Version mobile

SSALTO, un nouveau segment-sol pour une nouvelle génération de satellites altimétriques

S. Coutin-Faye, J. Noubel, G. Boutonnet (CNES, France)

La perspective des deux prochaines grandes missions d'altimétrie Jason et ENVISAT a conduit le CNES à mettre en place une nouvelle génération de segment-sol appelé SSALTO qui devrait progressivement prendre le relais du Segment-Sol Doris/POSEIDON et accueillir la mission Jason en 2000 et ENVISAT en 2001.

Le Segment Sol de contrôle et de traitement des données des instruments Doris et POSEIDON (SSDP) avait été mis en place au début des années 90 pour répondre aux besoins des projets Doris/Spot (Spot 2, Spot 3 et Spot 4), et TOPEX/POSEIDON. Il fonctionne avec succès depuis cette période ainsi que son Service Utilisateurs AVISO qui s'est récemment doté d'un catalogue d'accès à l'archive de la mission TOPEX/POSEIDON.

Il est apparu nécessaire de disposer d'un segment sol commun aux missions Doris/Spot, Doris/ENVISAT, TOPEX/POSEIDON, Jason et ENVISAT en raison de la communauté des besoins des utilisateurs, de la simultanéité et de la continuité des vols des instruments Doris et des charges utiles altimétriques à bord des différents satellites.

Le nouveau Segment-Sol multi-missions d'ALTimétrie, Orbitographie et localisation précise SSALTO, conçu par le CNES avec le concours de sa filiale CLS et du tissu industriel toulousain, va permettre de répondre à l'ensemble de ces besoins. SSALTO va également permettre de remplir un ensemble d'activités d'expertise altimétrique pour les projets ERS-1, ERS-2 et à terme GFO.

Il sera mis en service d'ici le tir Jason avec un basculement progressif des fonctionnalités actuelles du SSDP.

SSALTO regroupe l'ensemble des moyens sol nécessaires pour assurer :

·      le contrôle des instruments embarqués de la filière Doris et de la filière POSEIDON, le contrôle du réseau de balises sol Doris,

·      le traitement des données des charges utiles des projets Doris embarqués sur Spot et ENVISAT et des projets d'altimétrie TOPEX/POSEIDON,  Jason-1 et ENVISAT,

·      les services utilisateurs sur l'ensemble des produits des missions de SSALTO, l'expertise altimétrique pour les missions ci-dessus et pour les missions altimétriques ERS-1, ERS-2 et à terme GFO.

Les projets utilisateurs de SSALTO

Doris/Spot  

La filière Doris/Spot  qui a débuté avec le vol Doris/Spot 2 assure depuis 1990 une mission opérationnelle de localisation précise et contribue également à la détermination du système de référence International Terrestrial Reference Frame. Depuis 1998, Doris/Spot 4 fournit également de façon opérationnelle une orbite embarquée grâce au navigateur DIODE. Cette fonction sera intégrée aux instruments Doris à bord de Jason, Spot 5 et ENVISAT.

TOPEX/POSEIDON et Jason-1

TOPEX/POSEIDON et Jason, en coopération franco-américaine, mesurent la topographie des océans.

Les instruments embarqués sur TOPEX/POSEIDON sont :

-        un radar altimètre américain TOPEX et le radar altimètre à état solide français POSEIDON-1, fonctionnant en temps partagé ;

-        un radiomètre utilisé pour la correction troposphérique humide des mesures effectuées par les 2 altimètres ;

-        des systèmes de localisation : Doris, réflecteur laser et GPS expérimental. Doris est utilisé par les segments sol français et US en conjonction avec les mesures laser pour produire la trajectographie précise du satellite, en particulier, la hauteur radiale.

