GPS Viewer

Application desktop de visualisation de traces GPS enregistrées depuis un module GPS via Arduino.

Architecture du projet

gpslora/
├── gps_datalogger/
│   └── gps_datalogger.ino   # Sketch Arduino : lecture GPS + enregistrement SD
├── gps_viewer.py            # Application desktop PyQt5 (carte + graphiques)
├── gps_map.py               # Générateur de carte HTML (Folium + Chart.js)
├── GPS02.txt                # Exemple de fichier NMEA enregistré
├── exemples/                # Exemples de traces GPS
└── tracks/
    └── images/              # Miniatures et copies des photos annotées

Matériel requis (Arduino)

Composant	Connexion
Module GPS	TX → pin 2, RX → pin 3, VCC → 3.3 V/5 V, GND → GND
Carte SD (SPI)	CS → pin SS (10), MOSI → 11, MISO → 12, SCK → 13
LED	Pin 13 (LED_BUILTIN) — indicateur d'état

Bibliothèque Arduino requise : SdFat (Bill Greiman)

Comportement de la LED

Signal	Signification
Clignotement rapide	Initialisation SD en cours
Clignotement lent	Enregistrement en cours (OK)
Allumée fixe	Erreur SD

Les fichiers sont créés automatiquement sous la forme GPS00.txt à GPS99.txt.

Installation Python

pip install PyQt5 matplotlib contextily numpy

Utilisation

Enregistrement (Arduino)

1. Téléverser gps_datalogger.ino sur l'Arduino
2. Insérer la carte SD
3. Connecter le module GPS
4. L'enregistrement démarre automatiquement

Visualisation desktop

python3 gps_viewer.py
# ou avec un fichier JSON directement :
python3 gps_viewer.py session.json

Au démarrage sans argument, le dernier fichier JSON utilisé est rouvert automatiquement.

Visualisation HTML

python3 gps_map.py GPS02.txt
# Ouvre GPS02_map.html dans le navigateur par défaut

Fichier de trace JSON

Le fichier .json est le document central de l'application. Il regroupe les chemins vers une ou plusieurs traces GPS NMEA et toutes les annotations photo.

{
  "gps_files": ["/chemin/absolu/GPS01.txt", "/chemin/absolu/GPS02.txt"],
  "photos": [
    {
      "lat": 48.123456, "lon": 7.654321,
      "file": "tracks/images/photo_001.jpg",
      "thumb": "tracks/images/photo_001_thumb.jpg",
      "titre": "Titre optionnel",
      "description": "Description optionnelle",
      "angle": 90.0
    }
  ]
}

Opérations disponibles (menu Fichier) :

Action	Raccourci	Description
Ouvrir…	—	Charge un fichier JSON existant
Ajouter une trace GPS…	Ctrl+O	Ajoute une trace NMEA sur la carte courante
Enregistrer	Ctrl+S	Sauvegarde dans le fichier actif
Enregistrer sous…	Ctrl+Shift+S	Sauvegarde sous un nouveau nom
Fichiers récents JSON	—	10 derniers fichiers JSON utilisés

La barre de titre affiche : GPS Viewer [nom.json] — fichier.txt (ou — N traces GPS si plusieurs).

Fonctionnalités principales

Traces GPS multiples

• Plusieurs traces simultanées : chaque fichier NMEA est affiché avec une couleur distincte (palette de 8 couleurs cycliques)
• Filtrage automatique des trames invalides (fix_quality = 0)
• Chaque trace affiche un marqueur de départ (cercle) et d'arrivée (carré) dans sa couleur
• Légende avec le nom de chaque fichier
• Les graphiques et statistiques reflètent la dernière trace ajoutée

Carte interactive

• Trace GPS sur fond de carte rendu nativement (matplotlib + contextily)
• Zoom à la molette, pan par clic-glisser, recentrage ⌂ (Ctrl+R)

Fonds de carte disponibles :

