GPS intégré, GPS/boussole externe ou boussole GNSS : que choisir pour votre bateau ?

Un traceur de cartes moderne est souvent équipé d'un récepteur GPS intégré, mais celui-ci n'indique pas toujours la direction du bateau à faible vitesse ou à l'arrêt. Pour de nombreux bateaux, le récepteur GPS intégré est largement suffisant, tandis que les installations avec radar, AIS et autres fonctionnalités avancées peuvent bénéficier d'un capteur de cap externe.

Dans cet article, nous comparons trois solutions différentes :

• Récepteur GNSS intégré, par exemple dans le Raymarine Axiom.
• Capteur GNSS et de cap externe tel que le Raymarine AR200
• Boussole GNSS professionnelle comme Hemisphere Vector V200

Nous examinons les différences de position, de cap, de précision, de temps de démarrage et d'installation, et nous expliquons ce que ces spécifications signifient en pratique.

GPS et GNSS – quelle est la différence ?

Le GPS est le système de positionnement par satellite américain. Le GNSS est un terme générique désignant des systèmes satellitaires tels que le GPS, le GLONASS, Galileo et BeiDou.

Un récepteur GNSS marin moderne peut recevoir les signaux de plusieurs systèmes satellitaires. Cela lui permet d'accéder à un plus grand nombre de satellites, mais ses performances restent tributaires de l'emplacement de l'antenne, de la visibilité du ciel, des interférences et des spécifications du récepteur.

Dans le langage courant, le terme GPS est encore souvent utilisé comme un terme générique, même lorsque le produit est en réalité un récepteur GNSS.

Niveau 1 : GPS intégré au traceur de cartes

Les traceurs de cartes modernes, comme le Raymarine Axiom, intègrent un récepteur GNSS. Vous pouvez ainsi visualiser la position de votre bateau sur la carte sans installer d'antenne GPS supplémentaire.

Pour de nombreux bateaux de plaisance, il s'agit d'une solution simple et économique.

Avantages du GPS intégré

• Aucune antenne GPS séparée n'est nécessaire.
• Moins de composants et de câbles
• Installation facile
• coût total inférieur
• Précision suffisante pour la navigation de loisirs normale

La fiche technique vérifiée d'une génération précédente de Raymarine Axiom indique la prise en charge des systèmes GPS, GLONASS et BeiDou, le suivi de jusqu'à 28 satellites et une fréquence de mise à jour de la position de 10 Hz. La précision de positionnement annoncée est de 15 mètres maximum sans SBAS et de 5 mètres maximum avec SBAS, dans les deux cas à 95 % du temps. Les spécifications exactes varient selon les modèles et les générations.

Une vue dégagée du ciel est cruciale

La qualité du récepteur GPS intégré dépend de son emplacement. L'antenne étant située à l'intérieur du traceur de cartes, la réception est directement affectée par l'emplacement de l'écran.

Les conditions de réception peuvent se détériorer si le traceur est situé :

• À l'intérieur d'une timonerie
• Sous un toit rigide
• Sous un flybridge
• Derrière une vitre métallisée ou fortement teintée
• À proximité de grandes structures métalliques
• Dans un endroit où de larges portions du ciel sont obscurcies

Dans un cockpit ouvert offrant une bonne vue du ciel, l'antenne intégrée fonctionne généralement dans des conditions nettement meilleures que dans une cabine fermée.

Ce n'est donc pas seulement le récepteur utilisé qui importe. L'emplacement de l'antenne et une vue dégagée des satellites sont également essentiels.

Combien de temps faut-il pour obtenir une bonne position après le départ ?

Le simple fait que le traceur de cartes ait démarré ne signifie pas automatiquement que le récepteur GNSS a déjà établi une position stable.

Le temps de démarrage à froid annoncé pour le récepteur Raymarine Axiom certifié est inférieur à deux minutes. Un démarrage à froid signifie que le récepteur doit rechercher les satellites sans pouvoir utiliser toutes les données précédemment enregistrées.

La rapidité avec laquelle la position s'affiche en pratique dépend notamment de :

• La vue vers le ciel
• emplacement de l'antenne
• Si les informations satellitaires sont enregistrées
• Depuis combien de temps le système est-il hors service ?
• Si le bateau a été déplacé depuis la dernière utilisation du récepteur

Après un arrêt bref, la position peut donc être atteinte rapidement, tandis qu'un démarrage à froid ou une installation obscure peuvent entraîner une attente plus longue.