Pour le satellite Jason, les instruments embarqués sont :

-        un altimètre français POSEIDON-2, seul altimètre embarqué, et qui fonctionne en continu pour assurer la mission océanographique de Jason-1. La correction précise ionosphérique est faite à partir des mesures bifréquences de l'altimètre ;

-        un radiomètre américain;

-        des systèmes de localisation : Doris, réflecteur laser et TRSR (GPS embarqué précis américain). Les instruments Doris et TRSR sont utilisés en parallèle pour la détermination précise de la position du satellite sur son orbite. Le réflecteur laser permet l’étalonnage du système.

En complément de la mission océanographique, les données élaborées par les instruments embarqués sont utilisées en temps quasi-réel pour des missions opérationnelles de prévisions météorologiques ou de prévisions d’état de mer.

Doris/ENVISAT

L'instrument Doris fait partie de la charge utile de la mission ENVISAT. Le système Doris/ENVISAT fournira à la mission ENVISAT :

-        les produits niveau 1B et niveau 2 Doris (orbite préliminaire et orbite précise) et les données auxiliaires associées. Les produits d'orbites seront utilisés en particulier pour la mission du radar altimétrique RA-2 également embarqué sur la plate-forme ENVISAT,

-        une orbite temps-réel de la plate-forme, utilisée pour élaborer les produits temps-réel des différents instruments,

-        la datation d'événements bord de la plate-forme ENVISAT pour synchroniser l'horloge Doris sur l'horloge satellite, utilisée notamment pour le RA-2.

Projet F-PAC

Le F-PAC (French Processing and Archiving Center) est la contribution française au Segment Sol de données ENVISAT (Payload Data Segment : PDS). Il assure la production des données d'altimétrie combinant les données du RA-2, du radiomètre micro-ondes MWR et les données d'orbite Doris, leur archivage et diffusion aux utilisateurs externes, ainsi que l'archivage et la diffusion des produits Doris (éphémérides et mesures pré-traitées).

Missions

Projets

Altimétrie

Localisation balises de terrain

Détermination d'orbite

Navigation
(1)

Système de Référence Terrestre (2)

Doris/Spot 2

 

XX

X

 

X

Doris/Spot 4

 

XX

X

(X) probatoire

X

TOPEX/POSEIDON

XX

(X)

X

 

X

Doris et F-PAC
/ENVISAT-1

XX

 

XX

X

X

Jason-1

XX

(X)

X

X

X

Doris/Spot 5

 

XX

X

XX

X

Tableau 1 : Les projets utilisateurs de SSALTO

(1) : fonction de l'instrument Doris assurée par le navigateur embarqué DIODE. Une orbite de précision submétrique est déterminée à bord en temps réel par le navigateur DIODE ; selon les satellites elle peut être transmise au segment sol SSALTO pour vérification du navigateur embarqué DIODE.
(2) : fonctions réalisées par les utilisateurs scientifiques des données Doris (ne fait pas partie de SSALTO) ; elles recouvrent les activités de détermination de champ de gravité terrestre, de détermination des paramètres de rotation de la Terre et de localisation scientifique de balises pour les études géophysiques de tectonique des plaques, ...

Les missions de SSALTO

Les missions scientifiques opérationnelles de SSALTO sont des missions de contrôle des instruments, d'altimétrie, de détermination d'orbite de satellite porteur d'instruments Doris et de localisation de balises de terrain.

Figure 1: Altimetry, orbitography and precise location missions processed by SSALTO

Contrôle des instruments

Cette mission de SSALTO comprend les fonctions de :

·      surveillance de tous les instruments Doris et POSEIDON à partir des données brutes de télémesure et élaboration des télécommandes relatives à ces instruments, en relation avec les centres de contrôle des satellites porteurs ;

·      contrôle et gestion du réseau commun de balises sol Doris.

Altimétrie

Les produits altimétriques générés dans SSALTO pour chacune de ses missions d’altimétrie sont des produits off-line.

Les produits de niveau 2 sont élaborés à partir des données altimètre, combinées avec une orbite mission, des données radiomètre et des données auxiliaires. Ils contiennent principalement des informations sur la hauteur radiale et l'altitude orbitale, les différentes corrections (instrumentales, liées à l’environnement et géophysiques), la hauteur des vagues (h1/3), le coefficient de rétrodiffusion (s0) et la vitesse du vent, ainsi que le contenu en vapeur d’eau.

