systèmes de géolocalisation -...
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Antonin AUROY Mihai-Bogdan BADAU Sanaa BAHOU Pierrick BARREAU Stephanie BERNHARDT Enseignant : Claude GUEDAT Olivier BRETTE
Culture Générale des Télécommunications Janvier 2010
3 TC
Systèmes de Géolocalisation
Sommaire
Page 2 La Geolocalisation | INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES
Sommaire
Introduction p.3
Origine et histoire de la géolocalisation p.4
Technologies p.8
La géolocalisation par satellite p.8
La géolocalisation par téléphone portable p.13
La géolocalisation par adressage IP p.16
La géolocalisation par RFID p.18
Services de Géolocalisation
Statistiques : Comment marche le marché p.20
Utilité des techniques de Géolocalisation dans le secteur de la logistique p.25
Etude du secteur de transport p.25
Entrepôt et gestion des stocks p.27
Gestions des flottes logistiques p.30
Jurisprudence
Respect de la vie privée d’autrui p.32
Avenir p.34
Annexes p.35
Bibliographie p.XX
Introduction
INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES | La Geolocalisation Page 3
Introduction
La géolocalisation est un procédé permettant de positionner un objet (une
personne, une information, ...) sur un plan ou une carte à l'aide de ses coordonnées
géographiques.
Derrière ce mot compliqué se cache donc une notion assez simple : en donnant
une origine et des coordonnées, tout le monde est capable de retrouver un objet en
utilisant les technologies de géolocalisation.
Là où les choses se compliquent, c’est qu’il faut que la personne à qui on veut
situer l’objet doit connaitre le lieu de l’origine, il faut donc avoir un langage commun,
compréhensible de chacun (une carte par exemple).
On veut pouvoir situer cet objet partout dans le Monde de la même façon, d’où la
nécessité de s’entendre sur des coordonnées absolues, acceptées par tous (exemple
latitude et longitude).
Mais la plus grosse difficulté qu’a dû surmonter l’Homme, c’est d’arriver à situer
en temps réel un objet en mouvement. D’où des problématiques telles que : comment
détecter un objet, comment récupérer des informations sur sa position (en
communiquant avec lui ou contre son gré), comment ensuite le situer précisément et
rapidement sur une carte.
Des enjeux et des verrous technologiques qui furent débloqués petit à petit au
cours des siècles par les scientifiques. Voyons comment …
Introduction
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Origine et histoire de la géolocalisation
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les technologies de géolocalisation
ne sont pas récentes. En effet, depuis la préhistoire, se situer dans l’espace et savoir
prendre des points de repère pour trouver son chemin et le communiquer à d’autres fait
partie de l’apprentissage de base de l’Homme. Ce sont les vecteurs par lesquels la
localisation s’effectue qui ont évolué au fil du temps en fonction des verrous
technologiques qui ont progressivement été débloqués.
A la base, on trouve ce besoin humain de se situer dans l’espace et de
communiquer sa position aux autres. Le premier verrou a donc été de trouver un même
langage et un support pour exprimer le message. Ainsi, les hommes préhistoriques
utilisèrent des traces sur le sol, puis progressivement des éléments naturels taillés pour
indiquer leurs routes.
L’humanité s’agrandissant, il fallut trouver un moyen de communiquer à grande
échelle et de façon simple. Par exemple, les Egyptiens construisirent des obélisques pour
former un système de signalisation permettant de guider les masses vers les lieux
importants.
Ensuite, pour des besoins administratifs et politiques, il devint important de situer
les principales villes et les caractéristiques géographiques d’une région de façon
permanente sans avoir à se déplacer, afin de pouvoir gérer ses ressources et sa
population. On commença alors à faire des relevés afin de produire des cartes plus ou
moins précises.
La première utilité des cartes était juridique : en Egypte, les cartes dessinées sur
les papyrus servaient par exemple à reconstituer les limites des champs après la crue du
Nil. Les Egyptiens furent également les précurseurs du « géomarketing » en calculant où il
fallait implanter les silos à grain pour satisfaire le peuple et où devaient être construites
les pyramides pour qu'elles puissent être visibles depuis un horizon lointain.
Introduction
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Une fois son environnement maitrisé, l’Homme voulut découvrir ce qui se cachait
de par le Monde. Il lui fallut donc trouver un moyen de se situer sans avoir forcément de
points de repère (notamment en mer). Le second verrou technologique majeur fut donc
de trouver un point de repère fixe n’importe où sur Terre et comment exploiter ce point.
Très tôt, la constatation du magnétisme terrestre permit l’invention de la
boussole, qui couplée avec le loch à bateau, instrument de calcul de la vitesse en mer,
entraina l’émergence de la navigation à l’estime.
Les Grecs choisirent d’utiliser les astres (Soleil, étoiles, Lune) pour se repérer. En
effet, ils avaient trouvé comment déterminer à l’avance le mouvement des astres. Ainsi
la disposition de ces derniers dans le ciel, leur donnait de bonnes indications sur la
position de l’observateur. A ces fins, fut inventé l’astrolabe par Hipparque entre -190 et -
120. Cet instrument équipé de plateaux servait initialement aux observations
astrologiques et astronomiques, mais permettait également de se repérer en zone
inconnue en regardant le ciel étoilé.
Il fut très vite détrôné par l’octant et le sextant qui mesurent la hauteur
d'un astre au-dessus de l'horizon, servant ainsi à connaitre sa latitude et donc sa position
approximative sur la Terre. Grâce à ces instruments, l’Homme put explorer les mers et
contrées lointaines et compléter ses cartes.
Ce n’est que bien plus tard, avec l’invention du chronomètre en 1734 permettant
de déterminer la longitude issue de la mesure du temps, qu’il posa un formalisme
scientifique à la géolocalisation en s’accordant pour découper le Monde en portions
repérées par leurs latitudes et longitudes et en prenant comme origine le méridien de
Greenwich encore utilisé aujourd’hui pour les fuseaux horaires. On savait maintenant
comment se localiser précisément partout sur le Globe. On aurait pu penser que
l’Homme en resterait là …
Cependant, un nouveau challenge nous attendait un peu plus loin dans l’Histoire.
