Géolocalisation

GPS GSM

La géolocalisation permet de donner les coordonnées géographiques (latitude - longitude - altitude) d'un objet.

Le Global Positioning System (GPS) est un système américain de géolocalisation par satellites. Cette technologie consiste à calculer, grâce aux signaux émis par une constellation de satellites, la position actuelle sur la face terrestre d'un dispositif équipé d'une puce compatible. Cette position, traduite en termes de latitude et longitude peut alors être représentée très précisément sur une carte géographique(précision de 15 à 100 mètres). Cette technique extrêmement précise en extérieur nécessite un dispositif équipé d'un puce GPS.

Un dispositif Assisted-GPS (A-GPS) fournit des données de localisation plus précises et une meilleure réception des signaux GPS de faible magnitude. Les récepteurs GPS de l'opérateur téléphonique assistent le dispositif réduisant la recherche des signaux. Cette technique offre de meilleures performances en milieu urbain dense et en intérieur.

Le Global System Mobiles (GSM) est un système de téléphonie mobile 2G pouvant être utilisé pour la géolocalisation. Cette technologie consiste à calculer la position d'un dispositif électronique grâce aux informations relatives aux antennes relais auxquelles ce dispositif est connecté. Cette position, traduite en termes de latitude et longitude, est plus ou moins précise selon la densité d'antennes à proximité (précision de 200 mètres à plusieurs kilomètres). 

Parfois nommé GSM2+, la technologie General Packet Radio Service (GPRS) est une évolution du GSM, intermédiaire technologique entre la 2G et la 3G. La transmission des données est optimisée avec une vitesse de 5 à 6 fois supérieures au réseau 2G.

Parfois nommé EGPRS, l'Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), évolution du GPRS, est considérée comme une technologie pré-3G. Elle permet d'obtenir des débits moyens de 6 à 10 fois plus important que le GPRS et présente l'avantage de pouvoir utiliser les infrastructures GSM déjà déployées.

L'Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) est un système de téléphonie mobile 3G. Cette technologie améliore significativement les vitesses de transmissions pouvant atteindre 2Mbit/s. Non rétrocompatible, elle nécessite le déploiement d'une infrastructure dédiée 

Le High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) parfois appelé 3G+ offre des performances de transmission de données dix fois supérieures à la 3G dont il est une évolution logicielle. 

 


 

Opérationnel depuis 1992, le réseau GPS comprend 27 satellites Navstar (dont 3 de secours) décrivant en 12h autour de la terre des orbites circulaires à 20 000km d'altitude. Sa couverture est quasi mondiale et quasi permanente. Un dispositif électronique équipé d'une puce GPS capte les signaux radios de ces satellites puis les envoie via les réseaux GSM-GPRS-EDGE / UMTS-HSDPA à un serveur dédié. Le traitement de ces signaux donne la position et l'heure locale du dispositif récepteur. Ce système est conçu de façon à ce le dispositif capte toujours les signaux d'au moins 4 satellites, sans quoi la position ne peut être déterminée (GéopisteurV2).

En dehors d'une couverture WIFI, un dispositif mobile nécessite une connexion internet de type GPRS-EDGE / UMTS-HSDPA pour pouvoir transmettre ses données de géolocalisation au réseau GSM (Couverture DATA).

D'autres réseaux satellitaires peuvent être utilisés :

Le réseau GLONASS, concurrent du système américain GPS, a été déployé par l'Agence spaciale fédérale russe (GéopisteurV3).

Le réseau Iridium, développé par Motorola, permet à un dispositif mobile de transmettre via son réseau satellitaire les signaux radios captés. Obtenir une position même en l'absence de couverture DATA est alors possible (Géopisteur V3 Sat).

Le réseau Galiléo, alternative européenne au système américain GPS, est en cours de déploiement.

Geolocalisation GPS GPRS Geolocalisation GPS SAT

 

Un réseau GSM est composé de plusieurs antennes relais. Chaque antenne correspond à une cellule, chaque cellule contenant une BTS (Base Transciever Station) prenant en charge les communications radio. Chaque BTS est reliée à un BSC (Base Station Controler) qui pilote l'ensemble des BTS et donc le basculement d'un dispositif mobile d'une BTS à l'autre. Les cellules sont regroupées par régions nommées LAC.

En dehors d'une couverture WIFI, un dispositif mobile nécessite une connexion internet de type GPRS-EDGE / UMTS-HSDPA pour pouvoir communiquer avec le réseau GSM à des fins de géolocalisation (Couverture DATA).

Plusieurs techniques de géolocalisation GSM existent (Géopisteurs) :

  • Enhanced-Observed timed Difference (EOTD) : 

Le dispositif mobile envoie un signal au réseau. L'antenne la plus proche lui répond par un autre signal. Le temps écoulé entre l'émission et la réception du signal permet d'estimer la distance entre le dispositif et l'antenne et donc d'estimer la position du dispositif. Cette technique est très précise mais nécessite une infrastructure dédiée.

  • IDentification Cellulaire (CellId) :

Le dispositif mobile récupère le numéro d'identification BTS. Une requête dans une base de données recensant l'ensemble des BTS donne la position géographique de l'antenne permettant alors d'estimer la position du dispositif. Il s'agit de la technique la plus utilisée quoique moins précise car elle ne nécessite aucune infrastructure dédiée.

  • Triangulation :

Cette technique ne se base pas sur les informations BTS mais sur les informations BSC et un rapport de distance entre le dispositif mobile et trois antennes relais. Cette technique très précise nécessite un dispositif équipé d'une carte SIM dédiée.

CellId