Ellipsoïde WGS 84 et GPS

Qu'est-ce que le WGS 84 ?

Le WGS 84 (World Geodetic System 1984) est le système de référence mondial utilisé par le GPS. Il décrit la Terre comme un ellipsoïde de demi-grand axe 6 378 137 m et d'aplatissement 1/298,257223563, auquel se rapportent toutes les latitudes et longitudes données par un téléphone.

Pourquoi faut-il un modèle de Terre pour donner une position ?

Parce qu'une latitude n'a de sens que par rapport à une forme précise de la Terre. Une même position, exprimée sur deux ellipsoïdes différents, donne des coordonnées qui peuvent différer de plusieurs centaines de mètres. Les cartes anciennes utilisaient un ellipsoïde local, ajusté à un pays : celui de Bessel (1841) en Allemagne, celui de Clarke en France. Le WGS 84 a été défini en 1984 par les États-Unis pour servir de référence unique.

Le WGS 84 et le GRS 80 sont-ils identiques ?

Presque. Leurs dimensions ne diffèrent que d'environ un dixième de millimètre sur le rayon polaire. En pratique, les coordonnées exprimées dans l'un ou l'autre système sont indiscernables pour un randonneur. Les cartes officielles belges et françaises récentes reposent sur le GRS 80, et un récepteur GPS donne ses résultats en WGS 84.

Comment le GPS calcule-t-il une position ?

Le récepteur mesure sa distance à au moins quatre satellites, puis en déduit sa position et l'erreur de son horloge. La constellation GPS compte une trentaine de satellites en service, placés à environ 20 200 km d'altitude, sur des orbites inclinées de 55°. Chacun fait un tour de la Terre en environ 11 h 58 min. Un téléphone ouvert au ciel donne une position à environ 5 m près, selon les données de l'agence américaine GPS.gov.

Quelle différence entre hauteur GPS et altitude ?

Le GPS donne une hauteur au-dessus de l'ellipsoïde, pas une altitude au-dessus du niveau de la mer. L'écart entre les deux est celui du géoïde, voir le géoïde et l'aplatissement de la Terre. Il atteint environ 45 m en Belgique : un récepteur brut y afficherait une hauteur supérieure d'autant à l'altitude de la carte. Les téléphones corrigent cet écart grâce à une table du géoïde (EGM96 ou EGM2008).

Et les cartes en ligne ?

Les cartes en ligne utilisent un cas particulier : le Web Mercator, qui projette les coordonnées WGS 84 en traitant la Terre comme une sphère de 6 378 137 m de rayon. C'est ce qui permet d'afficher la carte sur une grille carrée, mais cela exagère les surfaces près des pôles, voir la projection de Mercator. Un globe terrestre reste, lui, la seule représentation qui conserve toutes les proportions.

Questions fréquentes

Que signifie WGS 84 ?
World Geodetic System 1984, le système géodésique mondial défini en 1984 et utilisé par le GPS.

Quelles sont les dimensions de l'ellipsoïde WGS 84 ?
Demi-grand axe de 6 378 137 m, aplatissement de 1/298,257223563, soit un demi-petit axe d'environ 6 356 752 m.

À quelle altitude orbitent les satellites GPS ?
À environ 20 200 km, avec une période orbitale d'environ 11 h 58 min et une inclinaison de 55°.

Quelle précision attendre d'un GPS de téléphone ?
Environ 5 m en terrain dégagé. Les bâtiments hauts et les forêts denses la dégradent.

Le GPS donne-t-il l'altitude au-dessus de la mer ?
Non, il donne une hauteur au-dessus de l'ellipsoïde. Il faut retrancher l'écart du géoïde, environ 45 m en Belgique.

Page mise à jour le 7 novembre 2026.