Repérage des Satellites

Sommaire:

• Rappel de quelques définitions
  • la latitude d'un lieu
  • la longitude d'un lieu
  • la longituded'un satellite
• Localisationd'un satellite
  • l'azimut
  • calcul de l'azimut
  • azimut d'Astra selon le lieu
  • utilisation du soleil
  • réglage des antennes de télévision
  • le programme P.A.R.A.SOL.

Rappel de quelques définitions:

La terre peut être assimilée à une sphère. Elle tourne autour d'un axe, l'axe des pôles. Cet axe coupe la terre en 2 points diamétralement opposés, le pôle Nord et le pôle Sud. Il s'agit là des pôles géographiques. Le pôle magnétique ne nous intéresse pas pour l'instant.

Le plan équatorial est le plan perpendiculaire à l'axe des pôles et passant par le centre de la terre. Il coupe la surface de la terre suivant l'Equateur.

La position d'un lieu sur la terre est définie par sa latitude et sa longitude

La latitude est l'angle que fait la verticale du lieu avec le plan équatorial. Si l'on veut se représenter la latitude, il faut imaginer un globe terrestre transparent et se souvenir que la verticale d'un lieu passe par le centre de la terre. Le plan de l'équateur est le plan qui coupe la terre en deux et qui est perpendiculaire à l'axe des pôles. La latitude est donc l'angle entre la ligne qui rejoint le centre de la terre et le plan de l'équateur. Elle s'exprime en degrés et va de 0° pour un lieu sur l'équateur, à 90° pour les pôles. En France elle varie entre 42° à Ajaccio et 51° à Calais. On la fait suivre de l'indication N ou S suivant que le lieu est dans l'hémisphère Nord ou l'hémisphère Sud. Paris a une latitude 49° N et Tahiti 18° S. Vous trouverez la latitude sur la plupart des cartes (Michelin, IGN) en regard du lieu sur la marge gauche ou droite de la carte. Attention: sur certaines cartes la latitude est exprimée en grades. Vous pouvez également obtenir les coordonnées de n'importe quelle ville de France ou d'un pays étranger en interrogeant le serveur http://www.heavens-above.com/countries.asp Il couvre le monde entier avec une très bonne précision.

La longitude est l'angle entre le méridien du lieu et le méridien origine. Il est utile de rappeler tout d'abord ce qu'est un méridien. Le méridien d'un lieu est le grand cercle qui passe par les pôles (il s'agit toujours des pôles géographiques) et par le lieu. Un grand cercle est un cercle qui a pour centre le centre de la terre. Sur la terre, il y a une infinité de grands cercles, mais ceux qui nous intéressent sont ceux qui passent par les pôles. On les appelle les méridiens. Si l'on considère 2 méridiens sur la terre, pas trop loin l'un de l'autre, ils vont délimiter un secteur analogue à un quartier d'orange. Pour pouvoir définir un méridien il faut disposer d'un méridien de référence. On a choisi celui qui passe par Greenwich ( à coté de Londres). Et donc la longitude va être l'angle entre le méridien de Greenwich et le méridien du lieu, ou plus exactement entre le plan du méridien de Greenwich et le plan du méridien du lieu. La longitude s'exprime en degrés et varie de 0° à 180°. On la fait suivre de l'indication O ou E (W ou E en anglais) suivant que le lieu est à l'ouest ou à l'est du méridien de Greenwich. Brest a une longitude 4° O et Strasbourg 8° E. Vous trouverez la longitude (pas toujours très lisible) sur les cartes Michelin ou IGN sur la marge du haut ou du bas de la carte.

Passons, maintenant, aux satellites.

Les satellites géostationnaires (ils apparaissent fixes parce qu'ils tournent à la même vitesse que la terre, et dans le même sens !) se trouvent dans le plan équatorial à une distance de 36000 km. La latitude d'un satellite est 0° puisqu'il est dans le plan équatorial.

Pour définir la position d'un satellite, on va définir sa longitude. La définition est exactement la même que pour un lieu terrestre: C'est l'angle entre le plan du méridien de Greenwich et le plan du méridien passant par le satellite.

Astra a une longitude de 19.2° Est , Hotbird une longitude de 13° Est et Telecom 2B-2D une longitude de 5° Ouest.

