Methode de mesure des parametres atmospheriques par occultation de signaux satellites du systeme de positionnement gps

A method for measuring atmospheric parameters from occultation of satellite signals of the gps positioning system

• Auteur / Autrice : Bachir Belloul
• Direction : Alain Hauchecorne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le systeme de positionnement gps offre une opportunite unique en termes de mesure de parametres atmospheriques comme l'indice de refraction ou la temperature dans le domaine d'altitudes situe entre sol et la stratopause. La mesure s'effectue en occultation lorsque l'un des satellites du gps se couche (ou se leve) derriere la terre par rapport a un recepteur monte sur un satellite en orbite basse. Les signaux radio emis par le satellite gps traversent alors l'atmosphere et sont ralentis, en meme temps qu'ils sont courbes par les changements des proprietes refractives du milieu. En associant cette mesure au deplacement du recepteur autour de son orbite, on obtient alors un profil dont chaque point sera le resultat d'une integration horizontale le long de la trajectoire du signal. Ce travail consiste a etudier cette methode de mesure sous tous ses aspects. On se penchera notamment sur le bilan des erreurs instrumentales mais aussi sur les erreurs liees a la nature du milieu traverse. Les etapes de l'inversion des profils de retard de phase en profils d'indice de refraction et de temperature seront developpees. On presentera finalement les resultats d'analyses de validation faites a partir de mesures obtenues par l'experience gps-meteorology (gps/met). Les profils de temperature restitues a partir de cette experience sont compares a des profils mesures in situ par radiosondage haute resolution et par lidar. Une etude quantitative par comparaison avec les analyses du modele ecmwf ont ete realisees. Cette etude montre que la moyenne des ecarts en temperature reste inferieure a 0. 5k sur le domaine 12-25km et que c'est dans l'hemisphere nord, ou la distribution spatiale de radiosondages est la plus dense, que les ecarts en temperature sont les plus faibles. On montre aussi que cette methode peut constituer un outil efficace pour l'etude du champ ondulatoire global de la stratosphere