Dissertations / Theses: 'Satellites artificiels en géodésie'

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Lucchesi, David. "Effets des forces non-gravitationnelles sur les satellites LAGEOS : impact sur la détermination de l'effet Lense-Thirring." Nice, 2001. http://www.theses.fr/2001NICE5691.

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Abstract:

Le sujet de la thèse présentée porte sur l’étude des forces non gravitationnelles agissantes sur les satellites LAGEOS. Ces forces engendrent des perturbations sur les éléments orbitaux de la trajectoire. Il faut les modéliser en fonction de l’environnement spatial. Il est alors possible d’analyser les variations observées des éléments orbitaux. L’intérêt du travail est très général et concerne toutes les applications des satellites Lageos à la géodynamique et à la détermination de l’effet Lense-Thirring prévue par la Relativité générale qui a été mis en évidence très récemment et pour la première fois à partir de l’analyse des trajectoires des LAGEOS. Dans ce travail, nous avons analysé les effets perturbateurs dus aux forces non-gravitationnelles suivantes : i) pression de radiation solaire directe ii) pression de radiation due à l’albédo terrestre iii) poussée thermique Yarkovsky d’origine solaire iv) poussée thermique Rubincam d’origine terrestre, v) effet de poussée engendrée par une asymétrie du coefficient de réflectivité optique de la surface du satellite. Nos études ont été centrées sur les éléments orbitaux suivants, a) variations des composantes du vecteur excitation de l’excentricité, b) variations de l’argument du périgée, c) variations de l’inclinaison, d) variations de l’ascension droite du nœud ascendant. Ces variations ont été calculées par des intégrations numériques et par des méthodes analytiques sur une durée de 7ans. Nous avons ainsi analysé 4,7 années de données de LAGEOS II pour estimer les paramètres de l’effet Yarkovsky et de l’effet lié a l’asymétrie du coefficient de réflectivité. Puis nous avons pu calculer l’erreur possible dans la détermination de l’effet Lense-Thirring induite par différentes forces perturbatrices sur cette durée de 7 ans
This Ph. D. Thesis has been concentrated upon the study of the non-gravitational perturbative effects on LAGEOS satellites orbit and on the influence of these perturbations with regard to the geodynamical applications and to the Lense-Thirring effect determination. Indeed, laser ranging from Earth bound stations of these passive satellites has allowed the first direct measurement of the relativistic precession of the satellite orbital plane due to the Earth angular momentum, the so called Lense-Thirring effect. In this work we have investigated the perturbative effects due to the following non-conservative forces: i) direct solar radiation pressure, ii) Earth albedo radiation pressure, iii) solar Yarkovsky thermal thrust, iv) Earth Rubincam thermal thrust and v) anisotropic reflectivity of the satellite hemispheres. Our studies and analyses have been focused on the subsequent elements of the satellites orbit: a) eccentricity vector excitations components, b) argument of perigee rate, c) inclination rate and d) node rate. These studies have been performed both analytically and numerically, integrating the satellites orbits over a 7 years period. We have been particularly interested to LAGEOS II orbit analysis, and indeed these studies are new for several of the cited elements in the case of LAGEOS II. We have analysed 4. 7 years of LAGEOS II perigee and node residuals with respect to a reference orbit and we estimated from their fit the satellite parameters characteristic of the Yarkovsky effect and of the anisotropic reflectivity. The results obtained are totally new for LAGEOS II. Then we have estimated how the uncertainties of these non-gravitational effects influence the measurement of the Lense-Thirring effect. Finally we have given – over a 7-year period – the error budget estimate for the Lense-Thirring effect measurement due to different perturbations

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Perosanz, Félix. "Utilisation des mesures GPS pour la restitution dynamique précise d'orbites et l'amélioration des modèles globaux de champ de gravité terrestre : application au satellite TOPEX/POSEIDON et à la simulation des performances des futures missions géodésiques." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30183.

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Abstract:

La determination de modeles de champ de gravite terrestre est une activite essentielle du groupe de recherches de geodesie spatiale (grgs) depuis plus de 20 ans. Chaque nouvelle iteration de la serie des modeles grim a apporte des ameliorations sensibles de la description du geopotentiel tant en resolution qu'en precision. Cependant pour differentes applications geophysiques et oceanographiques la qualite de ces modeles apparait d'ores et deja comme limitative. Un gain d'un ordre de grandeur sur la connaissance du geoide doit etre realise dans un proche avenir. La communaute scientifique s'accorde a penser qu'un tel progres ne pourra venir que d'une nouvelle mission satellitaire mettant en uvre les techniques de poursuite de satellite par satellite (sst) et/ou de gravimetrie embarque (sgg) a une altitude inferieure a 500 km. Le satellite topex/poseidon (t/p), lance en 1992 sur une orbite a 1300 km d'altitude, embarquait a titre probatoire et pour la premiere fois dans de bonnes conditions de suivi, un recepteur gps de grande qualite. Des mesures radioelectriques de precision centimetrique entre l'ensemble des 24 satellites de la constellation gps orbitants a 20000 km d'altitude et t/p allaient etre possible. L'orbitographie operationnelle du satellite etait assuree par les systemes de poursuites doris et laser dont les performances etaient reconnues. De gravite. Dans un premier temps les travaux de these ont consiste a etendre les capacites du logiciel de calcul d'orbites gins du grgs au traitement des mesures gps. Cela a implique le developpement complet de la chaine de pre-traitement de ces mesures, l'introduction de la fonction de mesure gps (double difference de phase) et la gestion des inconnues associees dans gins ainsi que sa reorganisation pour en faire un outil d'orbitographie multi-satellites. L'ensemble des mesures gps, doris et laser mettant en uvre le satellite t/p, 20 satellites gps, 20 stations gps du reseau igs et l'ensemble des stations des reseaux doris et laser sur une periode de 10 jours (cycle 15 de t/p) ont ete traitees. Differents tests ont montre une precision de restitution de l'orbite de t/p de 3-4 cm dans la direction radiale et decimetrique dans les trois directions (rms), soit des performances comparables a celles obtenues par d'autres groupes (jet propulsion laboratory, university of texas). De plus les differentes combinaisons des trois types d'observables ont montre une amelioration de la restitution de l'orbite de t/p faible mais systematique lorsque les mesures gps et doris sont traitees simultanement. Enfin, les systemes d'equations normales issus du traitement des mesures gps, doris et laser sur l'ensemble du cycle 15 ont ete generees et combinees pour donner 5 modeles de champ de gravite. Une etude relative de ces differentes solutions a montre d'une part, q ue les donnees gps avaient l'impact le plus important sur les modeles et d'autre part, que les solutions incluant les equations normales (gps+doris) et (gps+doris+laser) donnaient les meilleurs resultats suggerant une certaine complementarite au sens dynamique de ces differents systemes de poursuite. Dans un second temps, le developpement d'un logiciel de simulation des performances de mission geodesique a ete entrepris. En effet, depuis l'abandon du projet aristoteles en 1991, differents projets dediees a l'amelioration des modeles de champ de gravite ont ete proposees (step, games, grace). La variete des techniques mises en uvres (sst ou sgg), des caracteristiques instrumentales (type d'observation, precision, bruit) et orbitales (altitude entre 200 et 500 km) necessitaient le developpement d'un logiciel de simulation a la fois general et rapide. Cet outil, baptise manege (methode analytico-numerique d'estimation du geopotentiel), a permis d'effectuer une etude comparative des performances de chacun de ces projets ainsi que de contribuer a la definition du concept bridge du cnes

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Exertier, Pierre. "Orbitographie des satellites artificiels sur de grandes périodes de temps : possibilités d'applications." Observatoire de Paris, 1988. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-02095278.

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Abstract:

Depuis le lancement des premiers satellites artificiels, l'intégration numérique des équations différentielles régissant leur mouvement de révolution est venue très vite compenser le manque de précision des différentes théories analytiques compte tenu de la complexité croissante des fonctions de forces à intégrer. La méthode que nous avons développée, pour l'étude des systèmes dynamiques sur de grandes périodes de temps, s'attache à la détermination précise d'un mouvement moyen, autour du mouvement réel instantané. Sa force résulte de l'utilisation conjointe des méthodes de la mécanique céleste, pour transformer le système différentiel classique des équations du mouvement et de méthodes numériques récentes pour une intégration rapide, à grands pas. Les possibilités d'application sont d'abord liées à une détermination des constantes géophysiques, qui sont à l'origine des perturbations a longues périodes dans le mouvement de révolution des satellites artificiels. Plus généralement, la méthode de centrage s'applique à l'étude du comportement à long terme de systèmes dynamiques a plusieurs corps.

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Soudarin, Laurent. "Positionnement précis et tectonique des plaques à partir du système spatial DORIS." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30169.

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Abstract:

Depuis quelques annees, la geodesie spatiale permet de mesurer le deplacement de stations d'observation a la surface de la terre avec une precision de quelques millimetres par an. Par rapport aux techniques existantes (vlbi, slr), le systeme spatial d'orbitographie et de positionnement precis doris (determination d'orbite et radiopositionnement integres par satellite) offre une meilleure couverture du globe grace a son reseau de poursuite constitue d'une cinquantaine de balises permanentes reparties sur 10 plaques lithospheriques majeures. Les mesures des instruments doris embarques sur les satellites spot2 et topex-poseidon ont ete analysees par une methode semi-dynamique pour determiner la position et le deplacement des stations du reseau. Les performances du positionnement qui etaient de 15-20 cm apres la premiere annee de vie de doris sur spot2 ont pu etre ameliorees grace a la reduction des principaux postes d'erreurs qui affectent l'orbite du satellite et le trajet du signal haute frequence entre les balises emettrices doris et le recepteur embarque. Une precision et une exactitude de 2-4 cm ont ete obtenues apres une meilleure modelisation de la perturbation du frottement atmospherique, de l'allongement du trajet du signal dans la troposphere et la prise en compte d'erreurs d'orbite periodiques. Ce niveau de performance a permis de calculer a partir de trois ans de mesures de doris sur spot2 et un an de mesures de doris sur topex-poseidon, les vitesses de deplacement d'une vingtaine de stations et les poles de rotation decrivant les mouvements relatifs des plaques pacifique, eurasie et afrique. Les resultats obtenus ont ete compares avec les valeurs predites par le modele geologique nuvel-1. Le tres bon accord entre les deux types de determination montre la capacite du systeme doris pour l'etude des phenomenes tectoniques a l'echelle globale

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Zoulida, Myriam. "Determination of terrestrial frames by optimal combination of GNSS, DORIS and SLR measurements." Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCC050.