Localisation des satellites

Maintenant que nous savons où nous sommes et où se trouve le satellite nous allons essayer de trouver sa position dans le ciel. Pour cela il va nous falloir des repères. Le premier repère est le plan horizontal. C'est le plan sur lequel nous vivons et qui nous est familier. Le deuxième repère est la direction du Nord. Trouver le Nord est déjà plus délicat. Nous avons parlé jusqu'à maintenant du pôle Nord géographique. Mais ce Nord n'est pas très facile à trouver. Si l'on sait observer les étoiles, on peut trouver le Nord en cherchant l'étoile polaire qui est toujours très près du Nord (à 1° maximum). Sinon il faut utiliser une boussole. L'ennui avec la boussole est qu'elle n'indique pas la direction du Nord géographique mais fait un écart avec cette direction de quelques degrés (on parle de déclinaison magnétique). Et la déclinaison varie d'un lieu à un autre. Elle varie également de quelques minutes d'arc d'une année sur l'autre. Elle figure sur les cartes IGN au 1/25.000ème. (pas sur les Michelin). Actuellement elle est de 3° Ouest à Arcachon C'est à dire que le Nord magnétique (celui donné par la boussole) est à 3° à l'Ouest du nord géographique. A noter que la boussole est censée indiquer le Nord magnétique mais qu'elle peut en être éloignée assez fortement s'il existe des champs magnétiques perturbateurs à coté de l'observateur. (masses métalliques).

Maintenant que nous savons où est le Nord, et tout en restant dans le plan horizontal, nous allons nous tourner dans la direction du satellite. L'angle entre la direction du Nord et la direction du satellite est l'azimut. Il faudra ensuite lever les yeux depuis l'horizon vers le satellite: ce dernier angle est l'élévation (les marins disent aussi la hauteur de l'astre et les artilleurs parlent d'angle de site)



L'azimut est exprimé en degrés de 0 à 360° en partant du Nord et en tournant dans le sens des aiguilles d'une montre. Comme vous le voyez l'azimut n'a rien à voir avec Greenwich. Vous pouvez être à New York ou à Pékin l'azimut sera toujours l'angle entre la direction du Nord et la direction du satellite. Et nous n'avons que faire de Greenwich. J'ai essayé sans succès de faire comprendre cela à des rédacteurs de revues pourtant sérieuses, mais malheureusement des définitions fantaisistes figurent encore dans les lexiques qui sont publiés régulièrement.

A noter que les astronomes ne comptent pas l'azimut en partant du Nord, mais en partant du Sud, positivement vers l'Ouest et négativement vers l'Est. Mais ce n'est pas comme cela qu'il figure dans les tables ou les tableaux publiés par les constructeurs. Ce qui entretient la confusion, est le fait que dans la mesure où, en France, nous sommes proches du méridien de Greenwich, l'azimut compté à partir du Sud n'est pas très éloigné de la longitude de l'astre. Mais j'arrête là, pour ne pas ajouter à cette confusion.

Calcul de l'azimut et de l'élévation d'un satellite

Lorsque l'on connaît les coordonnées (latitude et longitude) du lieu d'observation et la longitude du satellite à recevoir, on peut déterminer par le calcul l'azimut et l'élévation de ce satellite.

Pour l'azimut, la formule est la suivante:

tangente(azimut-180)=tangente(écart en longitude)/sinus(latitude)

azimut=arctangente(tangente(écart en longitude)/sinus(latitude))+180°

L'azimut que l'on obtient est l'azimut rapporté au Nord vrai (Nord géographique). Il faudra ajouter la déclinaison magnétique du lieu, si l'on utilise une boussole pour trouver la direction du satellite.

Le tableau suivant donne l'azimut du satellite ASTRA (longitude 19.2 Est) en fonction de la latitude et de la longitude du lieu de réception.

	<----- Ouest --------- Longitude ---------------------- Est --------------------------
	4	3	2	1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Latitude
52	151	153	154	155	156	157	159	160	161	162	163	165	166	167
51	151	152	153	155	156	157	158	160	161	162	163	164	166	167
50	151	152	153	154	156	157	158	159	160	162	163	164	166	167
49	150	152	153	154	155	156	158	159	160	161	163	164	165	167
48	150	151	152	154	155	156	157	159	160	161	162	164	165	166
47	150	151	152	153	155	156	157	158	160	161	162	164	165	166
46	149	150	152	153	154	155	157	158	159	161	162	163	165	166
45	149	150	151	153	154	155	156	158	159	160	162	163	164	166
44	148	150	151	152	153	155	156	157	159	160	161	163	164	165
43	148	149	150	152	153	154	156	157	158	160	161	162	164	165
42	147	149	150	151	153	154	155	157	158	159	161	162	164	165
41	147	148	149	151	152	153	155	156	158	159	160	162	163	165

A Quimper (latitude 48°,  longitude 4° Ouest) l'azimut d'Astra est de 150°. A Strasbourg (latitude 49.2°, longitude 8° Est) l'azimut d'Astra est de 165°. On voit sur cet exemple que l'azimut d'un même satellite peut varier de 15° d'une ville à une autre. Il faudra donc regarder les choses de près si l'on ne veut pas aller aux devant de déboires certains.