Un capteur externe séparé peut bénéficier de meilleures conditions de réception s'il est placé, par exemple, sur un toit rigide ou un arceau radar offrant une vue dégagée du ciel. Cependant, cela ne signifie pas qu'un capteur externe garantit systématiquement un verrouillage de position plus rapide. Le résultat dépend de l'ensemble de l'installation.

Le GPS n'indique pas automatiquement la direction vers laquelle pointe le bateau.

Il est important de faire la distinction entre le cap fond (COG) et le cap au compas (cap).

Le récepteur GPS calcule le centre de gravité (COG) en analysant les variations de position du bateau. Le COG indique ainsi la direction de déplacement réel du bateau à la surface de la Terre.

Le cap indique quant à lui la direction vers laquelle pointe l'arc.

Ces valeurs peuvent différer en raison de :

• Vent de travers
• Actuel
• Dérive
• Inversion
• Manœuvres
• vitesse très basse

Lorsque le bateau est à l'arrêt, le récepteur GPS ne peut pas calculer un centre de gravité stable sans mouvement. Par conséquent, le GPS intégré du traceur de cartes ne remplace pas un véritable capteur de cap.

Cela peut se remarquer par :

• Le symbole du bateau se tord ou se déplace de manière erratique.
• L'orientation tête haute devient moins stable
• L'affichage radar superposé ne s'aligne pas correctement lorsque le cap est manquant.
• La présentation des cibles environnantes devient moins intuitive

Niveau 2 : GPS/boussole externe – Raymarine AR200

Le Raymarine AR200 combine un récepteur GNSS avec un système AHRS (Attitude and Head Reference System). Le capteur fournit la position, le cap magnétique, le tangage et le roulis aux systèmes Raymarine Axiom compatibles.

Cela signifie que l'AR200 fournit des informations qu'un récepteur GPS standard ne peut pas fournir lorsque le bateau est à l'arrêt.

Le placement extérieur offre de meilleures options d'installation

L'AR200 possède une antenne GNSS interne, mais l'ensemble du capteur est monté à l'extérieur, ce qui vous permet de choisir un emplacement offrant une meilleure vue du ciel que celui du traceur de cartes.

Les emplacements de montage courants peuvent être :

• Hard-top
• Arc radar
• Arche Targa
• Autres espaces ouverts avec une bonne visibilité satellite

L'emplacement doit être choisi en tenant compte du compas magnétique intégré à l'appareil. Le capteur ne doit pas être installé à proximité d'équipements ou de câbles susceptibles de générer des interférences magnétiques, puis être calibré.

Cap stable lorsque le bateau est à l'arrêt

La différence la plus importante entre l'AR200 et un GPS classique réside dans l'accès au cap.

L'AR200 utilise un système AHRS avec accéléromètre, compas magnétique numérique et gyroscope MEMS. L'appareil fournit le cap, le tangage, le roulis et la vitesse de giration à une fréquence de mise à jour de 10 Hz. Raymarine annonce une précision statique du compas magnétique de 1° RMS et une précision dynamique de 3° RMS.

Cela permet au système d'accéder à la direction du bateau même lorsque celui-ci est à l'arrêt ou se déplace lentement.

Les informations d'en-tête sont précieuses pour :

• Orientation stable du graphique
• Superposition radar
• Réalité augmentée ClearCruise
• Stabilisation vidéo
• Présentation des objets AIS et des cartes
• Fonctions nécessitant des informations sur le tangage et le roulis

L'AR200 est spécialement conçu comme capteur et module de stabilisation vidéo pour ClearCruise AR sur les traceurs de cartes Axiom compatibles. Associé à une caméra compatible, le système permet de superposer des objets de navigation, des cibles AIS et des marques marines à l'image de la caméra.

Données techniques Raymarine AR200

Le Raymarine AR200 capte jusqu'à 28 satellites et met à jour sa position GNSS à 10 Hz. La précision de position annoncée avec le SBAS est inférieure à 5 mètres dans 95 % des cas. Le démarrage à froid est annoncé en moins de deux minutes (généralement moins de 60 secondes), tandis que le démarrage à chaud est annoncé en moins de 45 secondes.