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Abstract:

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

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Vaz, De Almeida Flavio-Guilherm. "Etudes des variations temporelles du champ de pesanteur terrestre à partir des données de la mission GRACE : application au bassin amazonien." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/583/.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'analyser les variations temporelles du champ de gravité, déterminées par la mission spatiale Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), et ses relations avec la dynamique des eaux dans la région Amazonienne. À ce titre, nous avons cherché à développer une méthodologie pour les estimations des stocks d'eau dans des zones innondables non contrôlées ou difficilement accessibles. Pour ce faire, les coefficients de Stokes, calculés par le Groupe de Recherche de Geodesie Spatiale (GRGS) de Toulouse, ont été convertis en hauteur d'eau équivalente (HEE, Equivalent water Height - EWH en anglais) sur une période d'environ 4 ans (juillet de 2002 à mai 2006). Les valeurs d'HEE ainsi obtenues ont été comparées aux niveaux d'eau in-situ collectés par l'Agence Nationale de lEau brésilienne (ANA). Le choix du bassin Amazonien pour ce travail tient au fait qu'il présente en son centre, des amplitudes d'environ 1250mm de HEE, soit les plus grandes du monde. Cette amplitude est validée indirectement par comparaison entre les déplacements crustaux verticaux équivalents à cette charge superficielle et les mouvements verticaux de la stations GPS permanente de Manaus, à proximité du centre du bassin. Nous estimons que les erreurs associées à ces HEE sont au maximum de l'ordre de ~160mm HEE. Elles proviennent des erreurs des coefficients de Stokes, de la troncation du spectre et des erreurs de contamination (leakage) d'informations hydrologiques des bassins voisins. Finalement, HEE et les données de hauteur d'eau sont comparées dans les fleuves en terme d'hydrogéologie
The objective of this work is to analyze the temporal variations of the gravitational field, determined by the space mission Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), and its relationships to the dynamics of water in the Amazon basin area. For this reason, was developed a methodology to estimate the water level in not controlled stocks or difficult to reach floodplains. With this intention, the Stokes coefficients, calculated by the Groupe de Recherche de Geodesie Spatiale (GRGS) Toulouse-FR, were converted into equivalent water height (EWH) for a ~4-year period (July-2002 to May-2006). In this basin, the amplitudes of EWH signal are the largest on Earth and can reach about 1250mm at the center of the basin. Analysis of the uncertainties indicate that it represents ~160 mm of EWH in this basin, including Stokes coefficient uncertainties (~130 mm), leakage errors (12 ~ 21 mm) and spectrum truncation (10 ~ 15 mm). This amplitude was indirectly validated by the comparison between equivalent vertical crustal displacements due to surface water load and the vertical movements of the Manaus GPS permanent monitoring stations, near to the center of the basin. The values of EWH thus obtained were compared with the in-situ water level collected by the Brazilian National Agency of Water (ANA) at 233 ground-based hydrometric stations (HS). Although EWH and HS measure different water bodies, high correlation, up to ~80% in most of the cases, is detected. This high correlation allows adjusting linear relationships between both series for the major tributaries of the Amazon. The regression coefficients decrease from upstream to downstream along the rivers reaching the theoretical value 1 at the mouth of the Amazon in the Atlantic Ocean

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Crétaux, Jean-François. "Orbitographie de satellites d'altitudes 500 à 1500 kilomètres à l'aide du système de positionnement global (GPS)." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30164.

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Abstract:

Le systeme de positionnement par satellite gps, peut etre utilise pour la localisation d'un satellite en orbite terrestre basse (moins de 500 kilometres) ou moyenne (de 500 a 1500 kilometres). Une experience de ce type a ete realisee en 1985 avec le satellite americain landsat 5 sur lequel un recepteur gps a ete embarque. Deux traitements ont ete developpes, l'un pour le calcul d'orbite des satellites gps (places a 20000 kilometres d'altitude), l'autre pour celui de l'orbite de landsat 5 (705 kilometres). Une precision de 10 centimetres dans la direction radiale a ete obtenue avec les satellites gps lors du traitement d'une campagne de mesures effectue en 1991 avec un reseau global de stations de reception reparti uniformement dans les deux hemispheres. Cette precision a ete atteinte en utilisant une combinaison des mesures de pseudo-distance et des mesures de phases non differentiees, en separant le traitement en une phase de pretraitement et une phase de restitution d'orbite, et en introduisant une acceleration empirique (subie par les satellites gps) deduite des equations de hill. Pour le satellite landsat 5, deux methodes ont ete developpees, l'une utilisant la solution geometrique de la position du satellite, calculee avec quatre mesures de distance, l'autre la difference de deux mesures de distance provenant de deux satellites gps a un instant donne. Ces deux methodes ont permis d'obtenir des orbites dont la precision est meilleure que cinq metres dans les trois directions de l'espace et sur des arcs de plusieurs jours. Ce resultat a ete rendu possible, d'une part grace a la grande precision des orbites gps utilisees, et d'autre part grace a une investigation approfondie des effets des modeles de force sur la qualite de l'orbite finale

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Rémy, Frédérique. "Etude des calottes polaires par altimétrie satellitaire." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30223.

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Abstract:

Afin d'exploiter les nombreuses informations contenues dans les calottes polaires, archives glaciaires de la terre et temoin de l'evolution climatique, les modeles ont besoin de nombreuses donnees a echelle globale. L'objectif principal de ce travail est l'apport d'une topographie fine, issue de l'altimetrie spatiale, aux problemes de datation et d'evolution. Au niveau de la glaciologie, il s'agit de distinguer ces taches, au niveau de l'altimetrie, de tirer profit d'un instrument concu pour l'ocean, notamment en comprenant ses limites et les erreurs specifiques a notre thematique. Nous montrons que, par le choix d'une methode appropriee et specialement adaptee, une precision submetrique est accessible, permettant de remplir les objectifs. Par ailleurs, afin de s'assurer de la nature exacte de la reflexion, (un echo de volume pouvant fausser l'interpretation de la hauteur altimetrique), nous sommes amenes a etudier l'intensite du signal reemis par la surface. Nous montrons alors que ce parametre est tres fortement correle aux vents catabatiques et en constitue une mesure, utile pour les meteorologues, pour l'etude des transports de neige ou pour l'interpretation d'autres capteurs. Enfin, cette etude, doublee d'une etude comparative altimetre-diffusiometre et altimetre-radiometre nous assure que dans plus de la moitie des cas, le signal altimetrique est domine par un echo de surface; la hauteur altimetrique correspond bien a l'altitude de la calotte, la precision obtenue lors de la construction de carte est donc tres encourageante quant aux objectifs a atteindre

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Melachroinos, Stavros A. "Positionnement géodésique à haute fréquence de réseaux GNSS terrestres et marins." Observatoire de Paris (1667-....), 2007. https://hal.science/tel-02071426.

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Abstract:

L’observation des déformations surfaciques de la croûte terrestre et les variations du niveau des océans mesurés par des réseaux GNSS terrestres ou marins sont un sujet que le CNES/GRGS voulait investigué profondément. Les caractéristiques principales de quatre systèmes qui constitueront le futur système global des systèmes de navigation GNSS sont présentées. Dans une deuxième partie, je me concentre sur la définition des composantes géodésiques utilisées pour le positionnement par GNSS. Dans une troisième partie, je présente d’abord le logiciel scientifique GINS qui a constitué l’outil principal de mes études. Modifications pour la mise à jour du logiciel et son adaptation à mes problèmes seront aussi survolés. Ensuite, les différents tests des validations sur les modifications en positionnement et en orbitographie (pour GPS et GIOVE-A) sont étudiés. Dans une quatrième partie, l’étude principale sur la surcharge océanique – OTL dans des régions côtières complexes, comme en Bretagne, en France, est effectué. La méthode implémentée a comme cible d’utiliser un réseau GPS dense dédié à évaluer/valider les modèles des marées dans la région. Les effets tels que l’impact de l’OTL sur les paramètres troposphériques, la stabilité du datum de référence utilisé et le repliement du spectre sur des séries temporelles des stations GNSS dues aux mouvements verticaux mal modélisés sont analysés. Dans la partie finale, j’analyse les résultats préliminaires des données cinématiques d’une campagne GPS dédié à comparer et valider les observations altimétriques et océanographiques pour l’étude du courant circumpolaire Antarctique
The surface deformations of the Earth’s crust and the sea-level variations measured by terrestrial or maritime GNSS networks are a subject that the CNES/GRGS team wanted to investigate thoroughly. In the first part, the main characteristics and differences of four global positioning systems that will constitute the future Global Navigation Satellite System of Systems are presented. In the second part, I concentrate in the definition of the basic geodetic components of GNSS used in positioning. In the third part, GINS scientific software package the basic tool used in this PhD study is presented. Updated modifications implemented for the needs of my research are overseen. Then validations tests of the modifications on the level of precise orbit determination (for GPS and GIOVE-A) and positioning are presented. In the fourth part, the main study of ocean tide loading – OTL in a complex coastal area that of Brittany, in France is presented. The implemented method aims to use a dedicated dense GPS network in order to evaluate/validate the performances of ocean tide models in the region. The impact of OTL on tropospheric parameters, the datum stability used to align the GNSS solution and the aliasing affects on the campaign stations’ time-series of unmodeled vertical displacement are analyzed. In the final and last part, the preliminary results of a GPS kinematic data set designated to cross compare and validate altimetric and oceanographic observations of the Antarctic Circumpolar Current are analyzed

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Tahayt, Abdelilah. "Apport des mesures de la géodésie spatiale dans l'étude des déformations tectoniques actuelles dans la Méditerranée occidentale." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/291/.