Avec l’avènement des guerres de plus en plus sophistiquées, il devint important à partir
du 19e siècle de connaitre la position d’objets mouvants, que ce soient des troupes, des
équipements ou des personnes en particulier et ceci en temps réel. Or jusqu’ici, on savait
Introduction
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comment situer des points fixes et on pouvait envoyer des éclaireurs qui donneraient la
position de ces objets sur la carte, mais on ne connaissait ni précisément, ni continument
l’emplacement d’un objet en mouvement.
Voici donc le point de départ de la réflexion qui allait donner naissance à la
géolocalisation moderne.
Il fallut attendre la première moitié du XXe siècle et le développement des ondes
radios pour que les choses avancent. En effet, une nouvelle technologie, la
radiogoniométrie, venait d’être découverte et permit de mesurer la direction d’arrivée
d’une onde électromagnétique. Ainsi émergea la radionavigation qui, en mesurant la
direction d’arrivée de deux ondes produites par des radiophares (situés en des lieux
connus) et par la technique de triangulation maitrisée depuis 1533 (clairement énoncée
dans un ouvrage de Gemma Frison), permit aux navigateurs de calculer une position
probable de leur bateau.
A partir de la Seconde Guerre Mondiale, de grands systèmes terrestres de
radionavigation furent mis en place, comme le DECCA développé par les alliés pour
permettre des débarquements précis, le LORAN ou encore l’Oméga, développé puis
utilisé par les USA et six autres pays partenaires, qui fut le premier système de
radionavigation aérienne et maritime véritablement universel.
Dans le même temps, la découverte des antennes à cadres directionnels et des
ondes électromagnétiques entraina la découverte des techniques de localisation par
différence de temps observée (EOTD), aujourd’hui utilisée dans le cadre de la
géolocalisation par GSM. Le premier de ces systèmes fut proposé par la Raytheon
Corporation en réponse à un appel d’offre de l’Air Force pour un système de guidage.
C’est le vice président de l’ingénierie et de la recherche de cette même entreprise,
le Dr Ivan Getting qui proposa par la suite d’étudier l’usage de satellites comme base d’un
système de navigation pour des véhicules se déplaçant rapidement dans les trois
dimensions. Quand le Dr Getting quitta Raytheon en 1960, la technique qu’il avait
proposée était parmi les formes les plus avancées au Monde en termes de navigation.
Introduction
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Cela posa les premières bases de la future création du Global Positioning System (aussi
appelé GPS).
On en arrive donc à la forme de géolocalisation la plus connue du grand public
actuellement : le GPS avec le premier système de positionnement par satellites nommé
TRANSIT. Développé en 1958 pour la marine des USA et utilisé pour la première fois en
1964, son utilisation devint civile en 1967. Depuis ce temps, la précision est passée de 1 km
à seulement quelques centimètres actuellement grâce aux améliorations apportées aux
instruments de mesure embarqués.
Dans les années 90, l’avènement des réseaux de téléphonie mobile permit de
mettre au point un nouveau type de géolocalisation, dit par GSM. Une personne munie
d’un téléphone portable allumé pouvait désormais être située dans toutes les zones
couvertes par le réseau.
Enfin, avec le boom de l’informatique des années 2000, il est devenu également
possible de localiser une personne sur Internet grâce à son adresse IP. En effet, à partir
du début des années 90, il était possible grâce à l’IANA (Internet Assigned Numbers
Authority) de faire la correspondance entre une adresse IP et une zone géographique
plus ou moins précise.
Plus récente encore et découlant également de la technologie Internet, il est
possible depuis 99 et la découverte de la technologie WIFI de localiser une personne
connectée à une borne grâce à son adresse MAC.
Voici donc l’histoire de la géolocalisation à travers les âges. Voyons maintenant
plus en détail ce qui se cache derrière ses technologies actuelles.
Technologies
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Technologies
La géolocalisation fait usage des plusieurs technologies différentes, touchant aux
domaines d’activités complémentaires. Dans la partie qui suive, on va regarder chacune
des techniques de géolocalisation les plus importantes.
La géolocalisation par satellite
Actuellement le système le plus connu et le plus utilisé est le système américain
GPS. Nous allons donc expliquer brièvement le fonctionnement global de ce système, qui
est le modèle de la géolocalisation par satellite.
Le système GPS est composé de trois parties distinctes: les satellites en orbites
autour de la Terre, des stations de contrôle et les récepteurs à la disposition des
utilisateurs.
La mesure de distance:
Globalement le système est basé sur la mesure de la distance entre le récepteur
est le satellite en orbite. Pour cela le concept global: distance=temps * vitesse.
La vitesse correspond à la célérité des ondes transmises, c'est à dire très proche
de celle de la lumière = 300.000 m/s. Le plus difficile est de déterminer le temps précis. En
effet nous aurons affaire à des temps très petits: pour détecter un écart d'un kilomètre,
ce qui est un écart important pas rapport à la précision du système GPS, le récepteur doit
pouvoir mesurer un écart de temps égal à 1/300 000=3,33*10-6 soit environ 3
millionièmes de secondes.
Technologies
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Pour le satellite et le récepteur génère au même moment une trame pseudo-
aléatoire (C/A ou P) unique. Le récepteur reçoit cette même trame mais décalé, il la
dessalera ensuite pour qu'elle coïncide parfaitement avec celle qu'il a généré:
Trame générée
Trame générée + trame reçue
Trame reçue décalée de façon à coïncider avec la trame générée: obtention du dt
Technologies
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Les horloges des satellites sont très précises, en effet il s'agit d'horloges
atomiques au Césium. Cependant les horloges des récepteurs sont beaucoup moins précises, nous verrons que cela conduira à utiliser un satellite supplémentaire.
La triangulation:
Avec un satellite, le récepteur peut être sur toute la sphère de centre le satellite et
de rayon d. Le deuxième satellite donne un cercle, le troisième définit deux points dont
un seul est cohérent sachant que le récepteur se situe sur la surface de la Terre.
Cependant le système GPS utilise 4 satellites, pour la longitude, la latitude,
l'altitude et enfin le dernier pour la synchronisation temporelle. En effet comme dit plus
haut, la précision des récepteurs n'est pas parfaite, c'est pourquoi l'on met un dernier
satellite qui permet de choisir le point exact.