Les principaux produits de niveau 2 générés pour les altimètres POSEIDON-1, POSEIDON-2 et RA-2 sont :

-        les GDR (Geophysical Data Record) produits à partir de la fin de la période de vérification (6 premiers mois de la mission en nominal) et jusqu'à la fin de la mission. Ils sont produits pour chaque jour de fonctionnement de l'altimètre avec un délai moyen de 1 mois (selon les projets). Les données de la période de vérification sont retraitées à l'issue de celle-ci.

-        les IGDR (Interim Geophysical Data Record), de contenu analogue aux GDR mais de précision moins élevée, sont produits avec un délai de 2 à 5 jours, après chaque jour de fonctionnement de l'altimètre, y compris durant la phase de vérification pour Jason et ENVISAT.

-        les mégafichiers POSEIDON 1, les SGDR POSEIDON 2 ou RA-2 contenant toutes les informations nécessaires à l’expertise altimétrique.

Pour les missions TOPEX/POSEIDON et Jason-1, SSALTO génère les produits de niveau 2 à partir des mesures brutes altimètre et radiomètre.

Pour la mission ENVISAT, SSALTO génère les produits de niveau 2 IGDR (resp. GDR) à partir des données RA-2 et MWR de niveau 1-B non consolidées (resp. consolidées) fournies par le PDS ENVISAT.

Pour la mission altimétrique Jason-1, SSALTO génère des produits temps quasi-réel (OSDR) en mode non opérationnel, à des fins de validation des chaînes des traitements NASA. Les OSDR (Operational Sensor Data Record) sont des produits vent-vagues.

Détermination d'orbite

Différents produits d'orbite de niveau 2 sont élaborés dans SSALTO en fonction de la précision requise et des délais de production.

-        L'orbite navigateur est l'orbite élaborée directement à partir des bulletins navigateur calculés en temps réel à bord par DIODE et dont l'acquisition n'est possible dans SSALTO que pour les projets Jason et ENVISAT.

-        L'orbite de servitude du satellite porteur de l'instrument Doris est produite par SSALTO pour chaque plate-forme, dès l'acquisition des données instrumentales Doris.       
Elle est utilisée pour les besoins internes SSALTO de contrôle et de gestion de l'instrument Doris (programmation instruments, datation,...). 
Elle est également utilisée pour les besoins de localisation éclair en utilisant des données Doris/Spot;

-        L'orbite préliminaire est une orbite mission. Elle est utilisée pour les besoins de production rapide de données de localisation (localisation rapide) et d'altimétrie (IGDR), pour l'initialisation de l'orbitographie mission précise et pour des besoins de caractérisation géographique de produits élaborés par d’autres instruments embarqués sur des satellites porteurs de Doris  (POAM3/Spot4 par exemple).
Elle est mise à disposition des utilisateurs externes dans un délai maximum de 2 à 3 jours calendaires après acquisition des données (selon les projets), sa validation étant minimale ;

-        L'orbite précise est l'orbite mission la meilleure possible.          
Elle est produite et validée dans un délai maximum de 1 mois après acquisition des données Doris. Elle est utilisée pour les besoins des traitements de localisation précise et d’altimétrie (GDR).

La précision des produits d'orbite dépend du satellite porteur (altitude, modèle de forces, lois d'attitude, ...) et les délais de production sont fonction du délai de distribution des mesures Doris par le segment sol du satellite porteur. Ils varient également en fonction de la méthode de restitution d'orbite utilisée.

Le tableau 2 présente les besoins des projets en terme de précision et délais de mise à disposition des produits externes d’orbite.