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Abstract:

Les zones frontières de plaques sont caractérisées par des activités tectoniques et sismiques importantes. Les mouvements tectoniques actuels ont été évalués dans la Méditerranée occidentale (zones d'articulation des plaques Afrique--Ibérie--Eurasie) par trois techniques de la géodésie spatiale, GPS, InSAR (ENVISAT) et Imagerie Optique (SPOT5). Cette évaluation a été réalisée sur différentes échelles spatio-temporelles, en tenant compte des connaissances géologiques et géophysiques dans la région. Le GPS a été utilisé, d'une part, pour estimer le champ de vitesses des déformations dans les Pyrénées orientales et au Maroc septentrional ainsi que la partie sud de l'Ibérie, d'autre part pour le calcul des déplacements cosismiques dans la région d'Al Hoceima. L'InSAR et l'Imagerie Optique ont été mis à profit dans l'étude détaillée du séisme d'Al Hoceima (Mw = 6. 5) du 24 février 2004. En premier lieu, nous avons montré le potentiel de chacune des techniques dans la quantification précise des déformations dans les exemples de limites de plaques tectoniques étudiés dans ce travail. Ensuite, nous avons considéré une approche de combinaison des jeux de données disponibles. Cette dernière approche nous a permis de suggérer deux nouveaux modèles: (1) Un modèle sur les mouvements de blocs à l'échelle régionale de la zone de convergence Afrique--Ibérie, où nous avons mis en évidence l'individualisation dans le Rif de trois blocs cinématiquement distincts; (2) Un modèle sur les paramètres sources du séisme à l'échelle locale de la région d'Al Hoceima, suggérant le jeu de deux failles conjuguées. Ce dernier modèle peut être intégré dans le premier puisqu'il concerne une limite sismogène des blocs individualisés
The plate boundaries are characterized by important tectonic and seismic activities. The present-day tectonic movements have been evaluated in the Western Mediterranean (Africa–Iberia–Eurasia plate limits) using three satellite techniques : GPS, InSAR (ENVISAT), Optical Imagery (SPOT5). This evaluation concerned different spatio-temporal scales, taking into account geological and geophysical knowledges in the region. The GPS used in one hand to estimate velocity field of deformations in oriental Pyrenees and Morocco with southern part of Iberia, in other hand for calculating coseismic displacements in Al Hoceima region. InSAR and Optical Imagery have been employed in the detailed study on the Al Hoceima earthquake (Mw = 6. 5) of 24 February 2004. At first, we show the potential of each technique in precise quantification of deformation in several cases of tectonic plate limits studied in this work. Then, we consider an approach of combination of the data sets. The last approach allowed us to suggest two new models : (1) A model on the block movements at the regional scale of the Africa–Iberia convergence zone, where we underlined in the Rif individualization of three blocks cinematically distinct ; (2) A model on the source parameters of the earthquake in the local scale of Al Hoceima region, suggesting a rupture with two abating faults. The last model can be integrated in the first one since it concerns a seismogenic limit of individualized blocks

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Chupin, Clémence. "Apport des nouveaux systèmes GNSS de cartographie du niveau marin à l’exploitation des données altimétriques en zone côtière : application aux Pertuis Charentais et au Lagon de Nouméa." Thesis, La Rochelle, 2022. http://www.theses.fr/2022LAROS005.

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Abstract:

Dans un contexte de changement climatique global, la question de l’évolution du niveau marin en zone côtière est essentielle, car dans ces régions se cristallisent des enjeux sociétaux, économiques et environnementaux forts. Pour mieux comprendre la dynamique de ces zones littorales, un des défis est de faire le lien entre les mesures in-situ (notamment celles des marégraphes) et les observations globales des satellites altimétriques. Grâce au développement des techniques GNSS, il est aujourd’hui possible de concevoir des instruments capables de cartographier le niveau de la mer, comblant ainsi le manque d’informations entre la côte et le passage du satellite. Cette thèse présente l’étude approfondie de deux de ces systèmes innovants : la nappe tractée CalNaGeo et le système Cyclopée, embarqué sur le drone marin PAMELi. Grâce à un ensemble de tests approfondis, ces deux instruments ont démontré leur capacité à mesurer le niveau de la mer avec une précision centimétrique. Ces nouvelles observations in-situ offrent de nombreuses perspectives pour comprendre et évaluer la qualité des données altimétriques à l’approche de la côte. En ce sens, nous avons analysé les observations brutes ainsi que les paramètres de correction permettant d’obtenir la hauteur d’eau altimétrique dans deux zones côtières : les Pertuis Charentais et le Lagon de Nouméa. Plus particulièrement à Nouméa, les données in-situ acquises durant la campagne GEOCEAN-NC et celles des marégraphes à terre ont permis de reconstruire une longue série temporelle du niveau de la mer sous le croisement de trois traces satellites. En confrontant les données in-situ et satellite selon les méthodes développées sur les sites de calibration/validation dédiés, nous avons pu réanalyser une vingtaine d’années d’observations altimétriques et réadresser la question du niveau marin relatif et absolu dans cette région
Coastal areas concentrate strong societal, economic and environmental issues. Monitoring and understanding the evolution of sea level in these zones is a key question, specially in the context of global climate change. To better understand the complex coastal dynamics, one needs to link and compare in-situ measurements (especially tide gauge ones) with global observations from altimetry satellites. Thanks to the development of GNSS technologies, it is now possible to design instruments that can map sea level, filling the gap between coastal observations and the satellite pass. This thesis presents an exhaustive study of two of these innovative systems: the CalNaGeo GNSStowed carpet and the Cyclopée system, mounted on the PAMELi autonomous surface vehicle. Through a series of tests, these two instruments have demonstrated their ability to measure sea level with centimetre accuracy. These new in-situ observations offer many perspectives for understanding and assessing the quality of altimetry data approaching the coast. We have analysed the raw altimetry observations and the correction parameters used to derive the water level in two coastal areas: the Pertuis Charentais and the Noumea Lagoon. In Noumea, in-situ data acquired during the GEOCEAN-NC campaign and those from coastal tide gauges were used to reconstruct along time series of sea level at the crossover point of three satellite tracks. By comparing in-situ and satellite data using methods developed at dedicated calibration/validation sites, we were able to reanalyse about twenty years of altimeter observations and re-address the question of relative and absolute sea level in this region

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Doerflinger, Erik. "Utilisation de la méthode de positionnement satellitaire GPS pour la détermination précise des altitudes relatives et absolues." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20072.

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Abstract:

La technique spatiale gps (global positioning system) est aujourd'hui l'outil privilegier pour se positionner avec une grande precision (millimetrique a centimetrique sur des distances de plusieurs milliers de kilometres). Cet outil est fondamental aussi bien pour les milieux industriels (grands chantiers, auscultations d'ouvrages d'art) que pour les sciences de la terre (surveillance des risques naturels et quantification des mouvements tectoniques). La composante altimetrique de la mesure gps pose deux problemes particuliers. D'une part, la precision relative de cette composane (denivele) est de deux a dix fois plus faible que celles des composantes planimetriques, et d'autre part, le passage du referentiel gps aux referentiels classiquement utilises pour les altitudes (le geoide) necessite la connaissance precise des hauteurs qui les separent. Apres un bref rappel des fondements theoriques de la technique gps, la premiere partie de notre etude fait le bilan des differentes sources d'erreur affectant les mesures gps differentielles. Dans la seconde partie, nous analysons comment la partie electriquement neutre de l'atmosphere, et plus particulierement la partie humide, retarde la propagation du signal gps. Le delai tropospherique sur le signal est estime par des mesures radiometriques ou indirectement par inversion des donnees gps. Les resultats de deux campagnes de mesures couplees gps/radiometrie realisees sur la ligne de base de 1390 m de denivele, illustrent l'apport des corrections tropospheriques sur la precisions des altitudes relatives. Dans la troisieme partie de cette etude, nous montrons en quoi les altitudes gps obtenues sur des points niveles sont efficaces pour l'estimation precise des surfaces geoidales. Cette methode et celle utilisant les donnees de pesanteur sont appliquees a la technique dite de retrait et restauration, dans le cas critique des regions montagneuses, sur l'exemple des pyrenees orientales.

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Luong, Ngoc-Dung. "Analyse d'erreurs de constellations de satellites en termes de positionnement global et d'orbitographie." Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4112/document.

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Abstract:

Grâce au développement des techniques spatiales (GNSS, DORIS, laser et le VLBI), la géodésie apporte quantité d’informations sur la forme de la Terre (sa géométrie et sa gravité), sa rotation et son orientation dans l’espace, aux échelles globales comme aux échelles régionales. L’étude des déformations de chaînes de montagne par GPS, des courants marins cartographiés par altimétrie satellitaire, des variations temporelles du champ de gravité, ainsi que l’établissement du repère de référence terrestre international, sont les exemples de l’apport de ces techniques à l’observation de la Terre et au changement global. Notre travail a pour but de faire un bilan des erreurs résiduelles de la géodésie spatiale, en séparant les causes des effets. Le but est de montrer comment les erreurs d’orbite se propagent d’abord dans la trajectoire, puis dans des produits globaux comme le repère de référence (via les mesures de poursuite de satellites) et la surface topographique (via les mesures altimétriques). Nous avons développé une approche analytique qui traite du transfert des erreurs d’origines géométrique et dynamique. En partant des équations du mouvement orbital, nous proposons une solution analytique d’ordre un du mouvement orbital circulaire, qui est appliquée pour propager les erreurs de modèle dynamique. Ensuite, les résultats sont transférés (ou projetés) sur plusieurs types de fonction de mesure : l’altimétrie, les mesures de distance et les mesures de vitesse radiale. L’originalité de ce travail tient pour beaucoup dans les méthodes purement analytiques qui ont été développées spécifiquement pour effectuer les analyses
Thanks to the development of space techniques (GNSS, DORIS, laser and VLBI) geodesy provides amount of information to determine and to study the shape of the Earth (its geometry and its gravity), its rotation and orientation in space at global scales as well as at regional scales. The study of crustal deformations by using GPS, the ocean topography by satellite altimetry, the temporal variations of the gravity field (mass transports) as well as the construction and monitoring of the International Terrestrial Reference Frame (ITRF), are some examples of the contribution of these techniques to the Earth observation including the current global change. Our work aims to separate causes and consequences. We developed a dedicated approach in which different source of errors, of geometrical and dynamical natures, are treated by analytical expressions. Starting from the dynamical satellite equation of motion, we propose to integrate and propagate the model errors and then to project the results into different measurement functions: altimetry, tracking distances and radial velocities. It results in a complex but comprehensive way that enables the propagation of prediction errors into some general geodetic products as the terrestrial reference frame or the ocean surface topography. The originality of this work lies in the development of a purely analytical method for circular orbits, which has been used to propagate errors from dynamical models. In addition, the resulting orbit errors were projected at the measurement level in order to deduce the impacts on some global geodetic products

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Coulot, David. "Télémétrie laser sur satellites et combinaison de techniques géodésiques : contributions aux systèmes de référence terrestres et applications." Phd thesis, Observatoire de Paris, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00069016.