Dans un espace 2D, il faudrait 2 satellites pour repérer un point :
Le satellite A mesure 4 secondes.
Le satellite B mesure 6 secondes.
A l'intersection de ces deux mesures on obtient le point X.
Mais les satellites ont commis une erreur d’une seconde.
Technologies
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En considérant que l'erreur commise par A, B et C sont les mêmes, il suffit de
chercher quelle valeur enlever à chaque mesure (qui correspond à l'erreur commise)
pour que les arcs de cercle se coupent en un même point.
Un dernier détail reste à régler, pour calculer précédemment la distance séparant
un satellite du point à déterminer, il faut connaître exactement la position du satellite
dans l'espace.
Une autre cause d'imperfection est la dégradation volontaire des systèmes par
l'armée américaine (rajout d'un déphasage connu uniquement par les utilisateurs
habilités). Le bruit sur le signal est estimé à moins de 1%. Un calcul (que nous ne
détaillerons pas ici) de correction ionosphérique est aussi effectué.
Actuellement le facteur limitant de la précision du GPS est la troposphère, en effet
on ne maîtrise pas les changements de température ou de pression, cela modifie la
vitesse de l'onde (passage dans un milieu différent du vide). Cet effet est quasiment
annulé lors du calcul par positionnement relatif, car on fait une double-différence, une
méthode que nous ne développerons pas ici.
En utilisant un troisième satellite, sans erreur de mesure...
Au lieu de trouver le point X, c'est le point XX qui est calculé.
Le 3ème satellite confirme le résultat des 2 autres.
Dans le cas d'une erreur d'une seconde de chaque satellite.
Le 3ème satellite permet de définir une zone dans laquelle se
trouve le point à trouver.
Technologies
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Le secteur spatial:
GPS comprend 24 satellites, répartis de telle sorte que chaque zone de la terre est
couverte par 4 satellites. Ils doivent donc être à environ 20000km d'altitude et avec 6 à 8
satellites répartis sur une orbite inclinée de 50° par rapport à l'équateur. Ces satellites
tirent leur énergie de panneaux solaires. Les satellites génèrent deux ondes L1 et L2
respectivement à 1575,42 MHz et 1227,60 MHz. Elles sont modulées par la phase (de 180°
lorsque le message ou le code change de parité), et contiennent la position du satellite,
l'état de santé du satellite, et d'autres informations et le code pseudo-aléatoire
permettant la synchronisation. Il en existe 2, l'un réserve à l'armée, l'autre aux civils.
Les stations de contrôle:
Une station principale (Colorado Springs) reçoit les données des autres stations,
calculent les éphémérides des satellites et surveillent le fonctionnement du système.
Un récepteur équipe du système GPS pour pouvoir être géolocalisé doit avoir une
fonctionnalité supplémentaire qui est d'envoyer sa localisation via un réseau SMS, GPRS
ou autre. En effet, le système GPS permet uniquement de connaître sa position, le
récepteur n'est rien obligé d'envoyer pour pouvoir fonctionner. Cette propriété est utile
dans d'autres cas d'utilisation comme le guidage GPS, cela permet de protéger ses
données.
Technologies
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La géolocalisation par téléphone portable
Le positionnement par GSM:
La géolocalisation par GSM (téléphones mobiles de deuxième génération
actuellement utilisés par la majorité des gens) est basée sur l'IMEI (International Mobile
Equipement Identify) obtenu à partir de la carte SIM, qui est un code unique composé de
15 chiffres. Le numéro IMEI identifie l'appareil (le téléphone en lui-même), tandis que le
numéro SIM identifie la carte SIM donc le numéro de téléphone demandé. Toute les
informations sont contenus dans la carte SIM. Lorsqu'un utilisateur s'identifie à un
réseau mobile, son numéro IMEI est transmis au système de gestion de l'opérateur afin
de pouvoir l'autoriser à utiliser les différentes options disponibles.
Il existe plusieurs méthodes, Cell-Id, la plus simple à mettre en œuvre et EODT, un
peu plus précise. Aujourd'hui la seule méthode couramment utilisée est Cell-Id, bien
qu'elle soit moins précise elle ne demande aucune infrastructure supplémentaire à celle
d'un réseau GSM classique.
Il faut savoir qu'un réseau GSM est composé de plusieurs cellules et que chacune
d'elle contient une BTS (Base Transciever Station) qui prend en charge les
communications radio des téléphones mobiles. Chaque BTS est relié ensuite à un BSC
(Base Station Controler) qui pilote l'ensemble des BTS et gère le basculement d'un
portable d'une cellule à une autre selon le principe de handover (choisit quelle est la
cellule qui prendra en charge le mobile).
Technologies
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L'identification par cellules, Cell-ID:
Cette méthode simple
d'identification va s'effectuer à partir de
l'adresse de la BTS à laquelle le mobile
est connecté. La BTS repère le mobile
pour pouvoir prendre la communication,
il y a identification de la carte SIM avant
de démarrer la communication. Chaque
cellule BTS sait donc quels portable sont
dans son champ de fonctionnement, ces
données sont automatiquement
transmises à la BSC puisque que c'est le BSC qui décide quelle BTS est affecté à chaque
mobile. Ces données sont ensuite transmises à une base de données, qui sait donc
quelles cartes SIM sont dans le champ de chaque cellule. Or cette base de données sait
aussi l'adresse exacte de chaque antenne. L'on peut donc connaître la localisation
approximative d'une carte SIM.
Cette localisation dépend donc fortement de la densité d'antenne, si un récepteur
est dans plusieurs champs différents, on commence à pouvoir de localiser de manière
précise. En ville l'on peut repérer un portable à 250 mètres près, en zone rurale on peut
arriver à une précision de seulement 10 km.
Identification par triangulation:
Cette identification se base non plus sur les informations des BTS mais de celles de
la BSC. Il s'agit d'établir un rapport de distance d'un mobile entre trois stations BTS. On
peut établir une comparaison entre la puissance du signal émis dans chaque BTS, ce qui
permet d'évaluer la distance qui le sépare des trois BTS. Cela permet de préciser la
position par rapport à une simple Cell-Id.
