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Technique et autonomie

Précision GPS : ce que veulent dire les chiffres annoncés

Une précision de 2,5 mètres ne signifie pas que la position est juste à 2,5 mètres près. Ce que mesure vraiment un chiffre de précision, et ce qui la dégrade sur le terrain.

5 min de lecture

Deux géomètres relèvent un point au sol à l'aide d'une mire graduée, en bord de rue.
Photo Judgefloro, CC0. Recadrée.

« Précision : 2,5 mètres » est une affirmation statistique, pas une garantie. Elle ne dit pas que chaque position sera juste à 2,5 mètres près, elle dit qu'une certaine proportion des positions le sera, dans des conditions idéales. Comprendre la différence évite d'attendre d'un traceur une exactitude qu'aucun appareil ne fournit.

Ce que signifie un chiffre de précision

La mesure usuelle s'appelle le CEP, pour circular error probable. Un CEP de 2,5 mètres signifie que la moitié des positions tombe dans un cercle de 2,5 mètres autour de la position réelle.

L'autre moitié tombe en dehors. Certaines à trois mètres, quelques-unes à dix, occasionnellement bien davantage.

C'est pour cela qu'une trace enregistrée ne suit jamais exactement une route : les points oscillent autour du trajet réel. Ce n'est pas un défaut de l'appareil, c'est la nature de la mesure.

Pourquoi ce n'est pas exact

Une position satellite se calcule à partir du temps de propagation de signaux émis à plus de vingt mille kilomètres. Chaque étape introduit une incertitude.

La traversée de l'atmosphère. Les couches hautes de l'atmosphère ralentissent le signal de façon variable selon l'activité solaire et l'angle de visée. C'est la principale source d'erreur en conditions dégagées.

La géométrie des satellites. Si les satellites visibles sont regroupés dans une même portion de ciel, le recoupement est moins bon. Bien répartis, la position est plus fiable. Une même mesure, au même endroit, peut donc être plus ou moins précise selon l'heure.

Les réflexions. En ville, le signal rebondit sur les façades avant d'atteindre l'antenne. Le trajet mesuré est plus long que le trajet direct, et la position dérive, parfois de plusieurs dizaines de mètres. C'est de loin la première cause d'erreur en environnement urbain, et celle qui produit ces traces qui traversent des immeubles.

La qualité de la réception. Un signal faible, capté à travers une masse métallique, donne une mesure bruitée.

Le multi-constellation

Les traceurs modernes ne captent pas uniquement le GPS américain. Ils exploitent aussi les constellations européenne, russe et chinoise.

L'intérêt n'est pas d'obtenir une meilleure précision théorique, la physique reste la même, mais d'avoir plus de satellites visibles. Plus de satellites, c'est une meilleure géométrie, une acquisition plus rapide, et une position possible dans des environnements où une seule constellation ne suffirait pas : rue étroite, vallée encaissée, cour d'immeuble.

Le gain est donc surtout une question de disponibilité : obtenir une position là où on n'en aurait pas eu du tout.

Effet secondaire non négligeable pour un appareil sur piles : une acquisition plus rapide, c'est moins d'énergie dépensée par position.

Les autres modes de localisation

Quand le ciel n'est pas visible, certains appareils basculent sur d'autres méthodes, avec des précisions très différentes.

Le balayage WiFi. L'appareil relève les réseaux visibles autour de lui ; leur combinaison permet d'estimer une position. Précision typique de quelques dizaines de mètres, mais disponible en intérieur, là où le satellite ne donne rien. Le GRIFFIN en dispose.

La position cellulaire. Estimée à partir des antennes vues. Précision très grossière, plusieurs centaines de mètres, parfois plus en zone rurale. C'est un dernier recours, qui donne un ordre de grandeur plutôt qu'une position.

Une bonne plateforme indique la source de chaque position. Confondre une position satellite à cinq mètres et une position cellulaire à deux kilomètres conduit à des conclusions absurdes, croire qu'un équipement a bougé alors qu'il n'a pas quitté sa place.

De quelle précision avez-vous besoin

C'est la question utile, et la réponse est souvent : moins que ce que vous croyez.

Retrouver un équipement sur un site : quelques dizaines de mètres suffisent. Vous cherchez le bon parking, pas le bon emplacement.

Savoir si un équipement a quitté une zone : la précision compte seulement par rapport à la taille de la zone. C'est pour cela qu'une géofence trop petite produit des fausses alertes, voir notre article sur les géofences.

Reconstituer un trajet : là, la précision se voit. Une trace bruitée donne des distances légèrement surévaluées et des passages approximatifs.

Distinguer deux emplacements voisins : c'est le seul cas exigeant, et c'est celui où un traceur montre ses limites. Savoir sur quel quai précis se trouve une remorque dans une cour de vingt mètres n'est pas garanti.

Ce qui améliore réellement la précision sur le terrain

Pas le choix du modèle, dans la plupart des cas : l'emplacement de pose.

Un appareil avec une vue dégagée du ciel donne de bonnes positions. Le même appareil sous une masse métallique donne des positions dégradées, ou pas de position du tout. L'écart entre un bon et un mauvais emplacement dépasse largement l'écart entre deux modèles.

C'est l'une des raisons pour lesquelles il vaut la peine de vérifier la première remontée avant de quitter le site : c'est là que se règle la qualité de tout ce qui suivra.