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Thèse Année : 2001

Geodetic references for future altimetric missions

Références géodésiques pour les futures missions alimétriques

Résumé

In order to obtain a better knowledge of the interaction Ocean-Atmosphere, oceanographers use satellite altimetry products such as the mean sea level estimation. They can determine the movements of this surface at the millimeter level using precise satellites orbits. However, reference system effects can influence the mean sea level determination, when the reference frame used to determine the satellite orbit is modified during a mission or when the reference frames are combined in different missions. Our goal was to characterize and quantify which are the consequences on the mean sea level determination induced by using different reference frames. Results obtained for the TOPEX/Posedion mission show that reference frames with different meter realization or with a shift in X or Y of the geocentric frame origin don’t lead to significant systematic errors in the mean sea level estimation. On the other hand, a Z shift of the geocentric frame origin induces a significant bias on the mean sea level determination. This effect, with the present day reference frame uncertainties, is responsible for a 0.4 mm/year drift in the mean sea level estimation. We also established that an erroneous individual station coordinate leads to weak effects on the mean sea level determination. Station positioning better than 10 cm is sufficient for an uncertainty in the mean sea level estimation at 1 millimeter level in 2010 when accounting for the stations velocities. Transfer functions established in this study can appear small. However, an altimetric mission can last more than ten years and consequently use reference frame established with data produced before the mission. According to our results, significant systemic effect will occur due to reference frame uncertainties coming from the limited accuracy on some particular stations velocities.
Pour obtenir une meilleure compréhension des interactions entre l’océan et l’atmosphère, les océanographes utilisent des produits de l’altimétrie spatiale tels que l’estimation du niveau des mers. Ils peuvent déterminer les mouvements de cette surface au niveau millimétrique grâce à la connaissance précise de la position du satellite. Toutefois, des effets liés au système de référence peuvent survenir lorsque les repères de référence utilisés pour déterminer l’orbite du satellite changent d’une même mission ou lorsqu’ils sont associés dans les calculs multi-missions. L’objectif de cette thèse consiste à caractériser et à quantifier les conséquences de l’utilisation de repères de référence différents sur l’estimation du niveau des mers. Les résultats obtenus pour la mission TOPEX/Poséidon montrent que l’utilisation de repères de référence avec une réalisation du mètre différente ou avec décalage en X ou Y de l’origine du repère géocentrique ne provoque pas d’erreurs systématiques significatives dans l’estimation du niveau des mers. Par contre, le décalage en Z de l’origine du repère géocentrique entraîne un biais significatif sur le niveau des mers. Nous avons notamment montré que l’incertitude actuelles des repères de référence, cet effet était responsable d’une dérive de 0.4 millimètre par an dans l’estimation du niveau des mers. Nous avons également établi qu’une erreur individuelle sur une coordonnée de station entraînait de faibles effets sur l’estimation du niveau des mers. Les fonctions de transfert établies dans cette étude peuvent apparaître presque négligeables. Cependant, une mission altimétrique peut durer plus de dix ans et utiliser alors des repères de référence établis avec des données de géodésie spatiale antérieures au début de mission. Nous avons montré que les incertitudes qui en découlent provoqueront alors des effets systématiques non négligeables sur l’estimation du niveau des mers.
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Dates et versions

tel-02071401 , version 1 (18-03-2019)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02071401 , version 1

Citer

Laurent Morel. Références géodésiques pour les futures missions alimétriques : Application à la mission Jason. Astrophysique [astro-ph]. Observatoire de Paris, 2001. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02071401⟩

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