Nous avons parlé de l'utilisation de la boussole pour trouver le nord et par suite la direction du satellite. Mais comme je l'ai dit plus haut, il faut corriger la lecture de la boussole, de la déclinaison magnétique et il faut être sûr qu'il n'y ait pas de champs magnétiques perturbateurs autour de la boussole. (lignes haute tension, masses métalliques) Même dans les meilleures conditions, la boussole ne donnera qu'une indication assez imprécise. On peut aussi regarder la mousse autour des arbres pour trouver le Nord !

Utilisation du Soleil

Il y a une méthode beaucoup plus précise pour obtenir la direction d'un satellite et régler une parabole: c'est l'utilisation du Soleil. Dans un premier temps on calcule l'azimut du satellite dans le lieu considéré. Puis on calcule l'heure du passage du soleil dans cette direction. L'heure du passage du soleil dans une direction donnée, dépend des coordonnées du lieu (latitude et longitude) et de la date. Ce calcul est trop compliqué pour être effectué sur une simple calculatrice, mais il peut être programmé sans trop de difficultés.

A l'heure calculée, il suffit d'orienter la parabole dans la direction du soleil et on obtient un réglage excellent de l'azimut (au dixième de degrés près). Attention: il faut orienter la parabole dans la direction du soleil, mais il n'est pas question ici de la faire pointer directement vers le soleil. L'élévation, c'est à dire l'angle de l'axe de la parabole au dessus du plan horizontal, est de nouveau fonction des coordonnées du lieu et de la longitude du satellite, et du type de parabole. Pour ce réglage, le mieux est de se reporter à la notice qui accompagne la parabole ou son support.

Installation des paraboles motorisées:

Pour les paraboles motorisées, le premier réglage à effectuer est celui qui consiste à placer l'axe autour duquel tourne la parabole dans un plan vertical passant par le Sud. (sud géographique) On pourra de nouveau utiliser le soleil en calculant l'heure de son passage au méridien du lieu, c'est à dire lorsqu'il est plein sud.

Réglage des antennes de télévision

Il est possible également de régler les antennes de télévision terrestre, en utilisant le soleil. Il faut se munir d'une carte sur laquelle figure le lieu de réception et le lieu d'émission. Sur cette carte on mesure avec un rapporteur l'angle entre la direction du nord et la direction de l'émetteur. C'est l'azimut, l'angle sous lequel on voit l'émetteur. Ensuite, il suffit de calculer l'heure du passage du soleil dans cette direction. Si le soleil ne passe pas dans la direction voulue, on pourra rechercher l'heure du passage dans la direction opposée. Il peut se produire que le soleil ne passe ni dans une direction ni dans l'autre. Par exemple, l'émetteur pourrait se trouver dans la direction de l'Est par exemple (azimut 90°) En hiver, le soleil ne passe pas dans cette direction, il se lève entre l'Est et le Sud-Est et il se couche avant d'atteindre la direction opposée l'Ouest. Dans ce cas, on attendra l'été pour faire les réglages !

Le programme P.A.R.A.SOL.

Revenons à l'azimut: le programme P.A.R.A.SOL (Paraboles Antennes Réglés à l'Aide du SOLeil) que vous trouverez sur ce site, calcule l'azimut d'un satellite en fonction des coordonnées du lieu (latitude et longitude) et de la longitude du satellite, et donne l'heure de passage du soleil dans cette direction pour une date donnée.
Il fournit également l'élévation du satellite et l'élévation du soleil à cet instant.
Vous pouvez exécuter ce programme sous sa forme javascript
Ou vous pouvez le charger sous sa forme compressée sous le format ZIP (188k) Le programme fonctionne sous Windows 98. Il a été programmé en C++ avec l'outil de développement Borland C++ Builder.

Tous vos commentaires et remarques sur ce programme seront les bienvenus.
Merci de les adresser à mon adresse Wanadoo