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Abstract:

La qualité actuelle des techniques de Géodésie Spatiale permet d'estimer des séries temporelles de produits géodésiques tels que les paramètres de rotation et les positions de stations terrestres. Ces nouveaux produits doivent être utilisés dans la matérialisation des Systèmes de Référence Terrestres, en constantes évolution et amélioration. Ils doivent aussi mettre en évidence les phénomènes, globaux ou locaux, régissant la rotation terrestre et les mouvements de la croûte. C'est dans ce contexte riche d'enjeux divers que s'inscrivent ces travaux. Leur but premier a été l'élaboration et l'application d'une méthode d'estimation de séries temporelles de positions de stations et de paramètres de rotation de la Terre par l'analyse de données de télémétrie laser sur satellites. Cette technique est en effet une des clefs de voûte du Repère de Référence Terrestre International (ITRF). En guise de validation de cette méthode, douze ans de données (1993-2004) sur les deux satellites LAGEOS ont été traités et analysés. Si les techniques géodésiques présentent certes des forces individuellement, c'est dans leur combinaison qu'elles montrent réellement toutes leurs potentialités. À ce titre, le Groupe de Recherche en Géodésie Spatiale (GRGS) a mené une expérience de combinaison de cinq techniques géodésiques (SLR/LLR/GPS/DORIS/VLBI) au niveau des observations sur l'année 2002. J'ai activement participé à cette expérience dont le but principal était de démontrer la force d'une telle approche pour la détermination de séries temporelles de coordonnées du pôle et du Temps Universel.

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Nogues, Jean-François. "Identification et localisation spatiale de cibles sous-marines. Apport d'un noyau temps réel à la réalisation d'une instrumentation évolutive." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30115.

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Abstract:

Le but de cette these est de concevoir et realiser une instrumentation portable, autonome et evolutive capable de saisir et traiter les signaux issus d'un echosondeur, dans le cadre de l'etude des eaux continentales. Il s'agit de localiser dans l'espace des cibles sous-marines telles que des poissons ou le fond, et d'evaluer ainsi la biomasse pisciaire contenue dans l'espace echantillonne. Les elements d'acoustique sous-marine relatifs a ce sujet sont exposes dans le premier chapitre, incluant la description des caracteristiques physiques du milieu aquatique ainsi que l'etude de la detection des cibles, en particulier des poissons. La localisation horizontale des cibles a ete etudiee dans le deuxieme chapitre et a conduit au choix du systeme gps de radiolocalisation par satellites, decrit en detail. L'instrumentation realisee est decrite d'un point de vue materiel et logiciel dans le troisieme chapitre. Les algorithmes de traitement des signaux et la gestion de l'ensemble par un noyau temps reel os-9 y sont egalement decrits. Le dernier chapitre est dedie a la validation experimentale de l'instrumentation. Elle concerne la detection et l'identification des cibles par des essais sur simulateur, en cuve, in situ sur des poissons, et enfin a grande echelle sur plusieurs lacs. La mise en uvre de techniques differentielles a partir de deux recepteurs gps, dont un est inclus dans l'instrumentation, a permis l'obtention d'une precision de localisation horizontale inferieure a six metres. Celle-ci a ete mesuree en mode statique puis confirmee en mode dynamique par les resultats de nombreuses campagnes de mesures

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Blazquez, Alejandro. "Caractérisation par satellite des échanges d'eau entre l'océan et les continents aux échelles interannuelles à décennales." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30074.

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Abstract:

Depuis 2002, GRACE fourni des estimations des échanges d'eau entre l'océan et les continents. Cependant, ces estimations sont incertaines car elles montrent des écarts lorsque différentes approches et différents paramètres sont utilisés pour traiter les données GRACE. Je revois le traitement des données GRACE, en accordant une attention particulière aux différentes sources d'erreurs et d'incertitudes. L'incertitude dans le bilan global de l'eau, à des échelles annuelles à interannuelles est due à la corrections du mouvement du géocentre ainsi qu'à l'incertitude dans la correction du GIA. Cela est particulièrement vrai pour l'estimation de la masse de l'océan et les eaux continentales dont l'incertitude liée à la tendance pour la période 2005 à 2015 est de ±0.33mmSLE/yr
Since 2002, GRACE provides estimates of the transfers of water-mass from land to the ocean. However, these estimates are uncertain as they show discrepancies when different approaches and different parameters are used to process the GRACE data. I revisit the treatment of GRACE data, paying a special attention to the different sources of errors and uncertainties. The main sources of uncertainty in the global water budget, at annual to interannual time scales, are the spread in the geocenter corrections and the uncertainty in the GIA correction. This is particularly true for the ocean mass and glacier and TWS mass change estimates for which the uncertainty in trends for the period from 2005 to 2015 is ±0.33mmSLE/yr

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Frappart, Frédéric. "Hydrologie spatiale : développement d'applications pour l'utilisation de la télédétection sur les grands bassins fluviaux." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30013.

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Abstract:

Les techniques de télédétection spatiale constituent un apport majeur pour l'étude des variations de masses d'eau dans les grands bassins fluviaux, en permettant un suivi homogène de ces fluctuations dans l'espace et dans le temps. L'objectif de cette thèse a été de développer de nouvelles applications hydrologiques au moyen des mesures spatiales acquises par différents types de mission satellitaire : altimétrie radar, imagerie satellitaire, gravimétrie spatiale. L'altimétrie spatiale offre la possibilité d'étudier les variations de niveau d'eau des grands fleuves, des lacs et des zones d'inondation, garantissant ainsi une surveillance continue et globale des eaux de surface. Elle donne aussi accès à des produits hydrologiques nouveaux comme le profil hydrologique ou la pente des fleuves. Elle permet en outre de définir des réseaux limnimétriques nivelés, dont les stations peuvent être définis tant sur les fleuves que sur les zones d'inondation, complémentaires des réseaux in-situ. Combinée à l'imagerie spatiale, l'altimétrie satellitaire a été utilisée pour déterminer les variations de volume d'eau dans les grands bassins fluviaux. Ces paramètres revêtent, en effet, une importance fondamentale pour les hydrologues car le premier est à la base des études hydrodynamiques et le second apporte des contraintes sur la répartition des masses d'eau entre zones inondées et réseau hydrographique, avec des applications au transport des sédiments et à la disponibilité des ressources en eau à l'échelle régionale. Des exemples d'utilisation de ces techniques sont présentés pour les bassins amazoniens et du Mékong. La mission de gravimétrie spatiale GRACE, lancée en mars 2002, fournit, quant à elle, les variations spatio-temporelles des stocks d'eaux continentales (eau des sols et manteau neigeux) et de paramètres hydrologiques dérivés comme l'évapotranspiration. Une analyse de l'évolution des stocks d'eau et de neige est présentée à partir des premiers géoïdes mensuels issus de la mission GRACE, aux échelles globale et régionale, ainsi que le calcul du paramètre d'évapotranspiration, à l'échelle du bassin versant. Ces résultats sont comparés à la variation des volumes d'eau de surface obtenue précédemment pour le bassin du Mékong
Remote sensing can be considered as an important tool for studying the variations of water masses in large river basins due to a homogeneous sampling both in space and time. The objective of this PhD thesis was to develop new hydrological applications using measurements acquired by various types of satellite mission: radar altimetry, satellite imagery, gravimetry from space. Space altimetry is commonly used to study time variations of water level of large rivers, lakes and flooded zones. New hydrological products such as hydrological profiles or river slopes. Levelled limnimetric networks can thus be defined, with gauge stations on the rivers as well as on the flooded zones. Used in combination with imagery from space, satellite altimetry can be used to determine surface water volume variations in large river basins. These parameters are fundamental for hydrologists because hydrological profiles are necessary for hydrodynamic studies and distribution of water volume variations constrains the distribution of water masses between flooded zones and hydrographic network. Examples of use of these techniques are presented for the Amazon and the Mekong basins. In March 2002, a new generation of gravity missions was launched: the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) space mission. The objective of GRACE is to measure spatio-temporal variations of the gravity field with an unprecedented resolution and precision, over time scales ranging from a few months to several years. As gravity is an integral of mass, these spatio-temporal gravity variations represent horizontal mass redistributions only to the extent they are assumed to be caused by surface water changes. On time scales from months to decades, mass redistribution mainly occurs inside the surface fluid envelopes (oceans, atmosphere, ice caps, continental reservoirs) and is related to climate variability. An analysis of the evolution of water and snow mass is presented using the first monthly geoids from the GRACE mission, at global and regional scales, as well as the estimation of evapotranspiration rate at basin scale. These results are compared with surface water volume variations previously obtained for the Mekong basin

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Jarrín, Tamayo Paúl. "Cinématique actuelle dans les Andes du Nord par GPS." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2021SORUS334.pdf.

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Abstract:

La région des Andes du Nord est un domaine continental situé à l'extrême nord-ouest de la plaque sud-américaine. Cette région, longue de ~2200 km et large de 300 à 1000 km, est un laboratoire naturel pour l'étude du partitionnement de la déformation, du cycle sismique, et de la collision des domaines continentaux. La convergence rapide et oblique de la plaque Nazca sous l'Amérique du sud induit (1) une déformation élastique associée au blocage partiel de l'interface de subduction le long de la marge équatoriano-colombienne et (2) une contrainte de cisaillement à long-terme, qui se traduit par un mouvement de translation du Sliver Nord Andin (NAS) vers le nord-est par rapport à la plaque Sud-Amérique. De plus, la convergence du NAS produit également une diversité de la sismicité interplaque et intraplaque, observée depuis la fin du 19ème siècle. Par ailleurs, la collision vers l'est du bloc Panama et la subduction de la plaque Caraïbe induisent des déformations qui dominent la cinématique dans la partie nord du NAS. Les techniques de géodésie spatiale, en particulier les mesures par GPS/GNSS, permettent de quantifier les mouvements à la surface terrestre avec une précision millimétrique. L'intégration de ces mesures avec des modèles élastiques nous permet d'apporter des informations sur la cinématique et sur le niveau de couplage inter-sismique le long de l'interface de subduction. Cette thèse est consacrée à l'étude de la phase inter-sismique du cycle sismique avec un intérêt particulier pour la déformation continentale autour et au sein du NAS. L'objectif est d'affiner la cinématique de la plaque Nazca et du Sliver Nord Andin. Pour cela, les mesures GPS acquises par divers instituts de recherche et la collaboration Franco-équatorien (projets ADN et S5, Laboratoire Mixte International SVAN), entre 1994.0 et 2019.9 sont utilisées pour dériver un nouveau champ de vitesse horizontale à l'échelle continentale. L'analyse et la modélisation de ce champ de vitesse sont centrées sur deux axes principaux qui conduisent à la construction du premier modèle cinématique de blocs élastiques pour le NAS et les régions voisines. Ce modèle résout simultanément les rotations rigides des blocs et la distribution de couplage inter-sismique sur les interfaces de subduction, fournissant des taux de glissement des failles crustales cohérents avec la cinématique dérivée. En ce qui concerne la plaque océanique Nazca, nous proposons un nouveau pôle d'Euler qui décrit son mouvement actuel par rapport à l'Amérique du sud. Ce pôle a été estimé à partir de 5 sites GPS continus qui couvrent la quasi-totalité de la plaque. Notre analyse montre que les données sont compatibles avec la cinématique d'une seule plaque rigide (wrms = 0.6 mm/an). Notre pôle prédit un taux de convergence maximal de 65.5 ± 0.8 mm/an à la latitude ~30°S le long de la fosse chilienne, qui diminue à 50.8 ± 0.7 mm/an au nord de la Colombie, et à 64.5 ± 0.9 mm/an au sud du Chili. Cette étude révèle aussi que la composante est de la vitesse à l'île de Robinson Crusoé (latitude ~33.6°S) est ~4 à 5 mm/an plus rapide que le mouvement général de la plaque, en raison de la relaxation visco-élastique à la suite du séisme de Maule au Chili de magnitude Mw 8.8 en 2010. Le modèle cinématique obtenu pour les Andes du Nord confirme que les mouvements relatifs entre les plaques Nazca/SOAM et Caraïbes/SOAM ne sont pas accommodés sur le continent par un seul système de failles. Nous mettons en évidence une déformation interne de 2-4 mm/an, localisée sur des failles secondaires actives (les systèmes de failles Oca-Ancon, Santa Martha-Bucarmanga, Romeral et Latacunga-Quito-El Angel). Ces failles limitent des blocs tectoniques et définissent la rotation de 6 blocs. La limite orientale du NAS est définie par un système transpressif latéral dextre qui accommode 5 à 17 mm/an. Notre modèle quantifie l'ordre de grandeur des mouvements accommodés par la collision du bloc Panama avec le NAS sur des [...]
The Northern Andes is a continental domain located at the northwestern edge of the South American Plate. This ~2200 km long and 300 to 1000 km wide region defines a natural laboratory for various studies of divers processes, including deformation partitioning, inter-seismic coupling, and continental collision. The oblique and fast convergence of the Nazca plate beneath South America induces (1) elastic deformation induced by spatially variable locking at the subduction interface along the Equatorian-Colombian margin and (2) long-term shear stress, which results in a translation-like motion of the North Andean Sliver (NAS) towards northeast with respect to the South American plate. Furthermore, Nazca plate convergence also produces a diversity of interplate and intraplate seismicity, which has been observed since the 19th century. In the northwestern Andes, eastward collision of the Panama block against the NAS and the Caribbean subduction induce deformation that dominates the kinematics at the northern part of the NAS. Spatial geodesy techniques, in particular GPS/GNSS measurements, make it possible to quantify movements on the earth's surface with millimeter accuracy. The integration of these measurements with elastic models allows us to provide information about the kinematics and the inter-seismic coupling distribution at the subduction interface. This thesis focuses on studying the inter-seismic phase of the seismic cycle with a particular interest in the continental deformation along and within the NAS. The aim is to improve the kinematic models for the Nazca plate and the North Andean Sliver. For that, GPS measurements collected by several research institutes and the Franco-Ecuadorian collaboration (ADN & S5 projects, SVAN International Joint Laboratory), between 1994.0 and 2019.9 are used to derive a new and more refined horizontal velocity field at the continental scale. The analysis and modeling of this velocity field is centered on two main axes allowing to build the first kinematic elastic block model for the NAS and neighboring regions. This model simultaneously solves for rigid block rotations and spatially variable coupling at the subduction interfaces, providing crustal fault slip rates consistent with the derived kinematics. First, we propose a new Euler pole that describes the current motion of the Nazca plate with respect to South America. This pole is estimated from continuous measurements at 5 GPS sites, spatially sampling the entire plate. Our results show that GPS data are compatible with the kinematics of a single rigid plate (wrms = 0.6 mm/yr). Our pole predicts a maximum convergence rate at 65.5 ± 0.8 mm/yr at latitude ~30°S along the Chile trench, decreasing to 50.8 ± 0.7 mm/yr in northern Colombia, and 64.5 ± 0.9 mm/yr in southern Chile. A second-order result for the Nazca plate is that the velocity east component of Robinson Crusoe Island (latitude ~33.6°S) is ~4-5 mm/yr faster than the overall motion of the plate, which is induced by the visco-elastic relaxation following the Maule Mw 8.8 2010 earthquake in Chili. Secondly, our kinematic model for the northern Andes confirms that the Nazca/SOAM and Caribbean/SOAM relative motions are not accommodated inland by a single fault system. We find internal deformation at 2-4 mm/yr accommodated on active secondary faults (the Oca-Ancon, Santa Martha-Bucaramanga, Romeral, and Latacunga-Quito-El Angel faults). These faults bound tectonic blocks and define the rotation of 6 blocks. The NAS eastern boundary is found to be a right-lateral transpressive system accommodating 5 to 17 mm/yr of motion. Our model also quantifies the motion accommodated by the Panama block with respect to the NAS on active structures that we propose as new boundaries for these two continental domains. Relative motions take place at 6 mm/yr along the Uramita fault and 15 mm/yr in the Eastern Panama Deformed Zone. We also note that ~1 cm/yr of the Panama motion is transferred […]

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Tarniewicz, Jérôme. "Etude d'une méthode de sondage de la vapeur d'eau dans la troposphère appliquée à la correction de mesures GPS pour l'altimétrie de haute précision." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011934.

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Abstract:

Réservé lors de sa mise en service aux applications militaires, le système GPS (Global Positioning System) est désormais utilisé par la communauté scientifique civile pour des applications de positionnement de précision; dans un souci d'amélioration de la précision du positionnement vertical par GPS, une action de recherche est menée conjointement depuis 1999 entre l'Institut Géographique National (IGN) et le Service d'Aéronomie (SA) du CNRS. Cette amélioration concerne la précision de la détermination du délai troposphérique (principalement dû à la présence de vapeur d'eau dont la distribution spatiale est très variable) qui limite actuellement la précision de la restitution de la composante verticale par GPS. Cette thèse porte donc sur l'étude d'une méthode de correction des mesures GPS de la propagation troposphérique et la validation du concept proposé à partir de mesures atmosphériques et de simulations numériques.

Dans un premier temps, le système GPS est présenté dans son utilisation géodésique classique; un bilan d'erreur est donné, en insistant particulièrement sur la modélisation du délai troposphérique qui intervient dans les observations GPS. L'erreur de positionnement induite par des hétérogénéités atmosphériques est estimée par simulation simplifiée de la chaîne de traitement GPS d'une ligne de base en double différence. Il en ressort qu'une correction externe des mesures GPS est nécessaire, et que les méthodes de traitement GPS actuelles (correction a priori et estimation de paramètres troposphériques) ne sont pas adaptées à des situations présentant de fortes hétérogénéités dans la distribution de vapeur d'eau atmosphérique.

Dans un second temps, l'étude se focalise sur le mode de la correction des mesures GPS à utiliser. Après une rapide revue des différentes techniques de sondage de la vapeur d'eau troposphérique, les précisions des délais troposphériques humides obtenus à partir d'une mesure résolue en distance sont comparées, par simulation, à celles obtenues à partir d'une mesure intégrée; de ces simulations, il est conclu qu'une mesure résolue (rapport de mélange ou concentration absolue), fournie par un lidar Raman à balayage, permet d'obtenir la précision sub-millimétrique visée sur le délai troposphérique humide.

Le développement instrumental d'un lidar Raman vapeur d'eau à balayage est ensuite abordé. Le principe de la mesure de vapeur d'eau par lidar Raman est présenté, et compte-tenu des configurations instrumentales existantes, des contraintes d'encombrement imposées par la mobilité du système et des performances obtenues par un simulateur développé pour l'occasion, les caractéristiques d'un nouveau système lidar Raman sont présentées. Les premiers résultats expérimentaux obtenus en visée zénithale lors de la campagne ESCOMPTE en 2001 et d'une campagne de mesure à Toulouse au CNRM en 2002 sont présentés, validant ainsi le simulateur instrumental du lidar Raman développé pour le sondage de la vapeur d'eau atmosphérique.

Dans une dernière partie, le bénéfice d'une correction externe des mesures GPS par lidar Raman à balayage est démontré par la simulation numérique. Les observations GPS et les corrections lidar correspondantes sont calculées à partir d'une simulation de l'évolution de la distribution spatiale de la vapeur d'eau effectuée à méso-échelle par le modèle MM5. La simulation concerne une journée d'étude de la campagne IHOP (International H2O Project) pour un cas où la couche limite est très hétérogène. La stratégie d'observation est discutée en fonction de l'erreur obtenue. Il est montré que les erreurs de positionnement sub-millimétriques (environ 10 fois plus faibles que celles obtenues lors d'un traitement GPS classique) peuvent être obtenues sur une période de 24 heures, avec un balayage séquentiel et homogène de la constellation de satellites GPS (5 minutes d'observation par satellite pour des élévations supérieures à 5°).

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Lacroix, Pascal. "Apport de l'altimétrie radar spatiale à l'étude de la neige de la calotte polaire Antarctique." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00216105.

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Abstract:

La calotte polaire antarctique est constituée d'une épaisse couche de glace surmontée d'un névé d'une centaine de mètres d'épaisseur. Si les observations satellites, avec une couverture quasi-globale du continent, ont permis depuis bientôt 40 ans de fournir de nombreuses informations sur sa topographie et quelques propriétés de sa surface, la connaissance de son manteau neigeux est encore très limitée. Les précipitations qui se déposent sont balayées par les vents, s'accumulent pour former des couches. En s'enfouissant, les grains de neige qui les constituent subissent un métamorphisme qui modifie leur taille et leurs caractéristiques. Pourtant, Les taux d'accumulations ou les tailles des grains de neige, dont la signature est contenue dans les observations de la proche surface, sont des indicateurs climatiques clés, jusqu'alors mal connus.

Depuis 2002 et le lancement de ENVISAT, on dispose d'un altimètre radar qui couvre 80 \% de la calotte polaire Antarctique, dont la particularité est d'acquérir des signaux à deux fréquences différentes (bande S à 3.2 GHz et bande Ku à 13.6 GHz). Ces deux ondes pénètrent dans le manteau neigeux sur plusieurs mètres et ont des sensibilités aux propriétés de la neige différentes. Ainsi, l'idée de cette thèse est d'utiliser cette double information pour retrouver les propriétés du manteau neigeux.

On se propose de résoudre cette problématique par une analyse et une modélisation des signaux altimétriques bi-fréquences sur la calotte polaire, puis par leur inversion. On se penche tout d'abord sur quelques études de cas pour estimer la sensibilité des signaux aux différentes propriétés de la neige: i/ On montre tout d'abord que le signal altimétrique est sensible à la rugosité de la surface à différentes échelles, puis ii/ que le signal altimétrique est sujet à des variations saisonnières causées par la densification de la neige en surface, et enfin iii/ que les ondes radars sont réfléchies par des strates en profondeur.

