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 (h_1/3), 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.

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.