 

 

Orbite préliminaire (1)

Orbite précise (2)

 

Spécifications

Objectifs

Spécifications

Objectifs

 

Précision

Délais

Précision

Délais

Précision

Délais

Précision

Délais

TOPEX/POSEIDON
radial
autres composantes


10 cm


2 jours ouvrés


5 cm


1,5 jour ouvré


2,5 cm


30 jours calendaires


1 cm


30 jours calendaires

Spot  (   /LOC)      

Spot  (   /IERS)      

radial
autres composantes




10 cm
30 cm

à la demande
mesures
15 jours calendaires*




5 cm




15 jours calendaires*




5 cm
20 cm

à la demande
N/A
30 jours calendaires




2,5 cm
10 cm




30 jours calendaires

ENVISAT-1
radial
autres composantes


10 cm
30 cm


3 jours calendaires


5 cm


1 jour calend.


10 cm
30 cm


30 jours calendaires


3 cm


30 jours calendaires

Jason-1
radial
autres composantes


4 cm


3 jours ouvrés



 

**
2,5 cm
<10 cm


30 jours calendaires

***
1 cm


30 jours calendaires

Tableau 2 : Besoins des projets utilisateurs de SSALTO (précision, mise à disposition des produits externes d'orbite)
*   Délai de sécurité pour réduire les risques de malveillance.              
**     Doris seul.   
***  Objectif à atteindre en utilisant les mesures des techniques Doris, Laser et GPS.
(1)  : par jour, après l’acquisition de la dernière donnée du jour
(2)   : par arc, après l'acquisition de la dernière donnée de l’arc

Pour les besoins IERS, seules les mesures Doris-1B de toutes les missions correspondant à l'orbite préliminaire AC sont à fournir sur la base d'une production systématique et sont disponibles par la base de données IERS mise en place à l'IGN (fourniture des solutions de rotation terrestre AC).

Localisation de balises

La mission SSALTO de localisation de balises est une mission de type multi-projets. Elle utilise les données Doris de l'ensemble des instruments Doris/Spot.

·      Les produits de localisation de balises de terrain sont calculés sur demande des utilisateurs.

·      Les localisations possibles se distinguent par le type et par la précision/délai de production.

·      Les types de localisation sont la localisation absolue et la localisation relative, pour un réseau de balises proches.

La précision (de submétrique à subcentimétrique) dépend essentiellement de la qualité des données d’entrée, de la durée de la période de mesure, du type de traitement (automatique ou manuel) et de la méthode utilisée (géométrique ou semi-dynamique).

Services utilisateurs

Les produits externes d'orbitographie, de localisation de balises et d'altimétrie sont archivés et recensés dans un catalogue. Ils sont mis à disposition des utilisateurs publics. Pour cela, SSALTO offre un accès à ces utilisateurs pour consulter la liste des produits disponibles et les commander. SSALTO assure également la diffusion systématique aux utilisateurs de certains produits.

Les produits d'expertise relatifs au contrôle des  instruments et du réseau de balises, à l'orbitographie, à la localisation et à l'altimétrie sont accessibles par les experts, directement à partir des composants de SSALTO qui les élaborent.

Les composants DE SSALTO

·      Le Serveur de Données (SD) permet de réaliser les échanges de données avec les entités externes et entre les composants SSALTO.

·      Le Centre Multimission Altimétrique (CMA) est chargé d’élaborer les produits d’altimétrie océanographique pour les altimètres RA-2 sur ENVISAT-1 et POSEIDON-2 sur Jason-1. Une version identique est opérée par la NASA au JPL.

·      Le French - Distribution and Archive Center (F-DAC) assure la communication avec le segment sol ENVISAT (PDS), l’archivage et la distribution des produits externes ENVISAT sous responsabilité française.
Il constitue, avec la partie ENVISAT-1 du CMA, le F-PAC.
Le F-DAC est basé d’une part, sur des éléments génériques fournis par l’ESA et d’autre part, sur des éléments spécifiques développés par le CNES. Ces derniers remplissent les fonctions d’interface entre les éléments génériques et les composants SSALTO, d’archivage et de fabrication des produits externes à distribuer.

