La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Géodésie Spatiale sans jamais oser le demander Tout ce que vous avez voulu savoir sur la.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Géodésie Spatiale sans jamais oser le demander Tout ce que vous avez voulu savoir sur la."— Transcription de la présentation:

1 Géodésie Spatiale sans jamais oser le demander Tout ce que vous avez voulu savoir sur la

2 Un peu dhistoire Géodésie signifie "le partage de la Terre". La géodésie spatiale est une science qui utilise les mesures des satellites artificiels qui tournent autour de la Terre pour déterminer la forme de la Terre et ses changements au cours du temps. Les principaux instruments utilisés en géodésie spatiale afin de repérer les satellites sont : la télémétrie laser, le système DORIS, le système GPS et le VLBI. Ils permettent de calculer la trajectoire des satellites mais aussi de déterminer la position et le mouvement des continents. Géodésie signifie "le partage de la Terre". La géodésie spatiale est une science qui utilise les mesures des satellites artificiels qui tournent autour de la Terre pour déterminer la forme de la Terre et ses changements au cours du temps. Les principaux instruments utilisés en géodésie spatiale afin de repérer les satellites sont : la télémétrie laser, le système DORIS, le système GPS et le VLBI. Ils permettent de calculer la trajectoire des satellites mais aussi de déterminer la position et le mouvement des continents. +75 m -111 m

3 La forme de la Terre Le Géoïde Surface irrégulière correspondant au niveau moyen des mers et qui constitue par convention la surface de référence altimétrique ou la surface d'altitude zéro. Le géoïde, qui reproduit fidèlement les propriétés dynamiques et géométriques de la Terre, présente des écarts ou des ondulations par rapport à l'ellipsoïde de référence géodésique. Le géoïde peut aussi varier avec le temps, à la suite, par exemple, d'un bouleversement géologique. Le géoïde est donc une surface équipotentielle. Le géoïde se prolonge sous le niveau des continents et demeure perpendiculaire à la ligne de force de l'attraction terrestre. Par extension, on parlera d'un géoïde lunaire, martien, etc. Le Géoïde Surface irrégulière correspondant au niveau moyen des mers et qui constitue par convention la surface de référence altimétrique ou la surface d'altitude zéro. Le géoïde, qui reproduit fidèlement les propriétés dynamiques et géométriques de la Terre, présente des écarts ou des ondulations par rapport à l'ellipsoïde de référence géodésique. Le géoïde peut aussi varier avec le temps, à la suite, par exemple, d'un bouleversement géologique. Le géoïde est donc une surface équipotentielle. Le géoïde se prolonge sous le niveau des continents et demeure perpendiculaire à la ligne de force de l'attraction terrestre. Par extension, on parlera d'un géoïde lunaire, martien, etc.

4 La Terre ne tourne pas rond Nutation Linclinaison de laxe de rotation varie aussi légèrement au cours du temps sur des périodes allant de quelques jours ou centaines de jours (435 jours, amplitude 30 m) à quelques années (18.6 ans, amplitude 300 m). Lorigine de ces variations est variée : attraction gravitationnelle de la Lune, variation de la pression au fond des océans, déplacement des masses atmosphériques et même les séismes. Nutation Linclinaison de laxe de rotation varie aussi légèrement au cours du temps sur des périodes allant de quelques jours ou centaines de jours (435 jours, amplitude 30 m) à quelques années (18.6 ans, amplitude 300 m). Lorigine de ces variations est variée : attraction gravitationnelle de la Lune, variation de la pression au fond des océans, déplacement des masses atmosphériques et même les séismes. Précession Lalternance des saisons est due à linclinaison de laxe de rotation (obliquité, ~23.5°). Précession Lalternance des saisons est due à linclinaison de laxe de rotation (obliquité, ~23.5°). Il y a ans les dates des saisons étaient donc inversées. A lépoque des Pharaons (3000 ans avant Jésus christ) Thuban (Alpha Draconis, constellation du Dragon) nous montrait le nord. Vous ne regardez pas votre vrai signe zodiacal dans le journal : vous croyez être Béliers alors que vous êtes Poissons… Il y a ans les dates des saisons étaient donc inversées. A lépoque des Pharaons (3000 ans avant Jésus christ) Thuban (Alpha Draconis, constellation du Dragon) nous montrait le nord. Vous ne regardez pas votre vrai signe zodiacal dans le journal : vous croyez être Béliers alors que vous êtes Poissons… La Durée du jour augmente 15 heures en 4.5 milliards dannées (~1 millionième de seconde par an) La Durée du jour augmente 15 heures en 4.5 milliards dannées (~1 millionième de seconde par an) 21 secondes depuis 1972 (0.7 seconde par an) Laxe de rotation fait un tour en ans et son inclinaison varie denviron 2° (220 Km) sur une période de ans.