Un modèle de l'interaction de l'onde avec le manteau neigeux est réalisé simultanément aux deux fréquences, afin de permettre une comparaison de ces signaux entre eux. Les résultats du modèle sont utilisés pour expliquer les variations saisonnières précédemment observées. Finalement, les paramètres du manteau neigeux sont estimés à l'échelle de la calotte polaire antarctique. Les tailles de grains retrouvées présentent un grossissement vers l'intérieur du continent. La densité montre des variations saisonnières de plusieurs g.cm3 notamment sur les côtes antarctiques. Certaines régions présentent un état de surface de la neige particulièrement lisse (Dronning Maud Land, par exemple).

La donnée in situ de l'état de surface de la neige étant quasi inexistante sur les calottes polaires, on développe finalement un protocole de mesure de la rugosité de la neige, qui est testé sur un glacier du Spitzberg.

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Biancamaria, Sylvain. "Etude du cycle hydrologique des régions boréales et apport de l'altimétrie à large fauchée." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/765/.

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Abstract:

Les régions boréales seront les plus affectées par le réchauffement climatique, c'est pourquoi cette thèse s'est intéressée à l'étude du cycle hydrologique de ces régions. Une nouvelle méthodologie d'extraction du volume de neige à partir de données radiométriques sur l'ensemble des régions boréales a été validée et a permis de montrer une différence de comportement entre 1988 et 2006 sur les variations du volume de neige de l'Eurasie et celui de l'Amérique du Nord. L'étude des variations de volume des eaux de surface des régions arctiques est par contre plus difficile à estimer avec les données satellitaires actuelles. C'est pourquoi un nouveau projet de satellite, la mission SWOT (Surface Water and Ocean Topography), a été proposé qui vise à fournir des cartes de hauteurs d'eau sur l'ensemble du globe. L'apport de cette mission à l'étude des régions arctiques a été estimé en implémentant une modélisation de l'Ob inférieur, fleuve de l'Ouest sibérien, en couplant un modèle hydrologique à grande échelle et un modèle hydrodynamique d'inondations. En ajustant certains paramètres de ces modèles, il a été possible d'obtenir une modélisation réaliste du débit et des hauteurs d'eau du fleuve. L'utilisation d'un lisseur de Kalman d'ensemble local a permis de montrer que les données SWOT devraient permettre de réduire significativement (de plus de 50%) les erreurs de modélisation. L'intérêt de la mission pour l'observation du débit de l'ensemble des fleuves a aussi été estimé en se basant sur un bilan d'erreur préliminaire. L'utilisation de courbes de tarage, ainsi que la prise en compte des erreurs de mesure SWOT ont permis de montrer que ces nouvelles données devraient permettre d'estimer un débit moyen avec une erreur inférieure à 30% pour tous les fleuves ayant une profondeur de plus de 1 m. D'autre part, il a été montré que l'erreur sur l'estimation du débit mensuel due seulement à l'échantillonnage temporel de SWOT diminue avec l'aire drainée et que, pour une aire drainée supérieure à 6 900 km2, cette erreur devrait être inférieure à 20%. Enfin, une méthodologie simple a permis de calculer que la variation annuelle totale du volume de l'ensemble des lacs est de l'ordre de 9 000 km3. Les données spatiales actuelles ne peuvent pas en observer plus de 15%. Selon notre estimation, SWOT quant à lui devrait pouvoir mesurer entre 50% et 65% de cette variation de volume
Arctic regions will be the most affected by climate change: therefore this work aims at studying the hydrological cycle of these regions. A new methodology to extract snow volume from radiometric data has been validated for the boreal regions and exhibits a different behaviour between snow volume over Eurasia and over North America. Yet, water volume variation is more difficult to estimate from currently available satellite data. That's why the potential of the new SWOT (Surface Water and Ocean Topography) mission, which will provide global water elevation maps, has been investigated. This has been done by implementing a virtual mission. The first step has been to model a Siberian river, the lower Ob, by coupling a land surface scheme and an inundation model. A realist estimation of the river discharge and water heights has been performed by tuning some of the models parameters. Then, SWOT synthetic observations have been assimilated in the modelling using a local Ensemble Kalman Smoother, leading to a significant decrease (more than 50%) of the modelling errors. The benefit of SWOT for all surface waters has also been studied. From in-situ rating curves and SWOT instrumental error, it has been shown that SWOT will provide an estimate of instantaneous river discharge with an error below 30%, if the river depth is above 1m. The error on the monthly discharge due only to the satellite temporal sampling decreases with drainage area, and should be lower than 20% for drainage area above 6,900 km2. Finally, it has been computed that annual volume variation for all the lakes in the world is around 9,000 km3. Currently, less than 15% of this lake storage change can be monitored with nadir altimeters, whereas SWOT will be able to observe from 50% to 65% of this volume variation

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Katsigianni, Georgia. "Hybridation multi-GNSS pour le positionnement précis." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30209.

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Abstract:

Les systèmes GNSS sont largement utilisés pour les applications de positionnement précis en géosciences, et en particulier en géodésie spatiale. Jusqu'à présent, les mesures du système GPS sont principalement utilisées seules pour des applications scientifiques. L'arrivée de la constellation européenne Galileo, rend possible les études sur ce nouveau système pour vérifier ses capacités et ses possibilités seul ou combiné avec GPS dans un traitement Multi-GNSS. Le centre d'analyse CNES/CLS de l'IGS calcule de manière hebdomadaire les produits GNSS (GPS, GLONASS et Galileo) ; ces produits sont utilisés pour les applications scientifiques de positionnements précis. Un moyen d'obtenir la meilleure précision possible consiste à résoudre les ambiguïtés entières, inconnues, des mesures de phase. Jusqu'à présent, le centre d'analyse CNES/CLS effectue une résolution d'ambiguïté sur les observations GPS en utilisant la méthode zéro-différence et fournit les orbites et les horloges précises des satellites avec des ambiguïtés de phase fixées. L'objectif de ce travail est d'implémenter et valider si la méthode zéro-différence peut également être appliquée au système Galileo. Celle-ci comprend deux étapes. La première est la résolution des ambiguïtés de la combinaison Wide-Lane ; il est prouvé que les biais des satellites Galileo Wide-Lane sont stables sur de longues périodes et homogènes pour les différents types de récepteurs. Ces résultats ont permis de résoudre les biais Wide-Lane avec un taux de réussite proche de 100%. La deuxième étape de la méthode de zéro-différence est la résolution des ambiguïtés Narrow-Lane. Cette étape a été mise en œuvre pour le système Galileo dans un traitement de détermination précise de l'orbite multi-GNSS (avec les données GPS). Le pourcentage de succès de Galileo en matière de résolution des ambiguïtés atteint environ 93%, ce qui est similaire au système GPS. La propriété entière des horloges de phase Galileo permettant d'utiliser ces calculs au niveau utilisateur est démontrée. Les recouvrements d'orbite et " le Satellite Laser Ranging " utilisés pour valider les orbites obtenues ont montré une amélioration d'environ 50% des RMS3D (d'environ 7 cm à 3,5 cm) principalement dans les directions normales et tangentielles. Les résultats de ces travaux ont pu être appliqués aux produits du CA IGS CNES/CLS qui a commencé la livraison des produits " entiers " Galileo (orbites précises horloges et biais Wide-Lane satellites).[...]
GNSS are widely used for precise positioning applications of geosciences and especially space geodesy. So far, mainly the existing GPS was extensively used for scientific applications. With the arrival of the new European Galileo system it became imperative to include the new system in the studies and check the new capabilities that it will bring as a system alone and as combined together with the others in a Multi-GNSS processing. The CNES/CLS analysis center of the IGS is weekly calculating GNSS (GPS, GLONASS and Galileo) products that can be taken from any kind of user to perform precise positioning. A way to achieve the best accuracy possible is to resolve the unknown integer ambiguities of the phase measurements. Up until now, the CNES/CLS was performing ambiguity resolution to the GPS system using the zero-difference method. In this way they are able to deliver precise satellite orbits and precise clock products with phase fixed ambiguities. The goal of this work was to implement and validate if the method can be also applied for the Galileo system. The method applied from the CNES/CLS is consisting of two further steps. The first one is the resolution of the Wide-Lane ambiguities. The Galileo Wide-Lane satellite biases have been proven to be stable over long periods of time. In addition, there is homogeneity in the way they are observed from different types of receivers. These findings were used and the Wide-Lane biases were successfully resolved with nearly 100% success rate percentage. The second step of zero-difference method is the Narrow-Lane ambiguity resolution. This step was executed for the Galileo system together with the GPS system in a Multi-GNSS Precise Orbit Determination processing. Galileo ambiguity fixing success percentage is around 93%, nearly similar to the one of the GPS system. The integer property of the Galileo phase clocks is demonstrated. Both orbit overlaps and orbit validation using SLR validation methods showed that ambiguity resolution improves mainly in the normal and the along track direction. Galileo orbit overlaps in 3D RMS showed an improvement of around 50%, from around 7 cm to 3.5 cm. The results of this work were used by the CNES/CLS IGS AC that has announced the delivery of weekly Galileo precise orbits, clocks and Wide-Lane satellite biases. A new method is also introduced on how to compare ambiguity resolution results for a common overlapping period. This method is also used to speculate the agreement and the disagreement between two different daily solutions. [...]

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Loireau, Maud. "Espaces, ressources, usages : spatialisation des interactions dynamiques entre les systèmes sociaux et les systèmes écologiques au Sahel nigérien." Montpellier 3, 1998. http://www.theses.fr/1998MON30058.

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Abstract:

L'objectif de ce travail etait de comprendre la structure et la dynamique des paysages et se donner les moyens de pronostiquer leur evolution. Cette etude a ete abordee a travers une approche de la dynamique et de la spatialisation des interactions entre les systemes ecologiques et sociaux, centree sur la dynamique entre ressources et usages. Les travaux ont conduit a differencier et proposer desmethodes pour caracteriser d'une part, a partir d'images aeriennes et satellitales, des espaces paysagers (unites paysageres), soumis a des facteurs biophysiques et a l'utilisation passee et actuelle des terres, et d'autre part, par modelisation, des espaces de pratiques homogenes (unites de pratiques homogenes) traduisant les modes d'intervention des societes rurales sur leur milieu. La confrontation de ces deux espaces conduit a definir des unites spatiales de reference, sur lesquelles sont quantifiees simultanement la nature et la quantite de ressources produites, ainsi que la nature et l'intensite des prelevements operes par les populations. Une approche modulaire par grand type d'utilisation des terres (agricole, pastorale et forestiere) a permis d'etablir des bilans spatialises pourchacun des modules, leur confrontation aboutissant a la comprehension des paysages actuels, a travers un bilan global multi-usage. Cette approche systemique a ete integree dans un systeme d'information sur l'environnement. Ce programme de recherche a ete conduit sur le site de banizoumbou au niger, sur lequel sont intervenues de nombreuses equipes de l'orstom, agronomes, pedologues et hydrologues, en collaboration avec l'equipe de m. D'herbes, phyto-ecologue a l'orstom. Les developpements informatiques ont ete realises en collaboration avec m. Gayte, actuellement a esrifrance.