Technologies
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Identification par le temps (E-OTD):
La méthode E-OTD (Enhanced Observed
Time Difference) nécessite l'envoi d'un signal par
le portable. Il faut donc que le mobile soit équipé
pour pouvoir être localisé. Le BTS envoie des
signaux régulièrement, dès que le mobile reçoit
un de ces signaux, il réemet. Le BTS peut donc
calculer la distance en mesurant le temps d'aller
retour.
Pour avoir un temps plus précis, on utilise plusieurs cellules BTS pour repérer un
mobile (même principe que le 4e satellite pour le GPS). L'idéal serait d'avoir trois cellules
dans la portée du mobile pour avoir une localisation optimale.
Toutes ces différentes géolocalisations par GSM sont toute fois moins précises
que le GPS, surtout en campagne, elles dépendent essentiellement de la densité
d'antenne autour du mobile.
Technologies
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La géolocalisation par adressage IP
La Geolocalisation par IP et implicitement à l’aide des réseaux d’internet par Wifi
découle de la manière d’implémentation de l’Internet à l’heure actuelle. Pour
comprendre le fonctionnement, il faut tout d’abord savoir comment on a fait jusqu’à
présent pour repartir les adresses IP.
Au niveau global, la répartition des adresses IP est faite par l’ICANN, « Internet
Corporation for Assigned Names and Numbers » (en français, la Société pour l'attribution
des noms de domaine et des numéros sur Internet). Chaque pays se voit attribué une
certaine tranche des adresses IP, pouvant être ensuite utilisé par les fournisseurs d’accès
à l’Internet du pays respectif. Ensuite, à l’aide d’une base des données, on peut savoir la
« nationalité » d’une adresse IP.
En outre, l’ICANN se charge de réguler les domaines de premier niveau, c'est-à-
dire un domaine qui est au sommet de la hiérarchie des domaines (par exemple «.fr »,
« .org » etc.).
On a vu comment on faisait au niveau global pour localiser au moins le pays
d’origine d’un ordinateur possédant telle ou telle adresse IP. Maintenant, en chaque pays
il existe une agence chargée de réguler l’accès à l’Internet. En France par exemple on
retrouve l’ARCEP « L'Autorité de régulation des communications électroniques et des
postes ».
En ce qui concerne l’adressage IP, l’ARCEP alloue à chaque fournisseur d’accès à
l’Internet un tronçon des adresses utilisable en France. C’est ici que les choses
deviennent moins claires. En principe, on devrait avoir une répartition relativement
uniforme des adresses du point de vue géographique, chaque operateur se chargeant de
cataloguer les locations des IP. Et souvent c’est le cas. Mais parfois, par exemple, on se
voit attribué un IP de Marseille quand on se trouve à Strasbourg.
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Le cas des bornes WiFi publiques est par contre plus facile à gérer. Du moment où
on en a nettement moins que des postes fixes avec une certaine adresse IP,
l’implémentation et l’organisation de ces bornes étant faites par les autorités locaux, la
probabilité d’avoir des basses des données fiables est grande.
Pour résumer, la geolocation à l’aide des adresses IP est basé sur le fait qu’on sait,
à l’aide des basses des donnés, où devrait se trouver tel ou tel IP, ses basses étant, à la
base gérés par les operateurs d’Internet.
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La géolocalisation par RFID
La technologie RFID, en anglais «radio-frequency Identification », en français,
« Identification par Radio Fréquence » permet l’identification des objets, d’en suivre le
cheminement et d’en connaître les caractéristiques à distance grâce à une étiquette
émettant des ondes radio, attachée ou incorporée à l’objet. A l’aide de cette technologie,
on peut réaliser la lecture des étiquettes
même sans ligne de vue directe et le passage
par de fines couches de matériaux (peinture,
neige, etc.). Ainsi, grâce aux « lecteurs RFID »,
on peut accéder aux donnes mémorisées sur
des marqueurs appelés « étiquettes
radiofréquences » (« RFID tag » ou « RFID
transponder » en anglais).
Principe de fonctionnement
o Les radios-étiquettes
Les étiquettes RFID sont composées d’une puce, utilisée pour mémoriser les
informations, relié à une antenne, qui permet l’accès aux donnés. En fonction de la
manière de conception, on distingue plusieurs types :
- Les étiquettes en lecture seule, non modifiables
- Les étiquettes « écriture une fois, lecture multiple »
- Les étiquettes en « lecture réécriture »
Aussi distingue-t-on des étiquettes «passives », qui n’ont pas besoin d’avoir une
source d’alimentation propre, pouvant fonctionner juste à l’aide de l’énergie fourni par la
borne-lecteur RFID. Ceci entraine une contrainte au niveau de la distance maximale à
laquelle on peut lire ces étiquettes, qui dans le meilleur des cas peuvent attendre une
dizaine des mètres.
Technologies
INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES | La Geolocalisation Page 19
Par contre, il existe aussi des « tags actifs et semi-actifs », qui intègrent une
batterie. Pour les étiquettes actives la batterie est utilisée pour émettre un signal
pouvant être lu à des distances plus grandes, en allant d’une cinquantaine de mètres,
jusqu’à presque deux cents mètres. Les étiquettes semi-actives n’utilisent pas leur
batterie pour émettre des signaux. Elles agissent comme des étiquettes passives au
niveau communication. Mais leur batterie leur permet, par exemple, d’enregistrer des
données lors du transport.
Un aspect très important dans les dernières années concerne la miniaturisation
des composants, qui entraine la possibilité de les incorporées dans plus d’objets que c’est
possible maintenant. Par contre, il faut prendre en compte que la portée des signaux
pour accéder à ces puces diminue avec leur taille, conformément à une loi en carré
inverse (une quantité physique est inversement proportionnelle au carré de la distance
de l'origine de cette quantité physique.)
o Les lecteurs RFID
Ce sont des dispositifs actifs, émettant des ondes radio à courte distance, qui
servent à activer les étiquettes qui passent devant eux. Ce sont ces ondes qui fournissent
l’énergie nécessaire pour accéder à la puce. On distingue plusieurs fréquences utilisées,
en fonctions du type d’application visé et des performances attendues :
Services de Géolocalisation
Page 20 La Géolocalisation | INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES
Services de Géolocalisation
Nouveau venu dans le jargon du Net, le concept de « géolocalisation » suscite de
gros espoirs chez les opérateurs et les fournisseurs de services. Par ce terme, on entend
la possibilité d’être situé géographiquement par l’intermédiaire de son téléphone
portable, même si celui-ci est en veille.
