Détermination de repères terrestres par combinaison optimal d'observations GNSS, DORIS et SLR

Determination of terrestrial frames by optimal combination of GNSS, DORIS and SLR measurements

• Auteur / Autrice : Myriam Zoulida
• Direction : Richard Biancale
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Astronautique en géodésie

Satellites artificiels en géodésie

Géodésie

GPS

Satellites artificiels -- Orbites

Orbites

Mots clés libres

Combinaison multi-techniques

Détermination précise d'orbites

Jason-2

Rattachements spatiaux

Satellites multi-technique

Résumé

L'approche actuelle pour la réalisation du Repère Terrestre International de Reference (International Terrestrial Reference Frame - ITRF) consiste à réduire les observations de chaque technique de géodésie spatiale dans des solutions indépendantes. Le seul moyen de rattacher les repères spécifiques à chaque technique pour obtenir un repère combiné homogène est alors d'utiliser des rattachements topométriques entre les stations des différentes techniques co-localisées sur le même site d'observations. Cependant, les incohérences entre ces rattachements locaux et les estimations des positions des stations par géodésie spatiale sont aujourd'hui un facteur limitant majeur de la qualité de l'ITRF. Un autre moyen de rattacher les différentes techniques de géodésie spatiale consiste en l'utilisation de satellites multi-techniques, équipés d'instruments de plus d'une technique de géodésie spatiale. Le principal défi d'utiliser un tel satellite comme un rattachement inter-technique se trouve dans la connaissance (ou estimation) précise des vecteurs entre le centre de masse du satellite (ou autre point de référence sur le satellite) et les points de référence des différents instruments (i. E. Les liens spatiaux). Dans cette thèse, nous présentons les résultats d'analyses multi-techniques (GPS + SLR + DORIS) impliquant le satellite Jason-2, et nous les comparons aux résultats des analyses traditionnelles mono-technique. Nous évaluons en particulier l'effet de traiter simultanément les observations des trois techniques avec le satellite Jason-2 comme lien inter-technique sur la résolution des ambiguïtés de phase GPS, sur l'estimation simultanée des orbites des satellites de la constellation GPS et de Jason-2 et sur l'estimation des positions des stations au sol. En outre, les résultats de l'estimation des liens spatiaux de Jason-2 sont présentés, afin d'évaluer la qualité des valeurs actuellement disponibles.

In the present approach used to produce the International Terrestrial Reference Frame (ITRF), observations of the different space geodetic techniques are reduced in independent analyses. The only mean to tie the resulting technique-specific frames into a homogeneous combined frame is then to use local topometric ties between stations of different techniques co-located at the same observatory. However, inconsistencies between these local ties and space geodesy estimates of the station positions are today a major limiting factor of the ITRF quality. An alternative way of tying the different space geodetic techniques together is through the use of multitechnique satellites equipped with instruments of more than one technique. The main challenge of using such a satellite as an inter-technique link resides in the accurate knowledge (or estimation) of the vectors between the satellite's center of mass and the reference points of its different instruments (i. E. Space ties). In this thesis we present the results from multi-technique (GPS+SLR+DORIS) analyses involving the Jason-2 satellite, and we compare them to the results from traditional single-technique analyses. We assess in particular the effect of simultaneously processing the observations of the three techniques with Jason-2 as inter-technique link on the resolution of the GPS phase ambiguities, on the estimation of the GPS and Jason-2 satellite orbits and on the estimation of the ground station positions. Moreover, results of the estimation of the Jason-2 space ties are presented, in order to assess the quality of the presently available values.