5 Les techniques dobservations La télémétrie laser Développée depuis le début des années 70, cette technique est la plus ancienne et permet danalyser de longues séries temporelles. Sa précision métrique au début est actuellement meilleure que 1 cm. Trois stations à lOCA : laser- satellite et laser-lune (bientôt regroupées en un instrument) et la station ultra-mobile (FTLRS) La télémétrie laser Développée depuis le début des années 70, cette technique est la plus ancienne et permet danalyser de longues séries temporelles. Sa précision métrique au début est actuellement meilleure que 1 cm. Trois stations à lOCA : laser- satellite et laser-lune (bientôt regroupées en un instrument) et la station ultra-mobile (FTLRS) Le système DORIS Mesure basée sur leffet Doppler Le récepteur est embarqué sur un satellite et les émetteurs sont des balises au sol Grâce à des oscillateurs ultra-stables de sur la durée dun passage, les mesures Doppler ainsi réalisées sont compatibles avec la précision de vitesse radiale satellite-station de 0,3 mm/s requise pour une orbitographie de quelques centimètres de précision. Le système DORIS Mesure basée sur leffet Doppler Le récepteur est embarqué sur un satellite et les émetteurs sont des balises au sol Grâce à des oscillateurs ultra-stables de sur la durée dun passage, les mesures Doppler ainsi réalisées sont compatibles avec la précision de vitesse radiale satellite-station de 0,3 mm/s requise pour une orbitographie de quelques centimètres de précision. Le système GPS Système de positionnement américain originellement conçu pour des applications militaires, il permet aujourdhui à chacun de connaître sa position avec une précision décamétrique. En Géodésie Spatiale l'utilisation de ce système de manière relative (par rapport à une position connue) permet un positionnement dune précision au moins centimétrique. Ce système est aussi utilisé ans le calcul dorbite de satellites équipés dun récepteur (Jason- 1 par exemple). Le système GPS Système de positionnement américain originellement conçu pour des applications militaires, il permet aujourdhui à chacun de connaître sa position avec une précision décamétrique. En Géodésie Spatiale l'utilisation de ce système de manière relative (par rapport à une position connue) permet un positionnement dune précision au moins centimétrique. Ce système est aussi utilisé ans le calcul dorbite de satellites équipés dun récepteur (Jason- 1 par exemple). Le VLBI (interférométrie à très longue base) Système basé sur la mesure de la différence de temps darrivée dun front donde sur un radio télescope. Ce système est actuellement le plus exact (position et vitesse) mais demande une logistique assez lourde. Le VLBI (interférométrie à très longue base) Système basé sur la mesure de la différence de temps darrivée dun front donde sur un radio télescope. Ce système est actuellement le plus exact (position et vitesse) mais demande une logistique assez lourde. GALILEO (le GPS européen, en 2008) De conception proche du système GPS, GALILEO permettra à chacun, muni dun récepteur, par exemple intégré dans son GSM, de capter des signaux émis par plusieurs satellites pour déterminer à tout instant sa position dans le temps et dans lespace Ce système devrait permettre datteindre une précision sub-centimétrique.. GALILEO (le GPS européen, en 2008) De conception proche du système GPS, GALILEO permettra à chacun, muni dun récepteur, par exemple intégré dans son GSM, de capter des signaux émis par plusieurs satellites pour déterminer à tout instant sa position dans le temps et dans lespace Ce système devrait permettre datteindre une précision sub-centimétrique..

6 Les moyens spatiaux Des missions dédiées. Les satellites géodésiques sont le plus souvent des cibles passives qui sont utilisés pour la détermination des positions et vitesses des stations de télémétrie laser. Lanalyse des perturbations de leur mouvement orbitale permet aussi daccéder à des paramètres du champ de gravité. Les satellites altimétriques permettent dobserver la surface de la mer. Létude de sa partie statique apportent des informations sur le champ de gravité et la topographie sous-marine. Létude de sa partie dynamique permet de mieux connaître les courants océaniques et les marées. Depuis quelques années des missions ont été lancées et programmées pour étudier directement le champ de gravité et ses variations temporelles (surcharge atmosphérique, variations des nappes phréatiques, …). Des missions dédiées. Les satellites géodésiques sont le plus souvent des cibles passives qui sont utilisés pour la détermination des positions et vitesses des stations de télémétrie laser. Lanalyse des perturbations de leur mouvement orbitale permet aussi daccéder à des paramètres du champ de gravité. Les satellites altimétriques permettent dobserver la surface de la mer. Létude de sa partie statique apportent des informations sur le champ de gravité et la topographie sous-marine. Létude de sa partie dynamique permet de mieux connaître les courants océaniques et les marées. Depuis quelques années des missions ont été lancées et programmées pour étudier directement le champ de gravité et ses variations temporelles (surcharge atmosphérique, variations des nappes phréatiques, …). Satellites géodésiques (Lageos I&II, Starlette, Stella, Ajisai, Etalon) Satellites altimétriques (TOPEX/Poseidon, Jason-1, EnviSat, GFO) Missions champ de gravité (Champ, GRACE)