Véritable innovation ou nouveau piège pour le consommateur ? Les questions se
bousculent et trouvent difficilement des réponses pour le moment. Pour y voir plus clair,
nous aborderons tout au long de cette partie les préceptes suivants : les types de
services attendus par les consommateurs, les technologies employées, les acteurs du
marché, les barrières à franchir et l’actualité technologique, en mettant en avant l’état
économique actuel du marché du dit service.
Statistiques : Comment se porte le marché
La bonne santé du marché des services
utilisant des technologies de géolocalisation est
partie pour durer. Ces prestations attirent en effet
de plus en plus les utilisateurs de systèmes sans-fil (abonnés mobiles ou internautes sur
WiFi ou Wimax). C'est en tout cas ce qu'indique l’étude "Mobile Location Based Services"
publiée par ABI Research. Les chiffres avancés par le cabinet d'analyse parlent d’eux-
mêmes. Si ses estimations fixent à près de 500 millions de dollars le chiffre d’affaires
global réalisé en 2007 sur le marché du service localisé, ce sont plus de 13 milliards qui
devraient s’y échanger en 2013. Une croissance exponentielle qui devrait être
principalement alimentée par le développement de l’offre sur les appareils mobiles
intégrant les technologies GSM et WCDMA.
Services de Géolocalisation
INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES | La Géolocalisation Page 21
Des services attendus
Les services géolocalisés font partie des attentes fortes des consommateurs, si
l'on en croit les enquêtes d'opinion sur les services mobiles.
L’objectif de la géolocalisation consiste à proposer des contenus personnalisés et
contextualisés. Prenons un exemple : à l’occasion d’un déplacement, vous pouvez
commencer par consulter la météo en cliquant sur l’icône météo de votre mobile pour
voir le temps qu’il fait dans le lieu où vous vous rendez. Ensuite, au moment de déjeuner,
vous avez la possibilité de trouver un restaurant dans le quartier où vous vous trouvez
par un simple clic sur l’icône restaurant. Un plan et un itinéraire peuvent être affichés une
fois votre choix effectué. Mais n’oublions pas parmi la panoplie de services disponibles :
le repérage du distributeur de billets le plus proche, les stations service à proximité, etc.
De toute évidence, les avantages et services sont légion.
Outre ses applications de diffusion d’informations pratiques, la technologie de
géolocalisation offre d’énormes potentialités sur le plan marketing. Ainsi, elle semble
particulièrement appropriée pour les campagnes de push marketing qui permettraient à
un commerçant d’envoyer une offre promotionnelle directement à l’abonné qui passe à
proximité de son magasin. Le géomarketing, qui semble promis à un bel avenir,
représente une véritable évolution des relations commerciales.
Navigation et entreprises stimulent le marché
Côté demande, c’est l’attrait croissant du public
pour les fonctions de navigation qui devrait contribuer à
renforcer la dynamique actuelle, explique le cabinet
d’étude. "La navigation personnelle ainsi que les services
aux entreprises devraient être les deux segments les plus rémunérateurs sur les cinq
catégories de services localisés que nous avons répertoriés", indique Jamie Moss, analyste
chez ABI. A eux seuls, ces deux types de prestations devraient générer respectivement
quatre et six milliards de dollars à l’horizon 2013, précise-t-elle.
Services de Géolocalisation
Page 22 La Géolocalisation | INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES
André Malm, analyste chez Berg Insight, estime que les ingrédients assurant le
succès de la géolocalisation sont en train de se mettre en place :
• des portails de téléchargement d'applications mobiles, permettant de trouver
rapidement des logiciels et services LBS
• des forfaits data moins contraignants
• une ouverture des opérateurs à des développeurs tiers
• l'utilisation d'API de géolocalisation dans les applications
• un nombre grandissant de téléphones portables disposant de la fonctionnalité
GPS
Sur ce dernier point, le cabinet évalue que 20% des mobiles vendus en 2009 seront
équipés du GPS et que 50% de la base installée de terminaux mobiles en Europe en
disposera d'ici 2013.
Opportunité pour les fournisseurs de contenus
L’analyste ajoute : "ce qui est notable sur ce secteur des services localisés c’est que
les informations des fournisseurs de contenus sont disponibles". L’étude souligne en effet
que les marchés des diffuseurs d’informations géolocalisées - cartographique,
automobile, télématique - sont d’ores et déjà établis. Pour ces derniers, le créneau des
services basés sur la localisation représente ainsi une opportunité "d’importants revenus
additionnels". Reste que l’essor de ce marché laisse planer la question du mode de
distribution. Dans ce cadre, le cabinet américain préconise le développement d’une offre
de données all inclusive intégrant d’emblée des services de localisation. Objectif :
favoriser l’adoption par les utilisateurs mobiles.
Dans le même contexte, le cabinet d’études Gartner estime que les adeptes des
services gratuits financés par la publicité représentent actuellement 10 à 15% des
utilisateurs européens et nord-américains mais que ce pourcentage passera à 40 ou 50%
en 2013. Parmi les services LBS ou services géolocalisés mobiles à fort potentiel, ceux qui
proposent des coupons de réduction dans des boutiques à proximité de l'utilisateur ont
de beaux jours devant eux. Mais là encore, il y aura beaucoup de prétendants et peu
d'élus, les plus gros (ceux avec la plus forte base de clients) rachetant leurs concurrents
dans un schéma classique de consolidation du marché.
Services de Géolocalisation
INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES | La Géolocalisation Page 23
Conditions techniques favorables
Cela fait plusieurs années que les
analystes promettent un grand succès pour les
services de géolocalisation mais ce n'est que
depuis 2008 et surtout cette année que les conditions matérielles et logicielles
commencent à créer la synergie attendue.
Avant, il fallait attendre une plus large diffusion des plates-formes GPS et la
création des services adéquats. On notera toutefois que le GPS n'est pas l'unique moyen
de fournir un positionnement et que des méthodes alternatives, bien que moins précises,
peuvent se révéler tout aussi intéressantes, notamment pour les mobiles dépourvus de
modules GPS et pour les zones dans lesquelles le signale est difficile d'accès. On pense
alors au WiFi, ou plus généralement encore, à l'identification de la cellule du réseau
mobile ( Cell-ID ).
