Y ’a-t-il un GPS dans le D onjon ?
Chapitre 1 Introduction Bien le bonjour, chers compagnons d'infortunes. L'histoire que je vais vous conter se passe dans un donjon d'une une contrée lointaine.Il était une fois… Il était une fois deux aventuriers de 2 mondes différents :Brice A ramini TomTom, un elfe guerrier et magicien de la guilde des architectesArchitecte SIG
dit
TomTom
Sylvain G ougouzian Et NaNar, un nain barbare de la guilde des devsDéveloppeur / Formateur
dit gouz
NaNar
Alors qu'ils se trouvaient dans le Donjon Dédalionys à Souché, nos deux aventuriers semblaient perdus.T. : “NaNar, je pense que ta carte est obsolète.” N. : “TomTom, y’a pas d’autres solution pour trouver le boss !” Après s'être bien glossé de la mésaventure de son compagnon, TomTom lui réponditT. : “Tu vois NaNar, cet objet magique sait où l’on est” T. : “et peut nous guider” N. : “TomTom, je ne crois pas à la magie…” N. : “Comment fonctionne cette diablerie ???” “Découvrons le ensemble”
Chapitre 2 Dessine-moi une carte ! Un peu d'histoirede l'Antiquité à nos jours L’Antiquité 3 000 av. J.-C. Ga-Sur - Nuzi en Irak 12 ap. J.C. La Table dite de Peutinger 150 ap. J.C. Ptolémée
GA-SUR Grecs -> 1ere théorie et notion Cartographie Pythagore -> sphère An 12 -> Peutinger Eratosthène -> Assouan et alexandrie - longueur méridien 39 690km et 1ere carte du monde Ptolémée -> règles de la carto (traité perdu) et 26 carte en projection cylindrique1525 Oronce Fine 1550 Pierre Desceliers 1569 Atlas de Gérard Mercator
Cartographie moderne (XV-XVIIIème siècle) 1749 Carte de Cassini
moyen age stable -> techniques antiques (Astrolabe et bâton de jacob). XVieme Le traité de Ptolémée sera redécouvert et grand voyage Colomb, De Gama, Magellan XVIieme 1ere carte moderne Oronce Fine + creation ecole Dieppe carto Pierre Desceliers gd nb carte Gerard Mercator --> nouvelle pojection cylindrique tangente a l'équateur / Projection tjs utilisé dans les cartes marines Louis XIV ordonna en 1671 à l’académie des sciences 1749 nouvelles cartes avec l’utilisation de la triangulation géodésique 4 générations de Cassini1800 Carte de l’Empereur 1827 Carte d'État-major
La cartographie moderne (XIX-XXème siècle) 1922 Carte au 1:20 000 de l’IGN Année 50 Carte au 1:100 000 de l’IGN Carte du Mont Blanc au 1:10 000 1972 Carte IGN « type 1972 »
Début XIX - Napoléon --> zone de conflit et cadastre 1827 Louis XVIII création carte "état major" -> 965 1920 : Choix de la proj Lambert conique pour les nouvelles cartes IGN 1954 : carte type "M 662" accord OTAN pour carte militaire 1958 : 9 cartes prestiges du mont blanc avec l'aide des levés stéréophotograpique 1972 : harmonisation des cartes avec simplification symbo pour aménagement territoireGoogle Maps La cartographie de nos jours OSM Cartographie evolue avec le numérique --> GéomatiqueLa Géomatique Contraction de géographie et informatique 1960 par le scientifique français Bernard Dubuisson
Trois activités distinctes des données géographiques:
collecte traitement diffusion La géomatique est une discipline regroupant les pratiques, méthodes et technologies qui permettent de collecter, analyser et diffuser des données géographiques. L'objectif final de la géomatique est la représentation spatiale des données récoltées pour identifier, représenter et démontrer les résultats d'analyses statistiques. De ce fait, la géomatique apporte un nouvel axe d'analyse à vos données qui, jusqu'à présent, n'étaient analysées qu'en deux dimensions. Logiquement, le terme géomatique provient de la contraction des termes géographie et informatique. La géomatique permet donc de tirer le meilleur parti de chacun de ces deux domaines.Chapitre 3 Comment se repère-t-on sur une carte ??? Obtenir des coordonnées ! Système de projection officiel Lambert 93 (conique) : en France métropolitaine Lambert 2 étendu (conique) : ancienne projection officielle UTM (cylindrique) :découpage mondial en 120 zones. Systeme de coordonnées