·      Le Centre de Contrôle des Instruments (CCI) assure le contrôle des instruments Doris et POSEIDON embarqués sur les satellites Spot, TOPEX/POSEIDON, Jason-1 et ENVISAT-1, ainsi que le contrôle et la gestion du réseau de balises Doris. Le CCI est basé fortement sur la réutilisation des logiciels du SSDP, pour le contrôle des instruments Doris, POSEIDON-1 et du réseau de balises. Il en existera également une version livrable pour des missions de navigation utilisant Doris.

·      L'orbite Mission est chargée d’élaborer les produits d’orbite mission des satellites Spot, TOPEX/POSEIDON, Jason-1 et ENVISAT-1.

·      La Localisation est chargée d’élaborer les produits de localisation de balises de terrain à partir des mesures des instruments Doris.

·      Le Catalogue AVISO assure l’archivage et la distribution des produits externes Spot, TOPEX/POSEIDON et Jason, ainsi que les produits de localisation.

·      la chaîne RADALT est chargée d’élaborer les produits d’altimétrie POSEIDON-1 sur TOPEX;

·      AVISO-EDDIE assure l’élaboration des produits d’altimétrie mixtes combinant les données des charges utiles française et américaine de TOPEX/POSEIDON.

 

Avec SSALTO, le CNES se dote des moyens nécessaires pour satisfaire les besoins de la communauté utilisatrice pour les deux prochaines décennies. Conçu de manière à traiter simultanément un nombre important d’instruments, SSALTO offre un potentiel de croissance qui lui permettra de faire face à la multiplication des missions spatiales d’altimétrie d’orbitographie et de localisation précises attendues avec le prochain millénaire.

EnglishFrançaisEspañol
Flux RssContactPlan du sitePartenairesFAQGlossaireLexiqueMobile
Vous devez activer les cookies dans votre navigateur afin que vos préférences soient enregistrées.
Vous utilisez une ancienne version d'Internet Explorer, mettez le à jour pour profiter pleinement des fonctionnalités d'Aviso+

Personnaliser la page d'accueil

Tout voir
Affichage réduit
Grand public
Utilisateur

Sélectionner un widget

Découvrir AVISO+

Accueil personnalisable, outils de lecture, guide de recherche produits, etc. Découvrez pas à pas les nouvelles fonctionnalités du site AVISO+.

Page d'accueil personnalisable

La nouvelle page d'accueil se compose de blocs appelés "widgets".

Réorganisez les blocs avec un "Click & Drop".

Masquez un widget avec la croix en haut à droite. Réinitialisez ou ajoutez un widget avec l'icone "Clé à molette". Les profils "Utilisateur" et "Grand public" vous proposent une organisation prédéfinie.

Toutes les modifications sont automatiquement enregistrées en cookies sur votre poste. Vous créez ainsi votre propre AVISO+.

Outils de lecture

Améliorez votre confort de lecture en personnalisant la couleur de fond des pages (noir/blanc) et/ou en modifiant la taille de la police.

Menu navigation et fil d'Ariane

Afin de faciliter votre navigation au sein d'AVISO+, vous pouvez à tout moment naviguer en utilisant les rubriques et sous-menus interactifs ou le menu navigation sur la gauche de votre écran (ouvert par défaut). Pour plus de lisibilité du contenu des pages, le menu de navigation peut se replier sur le côté et réapparaître grâce au petit onglet de va-et-vient. A tout moment, vous pouvez retrouver votre position dans le site grâce au menu navigation ou grâce au fil d'Ariane, situé en haut des pages.

Guide de recherche de produits

Le premier sous-menu de la rubrique "Données" vous amène à un nouveau formulaire de recherche vous permettant de trouver plus rapidement le produit qui vous convient. Une liste de résultats s'actualise en fonction de vos critères de sélection.

Nouvelle galerie AVISO+

Le premier sous-menu de la rubrique "Multimédia" vous conduit à la galerie AVISO+ regroupant une sélection d'images et de vidéos en lien avec l'altimétrie et ses applications. Bonne visite!