Depuis, des combinaisons de géolocalisation par GPS, points d'accès WiFi et
identification des cellules des réseaux mobiles ont vu le jour et ont permis de dépasser
les limites de déploiement d'appareils compatibles GPS tandis que les réseaux sociaux se
sont emparés de la géolocalisation comme d'un outil supplémentaire dans l'arsenal de
communication et d'échange avec les membres de sa tribu en rajoutant la notion de
proximité.
D'autre part, les services de navigation s'invitent comme prévu dans les
téléphones portables, au détriment des PND ( Personal Navigation Devices ) qui doivent
rivaliser d'ingéniosité pour rester attirants, en cassant leurs prix et en intégrant des
services connectés.
Ces différents éléments ont créé un véritable engouement pour les services
géolocalisés mobiles (ou en anglais LBS – Location Based Services). « L'industrie des
services LBS s'est rapidement développée ces derniers mois grâce à un mélange de
consolidation et d'amélioration du rapport qualité / prix des technologies, avec des
applications attractives. Les facteurs qui assureront sa croissance l'an prochain seront la
plus grande disponibilité des téléphones GPS, la réduction des prix et la visibilité sur les
Services de Géolocalisation
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portails de téléchargement d'applications mobiles » , indique Annette Zimmerman,
analyste chez Gartner, qui prévoit que les services géolocalisés gratuits grâce à un
financement par la publicité vont continuer à se développer, ce qui ne fera pas les
affaires des opérateurs qui commercialisent le même type de service sur la base d'un
abonnement mensuel.
Publicité comme modèle économique
Concernant le modèle économique, Berg Insight note que la publicité reste le
principal moteur de financement des services les plus populaires. Cependant, cela
représente un équilibre fragile, les revenus publicitaires n'étant pas forcément
proportionnels par rapport à la croissance du nombre d'usagers.
La création d'un modèle économique stable pourrait donc prendre plusieurs
années, le temps que le marché de la publicité mobile gagne en maturité. En revanche,
pour les services de navigation, le modèle par abonnement devrait perdurer même si des
offres à acte d'achat unique devraient être également proposées pour couvrir l'éventail
des attentes des utilisateurs.
Secteur de la Logistique
INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES | La Geolocalisation Page 25
Utilité des techniques de Géolocalisation
dans le secteur de la logistique
Les technologies GPS permettent aux entreprises du transport - fabricants et
transporteurs - d'améliorer leur productivité et leur efficacité, en optimisant les temps de
déplacement et les coûts opérationnels.
Etude du secteur de transport
Selon une étude menée par Motorola auprès
d'entreprises de fabrication de véhicules et de
transporteurs nord-américains, les solutions de
navigation embarquées, notamment dans les mobiles,
permettent dans un premier temps aux conducteurs de
trouver plus aisément leur itinéraire et surtout d'échapper aux embouteillages qui
ralentissent le trafic. Un gain de temps qui a des conséquences sur la relation
consommateur : les salariés peuvent ainsi consacrer plus de temps à leur clientèle.
Réduire les coûts et le temps de déplacement
Autre avantage : l'économie de carburant. 50 % des entreprises interrogées
annoncent avoir réduit leur consommation d'essence. En obtenant de meilleurs
itinéraires, elles peuvent en effet réduire les distances parcourues par leurs employés.
Selon Motorola, de tels usages pourraient permettre à l'ensemble du secteur aux Etats-
Secteur de la Logistique
Page 26 La Geolocalisation | INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES
Unis d'économiser plus de 50 milliards de dollars par an. "Les salariés du secteur du
transport font souvent face à des difficultés et peinent à savoir comment réduire leurs
dépenses en essence, comment localiser les endroits où ils peuvent s'arrêter et comment
optimiser leurs temps de déplacements", rappelle Jim Hilton, directeur de la division
Mobilité chez Motorola.
Localiser les salariés
"Toutes ces questions nécessitent de déployer des ressources humaines et
financières importantes". Dernier avantage, plus susceptible de plaire aux responsables
non mobiles des sociétés : les GPS leur donnent la possibilité de localiser avec précision
leurs salariés. Un système qui leur permettrait d’améliorer l'organisation interne. L'étude
est cependant à prendre avec précaution : elle est en effet menée par Motorola, qui
s'enorgueillit d'avoir déjà lancé plus de 200 000 systèmes mobiles GPS.
Un grand plus pour l’ entreprise et ses employés : Solution win-win!
Lors du salon IP convergence, une conférence était dédiée à la géolocalisation.
Jean- Marc Desbornes y a détaillé les pratiques des entreprises en la matière : « A peu
près 20 % de nos clients utilisent la géolocalisation en temps réel. Ce sont principalement
des sociétés qui assurent des dépannages ou des interventions techniques. Mais 80 %
utilisent la géolocalisation en différé à partir de l’édition de rapports a posteriori. Les
anomalies sont gérées en direct, mais elles sont analysées ensuite dans les détails. »
Avant de s’équiper d’une solution, les entreprises doivent clairement en définir le
périmètre d’utilisation. S’il s’agit simplement de surveiller les collaborateurs de
l’entreprise, les bénéfices attendus ne seront pas au rendez-vous. « Les entreprises qui
déploient une solution pour «fliquer» leurs salariés la délaissent rapidement, explique
Jean-Marc Desbornes. Aujourd’hui, nous ne vendons plus de solution sans qu’il n’y ait de
gains de productivité à la clef. » Sans doute ce dernier argument permet-il aujourd’hui à la
géolocalisation de prendre son envol. Plus sensibles aux relations sociales à l’intérieur de
l’entreprise, les grands groupes ont longtemps hésité à déployer des solutions de ce
type.
Secteur de la Logistique
INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES | La Geolocalisation Page 27
Désormais, il est plus facile d’expliquer au comité d’entreprise que la solution
permet d’optimiser la flotte, mais également d’offrir davantage de confort aux
conducteurs en leur offrant la navigation, la messagerie, l’automatisation des comptes
rendus… Pour employer une expression toute faite, la géolocalisation est une solution
win-win pour le salarié comme pour l’entreprise.