Source	Description
OpenStreetMap	Carte standard (défaut)
Satellite Esri	Vue satellite mondiale
Orthophoto IGN	Photographies aériennes IGN France
Plan IGN	Cartographie topographique IGN France

Coloration de la trace :

Mode	Description
Couleur unie	Couleur de palette par trace (défaut)
Altitude	Gradient bleu → vert → jaune → rouge
Vitesse	Gradient vert → orange → rouge

Outils cartographiques

• Grille de coordonnées (Ctrl+L) : quadrillage lat/lon adaptatif avec étiquettes
• Miniature de localisation (Ctrl+M) : vue d'ensemble avec rectangle de position courante
• Mesure de distance (Ctrl+D) : outil clic-à-clic
  • Ligne rubber-band animée entre deux clics avec distance live
  • Double-clic pour figer la mesure et démarrer une nouvelle
  • Plusieurs mesures simultanées ; Échap pour tout effacer

Annotations photo

• Mode photo : bouton 📷 Photo ou touche P — curseur croix
• Clic sur la carte → sélecteur de fichier image (JPG, PNG, BMP, GIF, TIFF, WebP)
• L'image est copiée dans tracks/images/, une miniature 80×80 px est générée
• Chaque annotation affiche une croix rouge et la miniature reliée par une flèche
• Clic sur la croix ou la miniature → visionneuse plein format avec titre, description éditables et bouton Supprimer
• Indicateur de direction (œil) : survoler une annotation puis V (afficher/masquer), W (+15°), X (−15°)

Navigation par coordonnées

• Menu Navigation → Aller aux coordonnées… (Ctrl+G) ou bouton 📍 Coordonnées
• Saisie latitude/longitude, sélecteur de niveau de zoom, repère rouge affiché

Graphiques synchronisés

• Profil altimétrique (altitude vs distance)
• Profil de vitesse (km/h, lissé sur 5 points)
• Curseur rouge synchronisé entre la carte et les graphiques

Panneau de statistiques

Distance totale, durée, altitude min/max/moy, vitesse max/moy. Bloc curseur en temps réel au survol des graphiques.

Raccourcis clavier

Raccourci	Action
Ctrl+O	Ajouter une trace GPS
Ctrl+S	Enregistrer le fichier JSON
Ctrl+Shift+S	Enregistrer sous…
Ctrl+R	Recentrer sur la trace
Ctrl+L	Afficher/masquer la grille de coordonnées
Ctrl+M	Afficher/masquer la miniature
Ctrl+D	Activer/désactiver l'outil de mesure
Ctrl+G	Naviguer vers des coordonnées
P	Activer/désactiver le mode photo
V	Afficher/masquer l'indicateur de direction (œil)
W	Tourner l'indicateur de +15°
X	Tourner l'indicateur de −15°
Échap	Effacer toutes les mesures

Performances

• Chargement asynchrone des tuiles (QThread) — la trace est visible immédiatement
• Barre de progression pulsée pendant le téléchargement
• Cache LRU en mémoire (20 vues) pour des aller-retours instantanés
• Zoom adaptatif : niveau OSM calculé depuis l'étendue de la vue
• Simplification Douglas-Peucker (ε ≈ 1,5 px) pour les traces ≥ 500 points

Cache de tuiles

Les tuiles sont stockées dans ~/.cache/gps_viewer/tiles/ entre les sessions.

• Outils → Informations sur le cache : chemin, taille (Mo), nombre de fichiers
• Outils → Vider le cache : suppression avec confirmation

Fichiers de configuration

Fichier	Contenu
~/.config/gps_viewer/last_track.txt	Chemin du dernier fichier JSON ouvert
~/.config/gps_viewer/recent_tracks.json	Liste des 10 derniers fichiers JSON
~/.cache/gps_viewer/tiles/	Cache persistant des tuiles cartographiques

Format de fichier GPS

Les fichiers .txt contiennent des trames NMEA brutes, notamment les trames $GPGGA :

$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47

Seules les trames $GPGGA avec fix_quality > 0 sont utilisées.