Modélisation statistique de l'amplitude et de la cohérence de phase des signaux radar utilisés pour la caractérisation des sols observés par réflectométrie GNSS

Statistical modeling of the amplitude and phase coherence of radar signals used for the characterization of soils observed by GNSS reflectometry

• Auteur / Autrice : Sarah Chehade
• Direction : Serge Reboul, Georges Stienne
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Traitement du signal et des images
• Date : Inscription en doctorat le 08/11/2022
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences, Technologie, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LISIC - Laboratoire d'Informatique, Signal et Image de la Côte d'Opale

Mots clés

Mots clés libres

Traitement du signal

Télédétection

Gnss

Imagerie radar

Détection de point de changement

Cohérence de phase

Remote sensing

Signal processing

Gnss

Radar imaging

Change point detection

Phase coherence

Résumé

La réflectométrie GNSS (GNSSR) est une technique radar bi-statique utilisant les signaux émis par les satellites de géopositionnement pour l'observation de la Terre. L'équipe encadrante de cette thèse s'intéresse depuis 2018 à l'observation GNSSR aéroportée du taux d'humidité des sols, avec des applications en gestion de l'eau et agriculture, ainsi que de l'état de mer. Elle collabore, en vue de définir un capteur capable de fournir une mesure absolue de ces paramètres, avec les centres nationaux Allemands de géoscience (GFZ) et d'aéronautique et astronautique (DLR), le centre de télédétection CNRS Libanais (CNRSL) ainsi que l'entreprise Syntony. L'objectif de cette thèse est d'inclure, en plus de la mesure de puissance des signaux, les informations de cohérence de phase des signaux pour la détermination du taux d'humidité des sols observés. La cohérence de phase GNSSR est en effet liée à la rugosité des sols ainsi qu'à la profondeur de pénétration du signal dans ces sols, dont la détermination est indispensable pour isoler l'influence du taux d'humidité des sols sur les signaux GNSSR. L'équipe encadrante dispose pour cela d'une expertise de plus de 10 ans dans l'estimation de la phase des signaux GNSS. La thèse fera également l'objet de travaux en fusion d'informations entre le capteur GNSSR développé et un capteur d'imagerie radar optique pour une meilleure spatialisation des mesures obtenues.

GNSS reflectometry (GNSSR) is a bi-static radar technique using signals emitted by geo-positioning satellites for Earth observation. The team supervising this PhD has been interested since 2018 in airborne GNSSR observation of soil moisture, with applications in water management and agriculture, and sea state. It collaborates, in order to define a sensor capable of providing an absolute measurement of these parameters, with the German National Centers for Geoscience (GFZ) and Aeronautics and Astronautics (DLR), the Lebanese CNRS Remote Sensing Center (CNRSL) and the company Syntony. The objective of this thesis is to include, in addition to the measurement of signal power, the received signals phase coherence information for the determination of the observed soil moisture content. The GNSSR phase coherence is indeed linked to the roughness of the soils as well as to the penetration depth of the signal in these soils, whose determination is essential to isolate the influence of the soil moisture content on the GNSSR signals. In this context, the supervising team has more than 10 years of expertise in the estimation of the phase of GNSS signals. The thesis will also focus on information fusion between the developed GNSSR sensor and an optical radar imaging sensor for a better spatialization of the obtained measurements.