Entrepôt et gestion des stocks
Les dispositifs d’identification par radiofréquences (RFID) permettent d’optimiser
la traçabilité dans les activités industrielles et logistiques. En effet, ces dispositifs
permettent la mise sous contrôle automatique des flux et le renseignement en temps
réel d’un système d’information.
Ressources soumises à un flux circulaire
Les ressources soumises à un flux circulaire, tel le fourre-tout, les casiers et les
cages roulantes, les containers de stockage, les containers d’expédition, etc., utilisées
pour le transport des marchandises d’un endroit à un autre sont une part essentielle du
réseau de distribution d’une entreprise. L’entretient, le remplacement et la gestion de
ces ressources représentent souvent une partie importante des dépenses annuelle d’une
entreprise. Dès lors que la dégradation, la perte, et le vol érodent la productivité, ces
ressources doivent être gérées de la manière la plus optimale, et c’est ici qu’intervient la
technologie RFID.
Les dispositifs RFID sont utiles aussi bien pour la localisation de ces biens
réutilisables que pour leur gestion. Leurs utilisations réduit considérablement les pertes
dues aux vols ou aux erreurs d’emplacement, elles permettent également de localiser
des ressources particulières, comme par exemple des containers utilisés pour les
stockages de produits spécifiques, comme les produits alimentaires, ou encore des
Secteur de la Logistique
Page 28 La Geolocalisation | INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES
produits dont la manipulation nécessite des précautions particulières, comme certains
produits d’entretien et de nettoyage, etc. De plus, l’usage de ces dispositifs permet une
mise à jour en temps réel des fournitures, assurant la disponibilité quasi permanente de
ces fournitures. Le fait que chaque ressource soit au bon endroit au bon moment est un
élément clé dans l’optimisation de la productivité.
Un des autres avantages de ces dispositifs est qu’ils sont pleinement réutilisables,
ce qui réduit le coût d’investissement de l’entreprise dans un dispositif de traçage
logistique.
Les gains en temps et en productivité apportés par les dispositifs RFID, ainsi que la
nécessité qu’ont les entreprises à réduire de plus en plus leurs coûts de production, afin
de pouvoir rester compétitives et ne pas se faire annihiler par leurs concurrents, ne
pourra qu’attiser le succès de ces dispositifs.
Gestions des stocks de produits :
Exemple du terminal automobile du port de Rotterdam
Si l’utilité des dispositifs RFID pour la gestion des ressources à flux circulaire a été
prouvé, nous pouvons nous attendre à ce que pour les même raisons, ces dispositifs
soient employés pour la gestion des stocks de marchandises, permettant ainsi de
travailler à flux tendu de manière plus sure de part le suivis en temps réel des produits.
Nous illustrerons ici nos propos en prenant l’exemple suivant : Le Terminal
Logistique Automobile Du Groupe Broekman Au Port De Rotterdam.
En effet la société WhereNet s’est associé à Mieloo & Alexander pour fournir au
groupe Broekman un des plus grands systèmes de localisation active en temps réel pour
la poursuite précise de quarante mille véhicules automobiles. Ce dispositif devrait
permettre au groupe Broekman d'améliorer le rythme de production, la qualité, et le
service à la clientèle tout en traitant 250 000 nouveaux véhicules par an.
Secteur de la Logistique
INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES | La Geolocalisation Page 29
Ce système de poursuite couvre une surface de plus de 750 000 km² et permet la
localisation à n’importe quel instant d’un des 40 000 véhicules garés dans l’installation.
Selon Wim Milder, Directeur général des technologies d'information et de
communication du Groupe Broekman « L'outil le plus puissant pour n'importe quel
Directeur est l'information précise en temps réel quant au lieu et à l'état d'inventaire du
travail en cours. Sans aucune intervention humaine, le système WhereNet enregistre
automatiquement les données de localisation précises au sujet de chaque véhicule dans
toute notre installation spacieuse, nous permettant de réduire significativement notre
cycle de base d'appel à la livraison et d'accélérer la livraison des véhicules aux
concessionnaires pour répondre à la demande du consommateur. » A son arrivée au
terminal, chaque nouveau véhicule se voit attribuer un émetteur RFID actif
WhereTag(TM) accouplé au numéro d'identification du véhicule (VIN). L’émetteur reste
sur le véhicule jusqu'à ce que celui-ci soit prêt à être acheminer vers l’un des nombreux
concessionnaires automobiles européens. L'installation du terminal comprend aussi 125
points d'accès de localisation WhereLAN(TM) et 400 dispositifs WherePort(TM) qui
permettent à l'émission du signal de chaque WhereTag, lorsque celui-ci pénètre ou quitte
une zone spécifique, l’enregistrement automatique des informations telles que l'heure
d'arrivée, le temps de résidence et l'heure de départ du véhicule.
Le groupe Broekman espère effectuer un retour sur investissement complet en
moins d’un an grâce aux nombreux avantages apportés par le dispositif de poursuite de
véhicule WhereNet. En effet celui-ci permet une économie de main d’œuvre du fait du
gain de temps considérable sur la recherche d’un véhicule, là où il était question d’heure
auparavant, en consultant l’affichage graphique du système, il ne faudra que quelques
minutes pour localiser un des 40 000 véhicules étiquetés se trouvant au terminal. Le
rythme de production accru du terminal et son utilisation optimisée permet alors
l’augmentation de la capacité de ce dernier. Autre avantage, les véhicules peuvent être
désormais vérifiés sans que le personnel n’ait à ouvrir les portes pour lire le numéro
d’identification, ce qui diminue les chances de heurts. Enfin, ce dispositif améliore
drastiquement le service à la clientèle, fournissant au groupe Broekman un avantage
concurrentiel certain sur le marché logistique automobile.
Secteur de la Logistique
Page 30 La Geolocalisation | INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES
Gestions de flottes logistiques
Le suivi et la gestion de flottes est l’une des applications du GPS les plus
développée dans le monde des transports terrestres. Elle intéresse en effet beaucoup de
monde, des services d’intervention d’urgence aux loueurs de voitures, en passant par les
sociétés de transports et de livraison, etc.