WGS84 : utilisé par les GPS UTM (cylindrique) : système de projection mondial, où le globe est découpé en fuseaux de 6 degrés qui donnent chacun une zone. 120 zones existent ainsi (60 par hémisphère). https://accueil.osuris.fr/quest-ce-quun-systeme-projection/Chapitre 4 Comment on se dirige alors ? Comment on calcule une distance ? CheCheDaWaff CC BY-SA 4.0 const d = haversineDistanceKM(42.806911, -71.290611, 42.741, -71.3161);
const haversineDistanceKM = (lat1Deg, lon1Deg, lat2Deg, lon2Deg) => {
const toRad(degree) => degree * Math.PI / 180;
const lat1 = toRad(lat1Deg);
const lon1 = toRad(lon1Deg);
const lat2 = toRad(lat2Deg);
const lon2 = toRad(lon2Deg);
const { sin, cos, sqrt, atan2 } = Math;
const R = 6371; // earth radius in km
const dLat = lat2 - lat1;
const dLon = lon2 - lon1;
const a = sin(dLat / 2) * sin(dLat / 2)
+ cos(lat1) * cos(lat2)
* sin(dLon / 2) * sin(dLon / 2);
const c = atan2(sqrt(a), sqrt(1 - a));
const d = 2 * R * c;
return d; // distance in km
}
La théorie des graphes Portrait de Leonard Euler par Jakob Emanuel Handmann Leonard “the GOAT” Euler 1707 ~ 1783
🇨🇭
Königsberg La résolution de ce problème est considérée comme le premier théorème de la théorie des graphesS – A + F = 2
Le nombre de sommets, d'arêtes et de faces d'un polyèdre convexe et donc d'un graphe planaire.Portrait de Edsger Dijkstra par Hamilton Richards Edsger Dijkstra 1930 ~ 2002
🇳🇱
Informaticien Un des pères de l'ALGOLAlgorithme de Dijkstra 1959
Plus court chemin entre 2 points
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 13 --> C <-- 3 --> id2(F)
id1(A) <-- 15 --> D <-- 2 --> E <-- 14 --> id2(F)
B <-- 4 --> E
D <-- 5 --> C
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style id2 fill:#F00,color:#fff
A B C D E F 0 A · 7 A 15 A · · 20 B 15 A 11 B · · 13 E · 25 E · · 18 D · · 25 E · · · · · 21 C
F <- C <- D <- E <- B <- A
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 13 --> C <-- 3 --> id2(F)
id1(A) <-- 15 --> D <-- 2 --> E <-- 14 --> id2(F)
B <-- 4 --> E
D <-- 5 --> C
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style id2 fill:#F00,color:#fff
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B
B <-- 4 --> E
C <-- 3 --> id2(F)
D <-- 5 --> C
D <-- 2 --> E
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style id2 fill:#F00,color:#fff
Algorithme A* Peter Hart, Nils Nilsson, Bertram Raphael
1968
Dijkstra++
On ajoute estimation “vol d’oiseau”
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 13 --> C <-- 3 --> id2(F)
id1(A) <-- 15 --> D <-- 2 --> E <-- 14 --> id2(F)
B <-- 4 --> E
D <-- 5 --> C
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style id2 fill:#F00,color:#fff
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B == 16 ==> id2(F)
id1(A) <-- 15 --> D == 13 ==> id2(F)
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style id2 fill:#F00,color:#fff
A B C D E F 0 A · 7 A + 16 = 23 15 A + 13 = 28
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 13 --> C <-- 3 --> id2(F)
id1(A) <-- 15 --> D <-- 2 --> E <-- 14 --> id2(F)
B <-- 4 --> E
D <-- 5 --> C
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style id2 fill:#F00,color:#fff
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 13 --> C <== 3 ==> id2(F)
E == 2 ==> id2(F)
B <-- 4 --> E
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style id2 fill:#F00,color:#fff
A B C D E F 0 A · 7 A + 16 = 23 15 A + 13 = 28 · · 36 (23 + 13) B + 3 = 39 27 (23 + 4) B + 2 = 29
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 13 --> C <-- 3 --> id2(F)
id1(A) <-- 15 --> D <-- 2 --> E <-- 14 --> id2(F)
B <-- 4 --> E
D <-- 5 --> C
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flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 4 --> E
D <-- 2 --> E
E <-- 14 --> id2(F)
D == 15 ==> id2(F)
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style id2 fill:#F00,color:#fff
A B C D E F 0 A · 7 A + 16 = 23 15 A + 13 = 28 · · 36 (23 + 13) B + 3 = 39 27 (23 + 4) B + 2 = 29 · · 31 (29 + 2) E + 15 = 46 · 43 (29 + 14) E + 0 = 43
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 13 --> C <-- 3 --> id2(F)
id1(A) <-- 15 --> D <-- 2 --> E <-- 14 --> id2(F)
B <-- 4 --> E
D <-- 5 --> C
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Bien plus rapide, non ?
flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 4 --> E <-- 14 --> id2(F)
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Comparaison https://www.youtube.com/watch?v=BR4_SrTWbMw
Dijkstra flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B
C <-- 3 --> id2(F)
D <-- 2 --> E
B <-- 4 --> E
D <-- 5 --> C
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=> 7 + 3 + 2 + 4 + 5 = 21
A* flowchart LR
id1(A) <-- 7 --> B <-- 4 --> E <-- 14 --> id2(F)
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=> 7 + 4 + 14 = 25
VRP Aller d’un point A à un point B en passant par …
=> Permutations
Chapitre 5 Comment on se fait guider ? le fonctionnement du GPS Un système de positionnement global par satellite est composé par 3 éléments (appelés segments) :
spatial : des satellites en orbite autour de la Terre contrôle : des stations de contrôle au sol utilisateur : les récepteurs GPS des utilisateurs Un GPS fournit donc
les coordonnées géographiques en 3D : longitude, latitude, altitude la vitesse de déplacement de l’utilisateur la date et heure. deux types de signaux : le premier n'est utilisable que par les militaires tandis que le deuxième, fournissant une position moins précise, est utilisable pour des applications civilesDeux informations sont cruciales :
La distance entre le satellite et le récepteur La position des satellites On en fait quoi ? -> un calcul de trilatération
trilateration L’astuce de TomTom : Capter au moins 4 satellites
Chaque satellite Galileo envoie un signal radio vers la Terre. Il contient une donnée capitale : l’heure à laquelle il a été émis. Sur Terre, nos téléphones captent et décodent ce signal, et en déduisent le temps mis par le signal pour venir du satellite. Comme la vitesse de déplacement du signal est connue (la vitesse de la lumière), ils calculent la distance entre le téléphone et le satellite. Elle est déterminée par un centre de contrôle sur Terre, qui calcule l’orbite précise de chaque satellite Galileo. Chaque satellite transmet en permanence sa position aux utilisateurs sur Terre. Le secret pour déterminer la position géographique ? Recevoir simultanément les signaux d’au moins 4 satellites différents et bien répartis dans le ciel. En appliquant quelques équations mathématiques (on appelle cette technique la trilatération), le récepteur calcule sa position géographique précise sur Terre.400 GPS (Global Positionning System)
Origine : 🇺🇸 Creation : 1973 Opérationel : 1995 Nombre de satellites : 30 Nombre d’orbites : 6 Altitude : 20 200 km Question de NaNar : Mais il est tout seul ?
400 GLONASS Origine : 🇷🇺 Creation : 1980 Opérationel :1996 1996 - 2003 mode dégradé 2010 Nombre de satellites : 24Glonass (vie 3-4 ans) Glonass-M (2001, vie 7ans) Glonass-K (2011, vie 10 ans) Nombre d’orbites : 3 Altitude : 19 100 km Mais la crise financière et économique qui frappe la Russie durant les années 1990 ne lui permet pas de maintenir un nombre de satellites suffisant. Le service complet n'est restauré qu'au début des années 2010 Une des spécificités de Glonass par rapport aux autres systèmes de navigation par satellite est l'inclinaison orbitale élevée (64,8° contre 55/56° pour les systèmes GPS, Galileo et Beidou). Cette caractéristique permet une meilleure couverture des régions polaires qui représentent une fraction importante du territoire de la Russie400 BeiDou 1, 2, 3 Origine : 🇨🇳 Creation :1983 (expérimentation) 2000 (deploiement Beidou 1) 2007 (deploiement Beidou 2) 2015 (deploiement Beidou 3) Opérationel :2003 à 2012 (Beidou 1) 2012 ( Beidou 2 niveau régionale) 2020 ( Beidou 3 niveau mondial) Nombre de satellites :3 satellites (Beidou 1) 35 satellites (Beidou 2) 35 satellites (Beidou 3) Nombre d’orbites : 1 géostationnaire, 3 géosynchrones et 3 moyennes Altitude : 22 000 km et 36 000 km N.B : le système est nommé COMPASS en anglais.
beidou 1 : 4 satellites géostationnaires (GEO) beidou 2 : 5 satellites géostationnaires (GEO) et de 30 satellites en orbite moyenne (MEO) Beidou 3 : 3 satellites en orbite géostationnaire, 3 en orbite géosynchrone inclinée à 55°, et 24 en orbite moyenne culminant à 22 000 km orbite terrestre moyenne : 2 000 et 35 786 kilomètres d'altitude400 GALILEO Origine : 🇪🇺 Creation : 2003 Opérationel :2016 (1ers satellites) 2025 (Complètement Opérationel) Nombre de satellites : 32 Nombre d’orbites : 4 Altitude : 23 222 km Une phase de définition technique débutée en 1999Chapitre 6 Quels sont les outils ? Le plus connu Rachat d’une start-up 🇦🇺 2004 (Where 2 Technologies) par Google Déploiement en 2006 Un des plus vieux Création 1991 🇳🇱 2000 => TomTom Navigator Le plus utilisé Création 2006 🇮🇱 Way + Maze 2013 : Rachat par Google Le challenger 2004 par Steve Coast 2006 : Fondation Les orientés Business Collecte Traitement DiffusionChapitre Final Conclusion “Merci TomTom pour ton blabla, on va taper le boss maintenant ?”
“Allez, c’est parti !”
“Attends, j’ai plus de popo de soins, on peut faire un itinéraire qui va chez le marchand puis au boss ?”
NaNar: “Allez hop on y va, en avant pour l’Aventure” TomTom: “On y resiste pas !” SliDesk Mermaid