Astro et GPS : à chacun son temps !

Dans notre précédent article, une présentation dialectique a été faite de la navigation astro et du GPS, afin de mettre en lumière les divergences essentielles, mais aussi les traits communs, souvent méconnus, entre les deux systèmes. La question de la mesure du temps a été identifiée comme fondamentale et mérite un complément.

Certains lecteurs apprécieront une présentation à la fois concrète et intuitive de la distinction que font astro et GPS à cet égard.

L’astro et le temps

illustration catamaranGénéralement, en astro, si l’on a perdu l’heure, il est assez difficile, voire impossible, de s’en affranchir pour des mesures directes de positionnement.

C’est pourquoi le temps est considéré comme l’une des variables d’entrée du problème. L’histoire de la navigation s’est chargée de démontrer les erreurs de positionnement en longitude liées aux errements des premiers chronomètres de marine, malgré le soin qu’y apportaient les Officiers des Montres.

C’est en effet sur la longitude que se reportent essentiellement les erreurs de temps, puisque, à court terme, c’est le mouvement diurne de la terre qui est le plus ressenti.

Il faut se rappeler que le premier succès du chronomètre de marine remonte à John Harrison, qui, en 1761, traversa l’Atlantique et atterrit à la Jamaïque, à 20 nautiques près, avec un chronomètre qui ne concédait que 1 seconde par jour!

James Cook, pour son deuxième grand voyage en 1772, était moins bien pourvu, puisque sur ses deux chronomètres, l’un avançait de 9,5 secondes et l’autre retardait de 94 secondes par jour, en valeur moyenne constatée a posteriori. .. Après correction de ces valeurs moyennes, des erreurs de 15 à 20 minutes de longitude se sont avérées subsister sur les relevés de Cook.

La difficulté n’était pas encore négligeable à l’époque de Jules Dumont d’Urville, contemporain de Thomas Sumner et de Marq de Saint-Hilaire, les initiateurs de la droite de hauteur.

Ce problème n’existe plus de nos jours, puisqu’il suffit d’une simple montre à quartz, recalée de temps en temps sur les tops horaires radiodiffusés …

Le GPS et le temps

Le GPS est, à son échelle propre, plus sensible que l’astro au paramètre temps. C’est que tout écart sur le temps est multiplié par la vitesse de la lumière et non plus par la vitesse de rotation de la terre! Le facteur est environ 600 000 fois plus fort…Afin de s’en affranchir, le système GPS introduit le temps local comme 4~ inconnue du problème, comme cela a été mentionné dans l’article du précédent numéro.

Un navigateur hauturier, même expérimenté, peut se sentir mal à l’aise dans les hyper-espaces (4DI. ou les considérer comme du domaine de la science-fiction. Pour rester dans l’espace habituel, on peut illustrer le rôle joué par le temps local dans le système GPS, en transposant à un exercice d’astro de même nature, quoique paradoxal, c’est-à-dire à un point sons heure. C’est l’image en 3 dimensions {3D} de la réalité du problème posé par le GPS en 4 dimensions (4DJ.

Une fois cet exercice d’astro effectué, les ordres de grandeur seront comparés avec ceux d’un point typique en GPS. Dons ces exercices, l’essentiel de l’incertitude est attribué ou temps, les autres sources d’incertitude étant volontairement marginalisées. Calculer le temps – puis la position – se ramène donc à minimiser l’incertitude.

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