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Vieira, Getirana Augusto Cesar. "Contributions de l'altimétrie spatiale à la modélisation hydrologique des grand bassins en Amazonie." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/856/.

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Abstract:

La déforestation croissante et les changements climatiques sont considérés comme les principaux facteurs d'influence des variations des ressources en eau dans le bassin Amazone. De tels changements peuvent affecter gravement la biodiversité et la production hydroélectrique de la région. Cette thèse propose donc le développement de méthodologies afin de permettre l'intégration de données satellites (altimétrie spatiale en particulier) dans la modélisation hydrologique des grands bassins d'Amazonie. Le modèle MGB-IPH a été utilisé pour la simulation du bassin du Rio Negro, second plus grand affluent du fleuve Amazone. Ses principales contributions sont : i) la proposition de deux nouvelles approches dans la phase de pre-construction des données - l'une propose des modifications des modèles numériques de terrain afin d'améliorer l'acquisition d'informations hydrologiques, l'autre propose la discretisation des bassins par minibassins; ii) une méthodologie qui permet la validation des simulations en utilisant de données altimétriques spatiale; iii) une méthodologie pour la création de courbes de tarage et l'estimation des pentes et hauteurs du lit des rivières en utilisant débits simulés et l'altimétrie spatiale; et iv) l'investigation des potentialités d'intégration de données altimétriques spatiales dans la calibration automatique des modèles hydrologiques. Les résultats indiquent que le principal défi de la modélisation hydrologique dans l'Amazonie réside plus dans la disponibilité et l'acquisition de données in situ que dans l'altimétrie spatiale qui, malgré certaines limites, peut s'avérer une source additionnelle d'informations hydrologiques pour la modélisation dans les grands bassins
Increasing deforestation and climate change are considered as important factors with respect to changes of standards for the Amazon basin water availability. These changes can greatly impact biodiversity and also hydropower production in this region. Moreover, no reliable prevision can be carried out without a proper hydrological monitoring network. This thesis proposes a methodological approach that enables the integration of satellite data, spatial altimetry, in particular, into the large scale hydrological modeling of the Amazon basin. The MGB-IPH hydrological model has been used to simulate the hydrological processes of the Negro River basin, the second biggest tributary of the Amazon River. The main contributions of this study are: i) the proposition of two new treatments in the data pre-processing phase - the first one deals with digital elevation model modifications to improve hydrological information acquisition, while the second one proposes a watershed discretization approach based on mini-basins; ii) a procedure that allows hydrological model output flows to be evaluated taking into account spatial altimetry data; iii) the generation of rating-curves and the estimation of river bed heights and slopes by using modeled streamflow and spatial altimetry; and iv) the investigation of the potential of spatial altimetry data to be integrated into the automatic calibration of distributed hydrological models. The results indicate that spatial altimetry is an important source for generating data that can supply and complement in situ dataset, which, due to its scarcity, inhibits and constrains the adequate modeling of hydrological processes at large basins in Amazonia

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Bès, Marie-Pierre. "Innovations et progrès technique : le cas du satellite dans l'industrie spatiale." Toulouse 1, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU10030.

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Abstract:

Les relations économiques des innovations au progrès technique relèvent de l'analyse des technologies, qui met en avant les concepts d'irréversibilité et d'institutions. En effet, seules les innovations majeures portant sur les technologies génériques provoquent un changement de système technique. Le travail empirique, qui porte sur les technologies liées au satellite, offre un terrain propice à l'utilisation de concepts opératoires. Les effets d'apprentissage et activités de conception se substituent à la cryptique classique invention innovation diffusion. L'étude approfondie des théories du changement technique et l'expose des contraintes propres au secteur des satellites, permet d'émettre deux hypothèses complémentaires : a) les externalités dynamiques de l'innovation empêchent les firmes d'adopter, en situation de concurrence, une nouvelle technologie générique ; b) les institutions publiques jouent un rôle essentiel dans le déclenchement d'un nouveau cycle technologique
The relationship between innovations and technical progress comes under the dynamic analysis of technology, which presents the concepts of irreversibility and institution. In fact, only the major innovations made on generic technology induce a shift of the technical system. The empirical work, about the satellite technologies, allows employing some operative concepts. The learning effects and the conception activities are more realistic than the classic innovation process: invention innovation diffusion. The analysis of the economic theory on the technical progress and the presentation of the satellite production constraints lead to propose two other assumptions first? The dynamic market failures in innovations prevent the firms in competition ton adopt a new generic technology; last, the public institutions play a crucial role in the trigger of technology cycle

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Normandeau, Marc. "Le modele ROOM : formalisation de sa sémantique statique et son application au developpement d'un logiciel de poursuite de satellites." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 1997.

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Laas-Bourez, Myrtille. "Détection des satellites artificiels dans les images astronomiques : application aux images TAROT." Aix-Marseille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX11055.

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Abstract:

Il y a cinquante ans, le rêve de l’Humanité de conquérir l’espace est devenu réalité. Après l’euphorie des débuts, nous avons commencé à mesurer les conséquences environnementales de cet exploit. Chaque satellite envoyé dans l’espace a inévitablement produit son lot de débris tels que les différentes parties de son lanceur, le réservoir à carburant ou des fragments issus de collisions, créant ainsi la pollution spatiale. Bien que les objets sur des orbites basses puissent redescendre et brûler en traversant l’atmosphère, ceux des orbites hautes perdureront pendant des siècles. Des mesures ont été mises en place pour préserver l’environnement et assurer la sécurité de missions spatiales. Il est alors nécessaire d’améliorer notre connaissance de cette population. Depuis 2004, le CNES et le CNRS utilisent les télescopes TAROT pour observer et étudier des satellites et des débris sur l’orbite géostationnaire. L’objectif principal de ce travail est de développer des méthodes précises, rapides et robustes pour mettre en place le suivi et la détection d’objets catalogués ou non catalogués en orbite circumterrestre. Nous avons travaillé tant sur les aspects instrumentaux que sur les méthodes de traitement de données. Nous avons d’abord amélioré la précision des mesures en étalonnant la datation de chaque image à la milliseconde près. Puis nous proposons des méthodes pour améliorer la précision de l’étalonnage astrométrique. Finalement nous avons développé un nouvel algorithme d’extraction de sources adapté aux images faites sans suivi sidéral où les étoiles ne sont pas ponctuelles. Nous présentons cette nouvelle méthode qui permet d’extraire des satellites sur différentes orbites. Ce travail améliore la qualité de la surveillance de la ceinture géostationnaire. Nous avons étendu la détection vers des orbites inférieures telles que l’orbite moyenne (MEO), l’orbite de transfert géostationnaire (GTO) ou l’orbite basse (LEO). Notre méthode est basée sur la morphologie mathématique. Les résultats obtenus avec TAROT démontrent un réel apport dans des conditions pratiques par rapport aux premiers tests réalisés et peuvent être appliqués à d’autres images astronomiques. Enfin, pendant les équinoxes, lors d’une configuration géométrique particulière entre l’observateur, le Soleil et le satellite, ce dernier peut devenir jusqu’à 4000 fois plus brillant. Nous avons utilisé un phénomène naturel qui augmente l’illumination des satellites géostationnaires et fournit le moyen d’augmenter la détectabilité de petits objets sur des orbites éloignées
The dream of humankind to conquer space became reality fifty years ago. After the euphoria of the beginning, one started to measure the environmental consequences of this achievement. Every satellite sent to space inevitably produced debris like booster rocket, fuel tank or fragments from collisions, creating space pollution in turn. Though objects in low earth orbits can get back and eventually burn, thanks to the dragging of the atmosphere, the majority stay in orbit for centuries. Some measures have been enforced to protect the environment and ensure the safety of space missions but we have to improve our knowledge of the debris at all altitudes. Since 2004, the CNES and the CNRS use the TAROT telescopes to observe and study satellites and debris on the geostationary orbit. The main focus of this work is to develop accurate, rapid and robust methods in order to provide near real-time detections and enable systematic surveys of both known and unknown satellites and debris. We worked both on the instrumental aspects and the data processing methods. We first improved the measurement precision calibrating the image datation with an accuracy better than the millisecond. Then we propose methods to enhance greatly the astrometrical restitution. Finally we have developed a new algorithm of source extraction adapted for images where most of the objects (the stars and eventually the debris) are trailed. We present a new method to extract satellites on various orbits from the image data. This work improves the quality of the survey of the geostationary belt. We extend the detection towards lower orbits such as Medium Earth Orbit, Geostationary Transfer orbit or Low Earth Orbit. Our method is based on morphological mathematics. The results obtained in real conditions with TAROT are quite impressive and can be applied to other astronomical images. Finally we have utilized a natural phenomenon that increases drastically the illumination of geostationary satellites. It occurs during the equinoxes, thanks to the peculiar geometrical configuration between the satellite, the observer and the Sun. This provides a means to increase the detectability of small objects on distant orbits

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WAUTHIER, LAURENCE. "Utilisation du calcul formel en theorie analytique du mouvement des satellites artificiels." Rennes 1, 1991. http://www.theses.fr/1991REN10097.

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Abstract:

La theorie analytique etudiee propose une solution aux equations du mouvement du satellite artificiel perturbe par le champ gravitationnel terrestre. Elle est formee de trois transformations canoniques pour eliminer les variations periodiques a courtes et longues periodes de la fonction hamiltonienne. Grace au calcul formel, on peut automatiser le calcul de ces transformations (methode de deprit), pour peu que l'on dispose d'un manipulateur de series de poisson et de fonctions de calcul differentiel. Le systeme de calcul formel scratchpad, muni d'un domaine pour representer les sommes trigonometriques, nous permet d'aboutir aux formules associees au probleme principal ou au probleme du j2-j6. Au moyen d'un generateur de code fortran construit pour cette application, nous obtenons les divers sous-programmes realisant l'evaluation numerique. Ces programmes de prediction d'orbite correspondent a un modele plus ou moins fin du geopotentiel. Ils sont valides au cnes par comparaison avec un integrateur numerique, et au vu de leur excellente precision, sont desormais integres dans la bibliotheque de mecanique spatiale mslib du cnes

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Exertier, Pierre. "Orbitographie des satellites artificiels sur de grandes périodes de temps possibilités d'applications /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613431p.