Cela signifie que l'AR200 ne doit pas être considéré en premier lieu comme une amélioration spectaculaire de la précision de la position GPS indiquée par rapport au récepteur interne d'Axiom.

La principale amélioration est plutôt :

• Un récepteur GNSS externe
• Cap magnétique lorsque le bateau est à l'arrêt
• Pitch et roll
• Informations sur les prix stabilisés
• Assistance en réalité augmentée ClearCruise

L'AR200 doit être installé et calibré correctement pour fournir des données de cap fiables. Il convient également de vérifier les sources de données sélectionnées par le système et sa compatibilité avant que les informations de cap ne soient utilisées par d'autres fonctions en réseau.

Niveau 3 : Boussole GNSS professionnelle – Hemisphere Vector V200

Le Hemisphere Vector V200 est un compas GNSS professionnel doté de deux antennes GNSS intégrées dans un même boîtier. Ces antennes sont espacées de 20 centimètres et sont complétées par un gyroscope et un capteur d'inclinaison.

Contrairement à l'AR200, le V200 n'a pas besoin d'utiliser un magnétomètre pour déterminer son cap. La direction est calculée à partir des signaux satellites reçus par les deux antennes.

Cap sans boussole magnétique

Le cap étant déterminé à l'aide d'une double antenne GNSS, le calcul de la route ne dépend pas du champ magnétique terrestre.

Cela signifie que la fonction de cap n'est pas affectée par la déviation magnétique due, par exemple, à :

• Conférencier
• moteurs électriques
• Générateurs
• Câbles d'alimentation robustes
• Composants en acier
• objets magnétiques

L'appareil ne nécessite pas non plus d'étalonnage comme une boussole magnétique traditionnelle. Toutefois, son installation doit impérativement être réalisée correctement. L'orientation du capteur, une vue dégagée du ciel et la distance par rapport aux émetteurs radio parasites ou aux structures obstruant la visée restent des éléments essentiels.

Données de position, de cap et de mouvement

V200 peut partir :

• position GNSS
• Titre
• Pas
• Rôle
• Houle
• taux de rotation

La fiche technique du fabricant indique 424 canaux, une fréquence de 10 Hz en standard et de 20 Hz en option. Le démarrage à froid est annoncé à 60 secondes, le démarrage à chaud à 30 secondes en moyenne, le démarrage à très chaud à 10 secondes en moyenne et le maintien du cap à 10 secondes en moyenne.

La précision de la position est spécifiée comme suit :

• 1,2 mètre RMS en positionnement autonome
• 0,3 mètre RMS avec SBAS

La précision du cap est de 1,5° RMS en standard et de 0,75° RMS en option. Le tangage et le roulis sont spécifiés à 1,5° RMS.

Il est important de faire la distinction entre les versions standard et optionnelles. La précision de 0,75° ne doit pas être considérée comme une performance générale pour toutes les configurations du V200.

Quand le V200 est-il le bon choix ?

Le V200 est particulièrement intéressant lorsque l'installation impose des exigences plus élevées en matière de position et de cap, ou lorsque les interférences magnétiques rendent difficile le positionnement d'un compas électronique standard.

Exemples d'utilisation :

• Installations de navigation professionnelles
• Bateaux de travail
• Mesurer les bateaux
• Installations nécessitant un cap basé sur le GNSS
• Systèmes radar et AIS avancés
• Systèmes utilisant NMEA 2000 ou NMEA 0183

Le V200 prend en charge les normes NMEA 2000 ou NMEA 0183 selon la version et le type de connexion choisis. Il est donc nécessaire de sélectionner la version adaptée au réseau existant à bord.

Comparaison technique

Les spécifications des systèmes GNSS Axiom varient selon les modèles et les générations. Le tableau présenté ici est donc basé sur la génération Raymarine dont la documentation a été vérifiée. Veuillez toujours consulter le manuel du modèle Axiom que vous utilisez.

Les valeurs de l'Axiom et de l'AR200 sont données par Raymarine sous forme de limites de confiance à 95 %, tandis que les valeurs du V200 sont données sous forme de RMS, elles ne peuvent donc pas être comparées comme si elles avaient été calculées en utilisant exactement la même méthode statistique.

