Que se passe-t-il lorsque le GPS est désactivé sur le Smartphone ? Dans ce cas, votre application de géolocalisation utilise les infos des antennes relais pour trianguler votre emplacement approximatif, un procédé pas aussi précis que le GPS. Par ailleurs, certains systèmes de géolocalisation téléphone combinent la triangulation GPS, les données cellulaires et les réseaux Wifi pour maximiser la fiabilité de la localisation.
- Géolocalisation par WI-FI
La géolocalisation WI-FI exploite la position connue de certains réseaux wifi pour déterminer la position d’un appareil. Un Smartphone équipé d’une puce WI-FI pourra alors se baser sur les connexions WI-FI qu’il détecte à proximité pour estimer son emplacement géographique.
- Géolocalisation par adresse IP (sur internet)
Cette méthode permet de déterminer la position géographique d’un ordinateur ou de n’importe quel terminal connecté à internet en se basant sur son adresse IP. Toutes les attributions des adresses IP étant très bien documentées, il est possible de savoir dans quel pays se trouve un terminal connecté à internet grâce à son adresse IP. On peut même obtenir un niveau de précision de l’ordre de la ville en se basant sur la distribution des adresses IP faite par les fournisseurs d’accès à internet.
Et si on combinait ces solutions!
Sachant que chaque méthode possède des avantages et inconvénients, des dispositifs qui combinent ces trois techniques et qui sont capables de géolocaliser le terminal dans n’importe quelle situation existent. Les Smartphones combinent aisément ces technologies pour bénéficier de la meilleure précision. Ainsi, il est possible d’avoir un positionnement GSM pour obtenir rapidement une position, pendant que la puce GPS est activée et qu’elle détermine une localisation plus précise.
En fonction que l’utilisateur se connecte depuis un ordinateur, un Smartphone ou un autre objet connecté, la géolocalisation se fera via un procédé qui peut être différent. Ceci permet par exemple de géolocaliser une personne à l’extérieur en utilisant le GPS et de garder sa trace à l’intérieur des bâtiments ou des tunnels en utilisant la technologie GSM couplée au WiFi pour plus de précision.
Les limites d’utilisation
- Pour la géolocalisation par GPS, le signal transmis par les satellites est assez faible et ne traverse pas les bâtiments ni le métal, incapacité donc à être utilisé en intérieur. De plus, de nombreux facteurs peuvent dégrader le signal et donc la précision : une météo humide, la présence de bâtiments ou de montagnes, une forêt, des éruptions solaires. Les systèmes qui exploitent la puce GPS conduisent à une plus grosse consommation de la batterie. En conséquent, les téléphones mobiles équipés peuvent activer ou désactiver l’utilisation de la puce pour préserver la consommation d’énergie du téléphone.
- Pour la géolocalisation par GSM, la couverture géographique dépend du réseau des antennes relais. Lorsque le nombre d’antennes est faible, la géolocalisation est peu précise et lorsqu’il n’y en a pas la géolocalisation est impossible.
- Pour la géolocalisation par GSM, sa précision dépend de la puissance des points d’accès Wifi, c’est-à-dire quelques dizaines de mètres et est presque inutilisable en zone rurale.