7 rms = 0,76 mas (2.3 cm) rms = 0,24 mas (0.7 cm) rms = 0,36 mas (1.1 cm) rms = 0,69 mas (2.1 cm) rms = 0,27 mas (0.8 cm) rms = 0,32 mas (1.0 cm) rms = 0,064 ms rms = 0,028 msrms = 0,017 ms Mouvement du pôle et durée du jour Une précision dhorloger Les enjeux de la Géodésie Spatiale Mesurer les déplacements horizontaux et verticaux des plaques tectoniques. Mesurer les mouvements du pôle et la vitesse de rotation de la Terre. Mesurer les déplacements du centre des masses de la Terre. Les enjeux de la Géodésie Spatiale Mesurer les déplacements horizontaux et verticaux des plaques tectoniques. Mesurer les mouvements du pôle et la vitesse de rotation de la Terre. Mesurer les déplacements du centre des masses de la Terre. Technique Nombre de solutions Précision sur les positions Précision sur les vitesses VLBI32 mm1 mm/an LLR150 mm5 mm/an SLR72 mm1 mm/an GPS62 mm1 mm/an DORIS225 mm4 mm/an Station laser-satellite (Grasse, 7835) +1.5 cm/an +1.8 cm/an +0.1 cm/an Mouvement du géocentre

8 Tsunaltimétrie Jason-1 a survol é la r é gion au large de Sumatra 1h53 apr è s le s é isme, et le tsunami avait eu le temps de se former et de commencer à se propager dans l'oc é an indien, voire même d é j à de frapper les côtes indon é siennes. TOPEX/POSEIDON est pass é 7 minutes plus tard environ 60 Km à l'ouest de Jason-1 et a donc "vu" une situation oc é anique tr è s proche. L'apport de 2 satellites en tandem est donc ind é niable, car il permet de valider ce qu'on a observ é avec le premier, et, par ailleurs, il fournit des observations compl é mentaires d' é chantillonnage spatio-temporel du ph é nom è ne. Les observations pourront donc être utilis é es pour am é liorer la compr é hension du ph é nom è ne et sa mod é lisation. Jason-1 a survol é la r é gion au large de Sumatra 1h53 apr è s le s é isme, et le tsunami avait eu le temps de se former et de commencer à se propager dans l'oc é an indien, voire même d é j à de frapper les côtes indon é siennes. TOPEX/POSEIDON est pass é 7 minutes plus tard environ 60 Km à l'ouest de Jason-1 et a donc "vu" une situation oc é anique tr è s proche. L'apport de 2 satellites en tandem est donc ind é niable, car il permet de valider ce qu'on a observ é avec le premier, et, par ailleurs, il fournit des observations compl é mentaires d' é chantillonnage spatio-temporel du ph é nom è ne. Les observations pourront donc être utilis é es pour am é liorer la compr é hension du ph é nom è ne et sa mod é lisation. Quand le hasard fait bien les choses … Le séisme sest produit à 1h GMT. Lanimation ci-dessous montre la propagation de londe après le séisme toutes les 10 minutes. Quand le hasard fait bien les choses … Le séisme sest produit à 1h GMT. Lanimation ci-dessous montre la propagation de londe après le séisme toutes les 10 minutes. EnviSat a lui aussi survolé locéan indien 3h17 après le séisme. Même si le signal est moins marqu é (affaiblissement du ph é nom è ne) les mesures pourront s û rement elles aussi contribuer à am é liorer les mod è les.

9 d é but Acteurs Ludovic Andr è s Philippe B é rio Pascal Bonnefond David Coulot Florent Deleflie Pierre Exertier Olivier Laurain Gilles Metris Pascal Oberti Jean-Jacques Walch Conseill è re artistique et logistique Christine Julienne Conseillers scientifiques Fran ç ois Barlier Jean Kovalevsky Effets sp é ciaux (tirs laser … ) Etienne Cuot Dominique F é raudy Maurice Furia Georges Helmer Maurice Laplanche Francis Pierron Monique Pierron G é rard Vigouroux Jonathan Weick Chronom é trage Fran ç oise Baumont Pierre Claudon Robert Dalla Jean-Fran ç ois Mangin Gr é goire Martinot-Lagarde Jean-Louis Oneto Jocelyn Paris Muriel Ravet Etienne Samain Jean-Marie Torre Herv é Viot Patrick Wrancken Producteurs Agence Spatiale Europ é enne Centre National d Etudes Spatiales Groupe de Recherches en G é od é sie Spatiale Minist è re de l Education Nationale et de la Recherche fin Merci à Dieu d avoir cr éé la femme Terre

10 San Fernando (Espagne), juin 2004Chania (Crète), mars à octobre 2003 Ajaccio (Corse), janvier à septembre 2002 Brest (Bretagne), septembre à octobre 2004


Télécharger ppt "Géodésie Spatiale sans jamais oser le demander Tout ce que vous avez voulu savoir sur la."

Présentations similaires


Annonces Google