L’exactitude des montres et applications GPS…

Il y a quelques semaines, j’avais essayé d’expliquer pourquoi il ne faut pas crier au scandale sur la ligne d’arrivée d’une course officielle quand la distance annoncée ne correspond pas à la distance mesurée par votre montre GPS : ici

Cette fois ci, on ne va pas parler des « erreurs » de trajectoire qu’un coureur peut accumuler durant la course (virage sur l’extérieur, contournement d’autres coureurs, ravitaillement, pause pipi,…), mais uniquement des « erreurs » propres au système GPS

Pour cela, je voudrais vous présenter les résultats d’une étude réalisée par des chercheurs en Autriche et aux Pays-Bas qui vient d’être publiée dans « International Journal of Geographical Information Science : « Why GPS makes distances bigger than they are »

 

Alors déjà comment ça fonctionne…votre position n’est pas enregistrée de façon continue mais discontinue, chaque « x » secondes votre montre enregistre votre position et calcul la distance entre ces deux points. Ce mode de fonctionnement va entraîner deux types d’erreur:

  • l’erreur d’interpolation : si le temps entre deux mesures de position est trop important, en particulier sur un parcours sinueux votre distance va être sous estimée. Sur un piste d’athlétisme de 400 mètres, si votre position GPS est enregistrée que 3 fois par tour, votre montre va mesurer le périmètre de ce triangle qui sera forcement plus petite que les 400 mètres réellement parcourus…sur un parcours parfaitement droit, l’erreur d’interpolation est nulle.
  • l’erreur de mesure : sur la constellation des 24 satellites GPS, votre montre doit être « en dialogue » avec au moins 4 satellites (et au maximum 12) pour déterminer votre position sur la surface de notre planète avec une précision de 3 à 6 mètres (GPS est un système de l’armée américaine qui bride la précision des mesures pour les applications civiles). Tout ça pour dire que même en ligne droite si au temps « t » votre montre vous géolocalise à un mètre à gauche de votre vrai position et qu’au temps « t+x » elle vous géolocalise 5 mètres à droite de votre position réelle, la distance mesurée sera supérieur à la distance parcourue. Les erreurs de mesure vont donc surestimer la distance que vous avez réellement couru, et ceci d’autant plus que le temps entre deux mesures de position sera faible.

Et sans rentrer dans les détails il y a d’autres types d’erreur à cause : des décalages dans la propagation du signal entre le satellite et votre montre, des erreurs d’éphémérides (incertitude dans la position précise du satellite), dérive de l’horloge atomique interne du satellite,…

Mais en gros pour résumer :

  • plus votre appareil enregistre votre position souvent, plus il va surestimer la distance
  • moins votre appareil enregistre votre position souvent, plus il va sous estimer la distance

Bon il faut l’avouer, la très grande majorité des applications smartphones et des montres GPS sont dans le premier cas et donc surestiment la distance courue!

Dans leur étude, les scientifiques ont fait faire un parcours, défini et préalablement mesuré, en marchant avec un traceur GPS enregistrant la position chaque seconde : en moyenne la distance était surestimée de 10% !!! Bon, ils l’avouent eux même, le traceur qu’ils ont utilisé pour l’étude était plutôt dans le bas de gamme. Votre montre haut de gamme à plus de 200€ font surement une surestimation plus faible que les 10% mesurés mais elle existe toujours.

 

La solution pour améliorer la précision semble se trouver dans les mathématiques en utilisant un autre paramètre enregistré par les traceurs GPS : la vitesse instantané. Ils travaillent donc sur une formule permettant de corriger la distance mesurée entre deux enregistrements de position en utilisant la vitesse instantanée au moment des deux enregistrement de position…

 

Alors cet article ne va pas révolutionner vos entraînements de la semaine, mais peut être que ça va diminuer la confiance sans limite de certain coureurs dans leur montre dernier modèle et augmenter la confiance dans les certifications des courses officielles…

 

 


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