Que signifient concrètement ces différences ?

GPS intégré dans Axiom

Le récepteur intégré est un bon choix lorsque :

• Le traceur a une bonne vue du ciel
• Vous avez principalement besoin d'une position stable sur le graphique
• Vous souhaitez que l'installation reste simple
• Vous n'avez pas besoin de cap lorsque le bateau est à l'arrêt.
• Vous ne disposez pas de fonctionnalités nécessitant un capteur de cap séparé.

Pour la navigation de loisirs normale, le récepteur intégré peut suffire.

Raymarine AR200

L'AR200 représente une évolution naturelle lorsque :

• Le traceur est installé dans un endroit dissimulé.
• Vous souhaitez pouvoir positionner le récepteur GNSS de manière à avoir une meilleure vue du ciel.
• Il vous faut un cap lorsque le bateau est immobile.
• Vous utilisez ClearCruise AR
• Il vous faut du tangage et du roulis.
• Vous souhaitez améliorer les fonctionnalités qui dépendent de données de cap stables

Le gain le plus important n'est pas nécessairement une meilleure précision de positionnement. C'est la combinaison du positionnement externe et de données de cap correctes qui fait la différence.

Hemisphere Vector V200

Le V200 est particulièrement adapté lorsque :

• Cap GNSS professionnel requis
• Les interférences magnétiques sont difficiles à éviter
• Une plus grande précision de positionnement est requise.
• Le cap doit être calculé sans magnétomètre.
• L'installation nécessite NMEA 2000 ou NMEA 0183
• La priorité est donnée à la normalisation et à la documentation des performances des capteurs.

Vous passez ici d'un système AHRS magnétique à un compas GNSS à double antenne.

Quelle solution choisir ?

Choisissez le GPS intégré si :

• Vous disposez d'une configuration de navigation simple.
• Le traceur a une bonne vue du ciel
• Vous avez principalement besoin de position et de centre de gravité.
• Vous souhaitez éviter les composants supplémentaires

Choisissez le Raymarine AR200 si :

• Vous disposez d'un système Axiom compatible
• Vous avez besoin d'un titre lorsque vous êtes immobile.
• Vous souhaitez utiliser ClearCruise AR
• Vous avez besoin d'informations sur le pitch et le rôle
• L'emplacement du traceur offre des conditions de réception moins favorables.

Choisissez Hemisphere Vector V200 si :

• Vous avez besoin d'un cap basé sur le GNSS
• Vous souhaitez éviter les problèmes de boussole magnétique
• Vous avez besoin de performances de capteur documentées et professionnelles
• Vous avez besoin d'une précision de positionnement plus élevée.
• L'installation utilise le protocole NMEA 2000 ou NMEA 0183.

Conclusion

Le récepteur GPS intégré d'un traceur de cartes comme le Raymarine Axiom est largement suffisant pour la navigation courante, surtout si le traceur est installé de manière à avoir une bonne vue du ciel. Cependant, il ne fournit pas de cap précis lorsque le bateau est à l'arrêt. Il affiche principalement la position et peut calculer le cap lorsque le bateau est en mouvement.

Le Raymarine AR200 complète le système avec l'affichage du cap, du tangage et du roulis. Son montage externe permet également de choisir un emplacement offrant une meilleure visibilité satellite que celui du traceur. Pour un système Axiom compatible avec ClearCruise AR ou d'autres fonctionnalités nécessitant un cap stable, il représente un net progrès.

Le Hemisphere Vector V200 va plus loin en calculant le cap à l'aide de deux antennes GNSS au lieu d'un magnétomètre. Ceci réduit les problèmes de déviation magnétique et offre une précision de position documentée supérieure, ainsi que le cap, le tangage, le roulis et le pilonnement pour les installations plus exigeantes.

La question la plus importante n'est donc pas seulement de savoir quelle précision de positionnement GPS est requise. Il faut également déterminer si le système doit connaître la position du bateau , sa direction de déplacement ou l'orientation de sa proue .

Résumé

GPS intégré : position et centre de gravité pour la navigation normale.

Raymarine AR200 : Position, cap magnétique, tangage et roulis.

Hemisphere Vector V200 : Positionnement et cap GNSS avec double antenne pour les installations plus exigeantes et professionnelles.