Flottes logistiques : Transport & Livraison
Le suivi et la gestion de flottes logistiques pourraient se définir schématiquement
comme étant l’inverse de la navigation terrestre. En effet, si dans le cas de la navigation
terrestre il s’agit uniquement de déterminer notre position afin de connaître notre
localisation précise, dans le cas du suivi et de la gestion de flottes logistiques il s’agit de
localiser chaque mobile de la flotte, leurs positions étant alors connues d’un poste
central gestionnaire. Le but est donc de pouvoir contrôler et gérer à distance une flotte
de véhicules.
Un système de gestion de flotte se compose alors au minimum de trois postes : un
équipement GPS à bord du véhicule, un serveur central situé au centre de contrôle et
enfin une liaison de communication bidirectionnelle entre le central et le véhicule. De fait,
les communications peuvent s’effectuer aussi bien dans le « sens montant », où le
véhicule communique ses coordonnées au central, que dans le « sens descendant », où le
central transmet au véhicule des corrections de parcours ainsi que les ordres de mission à
effectuer.
Le central peut alors contrôler le temps de conduite, le temps de parcours ainsi
que le temps de chargement et de déchargement de ses véhicules. Cela permet
d’empêcher les erreurs d’itinéraires, les pauses un peu trop longues, mais surtout, cela
apporte une information essentielle sur la position temporelle d’une ressource ! Si savoir
quand est-ce que la livraison arrivera est une information rassurante mais non capitale
pour un particulier (Exemple : Le suivi de colis sur le site de La Poste), il en va tout
Secteur de la Logistique
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autrement pour entreprise, qui peut alors gérer sa production de manière plus efficace
en ralentissant ou en accélérant certaines chaines de productions en attente de matières
premières.
De plus, outre le GPS, les systèmes mobiles perfectionnés disposent d’une liaison
radioélectrique courte portée et à très haut débit, généralement dans la bande ISM
(Instruments Scientifiques et Médicaux, 2.4GHz) afin de communiquer à l’intérieur même
des zones de dépôt et de chargement. Cela permet au véhicule de charger et décharger
les informations concernant les courses à effectuer, ses cargaisons chargées et
déchargées, afin de maintenir de manière automatique, rapide et efficace l’état des
stocks.
En conclusion, comme pour l’utilisation des systèmes RFID, l’utilisation de
systèmes de géolocalisation dans le suivi et la gestion de flottes logistiques apporte un
gain de temps et de productivité, de part l’utilisation optimisée de ces flottes, non
négligeables.
Jurisprudence
Page 32 La Geolocalisation | INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES
Jurisprudence :
Respect de la vie privée d’autrui techniques d’autrui
Le cadre juridique relatif à l'exploitation des
données de localisation générées par les
téléphones portables se construit.
L'enjeu est stratégique : il concerne tant les
professionnels que le g rand public. En pratique,
l'opérateur localise l'abonné via son portable pour
sélectionner les informations à lui envoyer sur son
écran. Ce service pourrait se décliner par le slogan
"Donne-moi ton numéro de portable, je te dirai où
tu es et ce que tu peux faire !".
Si on peut être impressionné de ces performances, on n’en est pas moins inquiet.
Il n’est, en effet, pas très rassurant de savoir que son opérateur vous suit à la trace. Le
droit à l’anonymat de la circulation constitue une liberté fondamentale dans les
démocraties.
C’est pourquoi la traçabilité géographique des personnes doit être basée sur le
principe du choix volontaire (opt-in) : c’est à l’utilisateur qu’il appartient de s’inscrire sur
la liste dédiée à cet effet par l’opérateur ou de donner son accord à chaque utilisation.
Cela implique que, dans la commercialisation des données concernant l’abonné,
les opérateurs ne fassent pas figurer son numéro de téléphone en même temps que la
localisation de son terminal.
Jurisprudence
INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES | La Geolocalisation Page 33
Au plan national, le système de géolocalisation doit ainsi être mis en œuvre dans
le strict respect de la loi Informatique et libertés. Les principes déjà posés par la
Commission nationale Informatique et libertés (CNIL) sont par ailleurs proches de ceux
adoptés par l’Europe. Dès 1990, dans une délibération portant adoption d’une
recommandation concernant les traitements automatisés mis en œuvre par les sociétés
de taxi, la CNIL a rappelé les principes visés par les articles 1,16, 26,27 et 29 de la loi du 6
janvier 1978.
En ce qui concerne la géolocalisation stricto sensu, la CNIL, pose trois règles :
o Il ne peut y avoir localisation que pour rendre le service demandé par
l’usager
o Les données ne peuvent etre conservées une fois le service rendu
o Leur transfert à un tiers nécessite l’accord de la personne localisée
Avenir
Page 34 La Geolocalisation | INSA Lyon Département TELECOM SERVICES & USAGES
Avenir du produit, innovations et projets
Les systèmes GNSS (Global Navigation Satellite
System ou systèmes de navigation par satellite) sont à la
base d'usage déjà largement répandus aux niveaux
personnel et professionnel mais ils sont aussi en train de
générer de nouvelles applications, de la télématique aux
applications industrielles de haute précision.
L'explosion des ventes de terminaux mobiles (téléphones, smartphones, MID) a
permis l'intégration de récepteurs et le développement de nouvelles applications. Si le
GPS américain tient le haut du pavé, il faut compter aussi avec le système russe Glonass
et prochainement avec le projet européen Galileo.
Le cabinet d'études ABI Research note que les gadgets électroniques avec
fonction de géolocalisation embarquée vont de plus en plus concurrencer les systèmes
dédiés grâce aux avancées de la miniaturisation, de la consommation d'énergie et des
performances des dispositifs. Il devrait ainsi s'écouler 500 millions d'appareils dotés
d'une fonction de géolocalisation en 2010.
En 2014, le nombre d'unités livrées devrait passer à 1,1 milliard, avec la possibilité
de gestion multi-GNSS, de type GPS / Glonass ou GPS / Galileo qui offriront des
performances améliorées, pour le moment réservées au monde industriel.
Il faudra aussi compter avec les systèmes de géopositionnement fin WAAS
(Amérique du Nord) et EGNOS (Europe) pour améliorer les temps de positionnement et
obtenir de meilleures performances en environnement difficile.
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