Géodésie et atmosphère

Présentation

La nouvelle équipe de recherche Géodésie et atmosphère a été formée en 2010.
Elle est actuellement composée de :

Objectifs scientifiques

Les techniques de géodésie spatiale permettent aujourd'hui de mesurer avec une très grande précision des paramètres géophysiques utiles pour alimenter les recherches en sciences de la Terre (étude des déformations tectoniques, de la variation du niveau de la mer, et des effets de surcharge océanique, hydrologique et atmosphérique), en météorologie (prévision numérique) et en climatologie (étude du cycle de l'eau atmosphérique). L'analyse des données de géodésie spatiale nécessite de compte un ensemble de facteurs influençant les signaux mesurés afin de pouvoir extraire des informations précises au niveau des stations au sol.

L'équipe GEOATM s'intéresse plus particulièrement aux techniques GNSS (systèmes de navigation par satellites), tels que le GPS et le futur système Galileo. Les objectifs scientifiques de l'équipe sont (i) d'optimiser et d'améliorer les méthodes de traitement des mesures GNSS (notamment les effets liés à la propagation des ondes dans l'atmosphère) et (ii) de contribuer à l'exploitation des techniques géodésiques dans le domaine des sciences de l'environnement (notamment via la participation à des projets à forte composante expérimentale).

Recherches principales

Les travaux méthodologiques actuels et à venir portent plus particulièrement sur :

  • La modélisation des retards troposphériques. On cherche ici à mieux représenter la variabilité spatiale et temporelle des effets de réfraction affectant la propagation des ondes entre les satellites GNSS et les récepteurs au sol. Deux approches sont développées: d'un côté on cherche à optimiser les modèles atmosphériques utilisés dans les logiciels de traitement GNSS afin d'améliorer la précision de positionnement et l'estimation des retards troposphériques. D'un autre côté, on développe une méthode de correction externe des retards troposphériques utilisant un lidar Raman développé en collaboration avec le LOEMI de IGN et le LATMOS du CNRS.

  • La caractérisation et la mitigation des autres sources d'erreurs (variations de centre de phase des antennes, multitrajets, erreurs sur les orbites des satellites, phénomènes géophysiques non ou mal modélisés) et l'optimisation plus générale des méthodes de traitement de données GNSS.

  • La combinaison des techniques de géodésie spatiale (en particulier GPS et DORIS) par l'intermédiaire de la modélisation de paramètres troposphériques communs et l'introduction de contraintes externes comme les mesures lidar Raman.

  • Ces travaux s'appuient sur des études théoriques (traitement du signal et optimisation), numériques (simulations et analyse de données) et expérimentales (réalisation de campagnes de mesures ad-hoc).

    L’équipe est également fortement impliquée dans la mise en œuvre expérimentale et dans l'exploitation scientifique des techniques géodésiques (principalement GPS) et du lidar Raman dans le domaine des sciences de l'environnement. Au cours des dix dernières années, elle a participé aux campagnes MAP 1999, ESCOMPTE 2001, IHOP 2002, VAPIC 2004 et COPS 2007 à orientations "météorologie et processus atmosphérique", au projet-pilote TIGA de l'IGS, ainsi qu'aux programmes suivants qui sont en cours d'exécution ou en démarrage:

  • AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine) : programme international sur la période 2002-2010, visant à étudier la mousson africaine. L’équipe mis en place un réseau de six stations GPS depuis 2005 et assure le traitement des données. Elle participe à son exploitation scientifique, en particulier via l’étude du cycle de l’eau et des processus atmosphériques. Une seconde phase (2010-2020) est en cours de mise en place dans laquelle le réseau GPS pourrait être maintenu et intégré au réseau IGS.
    Pour plus d'informations concernant le réseau GPS AMMA, vous pouvez consulter le site AMMA GPS à l'adresse http://amma-gps.ign.fr

  • GHYRAF (Gravimétrie et hydrologie en Afrique) : projet ANR sur la période 2008-2011, visant à étudier les variations hydrologiques en Afrique de l’Ouest. L’équipe participe sur le terrain avec les stations GPS pour la mesure et l'étude des déformations de surface associées à aux effets de charge hydrologique de la mousson africaine.

  • HYMEX (Hydrological Cycle in the Mediterranean Experiment): programme international sur la période 2010-2020 en cours de mise en place par l'INSU au niveau national augmenté d'un comité scientifique international pour la coordination des phases expérimentales et des recherches associées. Le LAREG et le SGN participeront à l'analyse des données et à l'exploitation scientifique des réseaux GNSS.

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    l'information grandeur nature
    Site internet de la recherche à l'IGN