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Galligani, Victoria Sol. "La radiométrie micro-onde et millimétrique pour la caractérisation et quantification des nuages de glace et de la neige." Observatoire de Paris, 2014. https://hal.science/tel-02095287.

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Abstract:

Caractériser les nuages de glace et la neige à l'échelle du globe est capital pour l'estimation du bilan énergétique de la Terre et pour étudier le cycle hydrologique. L'estimation des quantités de glace dans l'atmosphère par télédétection satellite est encore à un stade peu avancé. La principale difficulté réside dans la variabilité spatiale et temporelle des propriétés microphysiques des particules glacées et dans la complexité de leur réponse radiative. Cette thèse contribue au développement de méthodes d'estimation de la phase glace dans les nuages, par observations satellites microondes et millimétriques, en apportant une meilleure compréhension de la sensibilité des mesures aux propriétés microphysiques de la glace et de la neige. Des observations micro-ondes et millimétriques actuelles sont analysées, puis interprétées avec l'aide de modèles de transfert radiatif, principalement pour des mesures passives (radiométrie), mais aussi actives (radar). Deux études principales ont été menées: (1) l'analyse et l'interprétation des signatures de diffusion polarisée observées au-dessus de nuages de glace et de neige, et (2) la simulation des réponses actives et passives micro-ondes pour des scènes réelles et leur évaluation avec des observations satellites. Des observations polarisées sont analysées pour la première fois au delà de 100 GHz avec l'aide de données Megha-Tropiques et sont interprétées grâce à des simulations de transfert radiatif. Le modèle de transfert radiatif est couplé à un modèle de nuage méso-échelle pour simuler des observations actives et passives pour deux scènes réelles et évaluer la sensibilité des simulations aux paramètres microphysiques
Quantification of the cloud frozen phase on a global basis is essential to fully capture and quantify the Earth energy budget and hydrological cycle. The estimation of frozen quantities from satellite remote sensing, however, is at a very early stage. The main reason is the complex variability of the cloud frozen phase and the lack of parameterizations of their microphysical properties, and thus radiative properties. This thesis contributes to the development of the ice cloud remote sensing, by providing a better understanding of the sensitivity of microwave and millimeter satellite observations to the microphysical properties of the frozen phase, specifically snow. Current microwave and millimeter observations are interpreted via radiative transfer simulations, mainly for passive observations, but active measurements are also considered. Two main studies are pursued: (1) the analysis and interpretation of specific polarized scattering signatures over ice and snow clouds, and (2) the simulation of realistic passive and active microwave responses over ice and snow clouds, and their evaluation with satellite observations. Polarized observations are carefully analyzed with ancillary data and are interpreted with radiative transfer simulations, including the first polarized passive observations above 100GHz with Megha-Tropiques. Finally, the radiative transfer model is coupled to a meso- scale cloud model to simulate consistently coincident active and passive observations of real scenes, and assess the sensitivity of active and passive simulations to the different microphysical parameters

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Lavina, Frédérique. "Risques et responsabilités dans la mise en place et l'exploitation d'une constellation de satellites : le cas Galiléo." Montpellier 1, 2003. http://www.theses.fr/2003MON10060.

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Abstract:

La radionavigation par satellite permet de déterminer sa position géographique et d'acquérir une référence temporelle à partir de signaux satellitaires, où que l'on soit sur le globe. L'Europe a décidé de mettre en place une constellation sous contrôle civil, Galileo, indépendante des systèmes existants américain et russe d'origine militaire. Le programme Galileo innove à bien des égards car il proposera différents types de services : un service de base pour les applications de masse, un service commercial payant et garanti, un service destiné aux applications critiques et un service crypté pour les applications stratégiques. Mais avant de fournir ces services le système devra être conçu, construit et positionné dans l'espace. La problématique de la responsabilité est centrale dans les activités spatiales où le risque sous toutes ses formes est omniprésent. La mise en place de la constellation implique des relations contractuelles entre chacun des acteurs, processus classique de gestion des risques dans le cadre des activités spatiales. L'exploitation de la constellation implique quant à elle une multitude de questions de responsabilité liées à la couverture mondiale des services, à leurs caractéristiques techniques et à la diversité des applications pouvant utiliser ces informations. Ainsi, en dehors du cas, peu probable, d'un retour accidentel sur terre d'un des satellites de la constellation pouvant causer directement des dégâts matériels, la défaillance des satellites pourra par exemple entraîner la dégradation voire l'interruption des signaux de navigation et provoquer indirectement des dommages de grande envergure pour les utilisateurs comme pour les tiers (crashs d'avions). Cet ensemble de risques d'exploitation nécessitera une gestion adaptée des responsabilités en fonction du type d'utilisateur, du type de service utilisé et des régimes d'indemnisation existants afin de satisfaire les victimes éventuelles (utilisateurs ou tiers) tout en préservant la santé économique du système.

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Rouzeau, Olivier. "Problématique de la transposition des modèles de distribution de température dans le sol aux interprétations issues de la télédétection thermique spatiale : application au Bassin de Paris /." Orléans : Ed. du BRGM, 1990. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35527684j.

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Julien, Yves Rodriguez Sobrino José Antonio Nerry Françoise. "Vegetation monitoring through retrieval of NDVI and LST time series from historical databases." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2008. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/1021/01/JULIEN_Yves_2008.pdf.

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Abstract:

Thèse de doctorat : Electronique, électrotechnique, automatique : Strasbourg 1 : 2008. Tesis doctoral : Electrónica, electrotécnica, automático : Universitat de València : 2008.
Thèse soutenue sur un ensemble de travaux. Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 34 p.

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Bazard, Jean-Pierre. "Le régime juridique de la télévision par satellites." Poitiers, 1998. http://www.theses.fr/1998POIT3010.

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Abstract:

Les emissions de television relayees par satellites posent le probleme juridique de la liberte d'information et de la souverainete des etats. Toutes les reglementations internationales (et nationales) interdisant ou limitant la libre reception directe des emissions de television par satellites se sont revelees inefficaces. On constate, ainsi, un mouvement mondial propice a la liberte de receptiondirecte appuye par le droit europeen qui met en echec les regles des institutions internationales. La revendication de la souverainete etatique reste symbolique. La television satellitaire est favorable aux etats s'ils savent l'utiliser et s'y adapter. Les preoccupations economiques ont mis en arriere plan la question de l'interdiction de la reception directe. Cependant, il faut souligner que la liberte de reception est violee des qu'il y a cablodistribution des emissions de television satellitaire. Un nouvel ordre juridique de la television par satellites s'elabore. Il se construit grace a de nouvelles actrices comme les organisations europeennes et mondiale du commerce. Les etats doivent s'interroger sur la commercialisation mondiale des services audiovisuels qui permettrait, malgre sesinconvenients, une plus grande liberte de reception. Egalement, les acteurs prives, tels que certains exploitants de satellites, font pression pour exiger une libre reception totale. En revanche, le role des organisations internationales initiales s'estompe quelque peu. Le nouvel ordre juridique se caracterise par un droit conventionnel au plan technique et par la naissance d'une coutume internationale quant a la liberte de diffusion et de reception des emissions. Il faut rechercher l'equilibre audiovisuel entre les etats ou que ces derniers considerent que la diffusion globale des emissions de television par satellites tend vers un equilibrage satisfaisant. Alors, les etats ont tendance a accepter plus volontiers la reception directe. Les problemes juridiques poses par la television satellitaire apparaissent bien minimes compares a ceux que creeront les autoroutes de l'information.

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Boutonnet, Arnaud. "Déploiement optimal contraint et robuste de satellites volant en formation invariante." Toulouse, ENSAE, 2003. http://www.theses.fr/2003ESAE0021.

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Abstract:

L’objet principal de cette thèse est de résoudre l’une des phases de reconﬁguration de satellites volant en formation : le déploiement. L'originalité du travail consiste à proposer des solutions optimales sous forme analytique qui prennent en compte les contraintes (plate-forme, risque de collision). Ces solutions analytiques permettent alors de faire très rapidement des études d’analyse mission. Le domaine d’application est la classe des formations géocentriques invariantes. Grâce à leur géométrie fixe au cours d’une révolution, ces formations sont utiles pour diverses missions : l'interférométrie radar ainsi que la synthèse d’antenne passive et active sont les plus intéressantes. La thèse est ainsi divisée en trois parties complémentaires : Positionnement du sujet : une classification originale des missions et des problèmes de guidage associés est proposée. A partir de cette classiﬁcation, un nouveau modèle déﬁnissant une classe particulière, celle des formations invariantes, est développé. Déploiement optimal contraint pour les formations invariantes : la loi de guidage à consommation minimale est obtenue sous forme analytique par la méthode du Primer Vector. L’ utilisation combinée des conditions nécessaires d’optimalité fournies par le Primer Vector et de la méthode des Variations de Paramètres permet de prendre en compte des contraintes sur la commande tout en obtenant la solution optimale. La collision entre chaque satellite et le dernier étage du lanceur résultant de la solution optimale est évitée par l'adjonction puis l’optimisation d’une manœuvre d'injection du lanceur. Robustesse de la solution : le risque de collision découlant de l'introduction des dispersions sur l’application des manœuvres est limité par l'introduction d'une loi de commande innovante. Les distances minimales obtenues pour le cas non dispersé sont quasiment retrouvées moyennant une légère surconsommation d’érgols. Quant à l'imprécision du déploiement due à l'introduction des perturbations orbitales, elle est maîtrisée par la modification de la stratégie d’injection. Les caractéristiques du déploiement non perturbé sont alors retrouvées avec un très faible surcoût en ergols. Des travaux complémentaires sur le déploiement des formations géocentriques périodiques et le maintien à poste des formations géocentriques non-kepleriennes sont en outre présentés.

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Hamen, Pierre. "Les communications par satellites : éléments et perspectives en droit international." Strasbourg 3, 1988. http://www.theses.fr/1988STR30012.

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Abstract:

Après avoir été modèle sur le spectre des fréquences qui garantit les droits du premier occupant, le régime juridique international des télécommunications spatiales s'oriente, aujourd'hui, vers l'adoption d'une règlementation qui prend aussi en compte l'orbite des satellites géostationnaires à laquelle a été appliquée la notion de patrimoine commun de l'humanité. Afin de préserver le caractère dynamique de ces utilisations de l'espace, il est nécessaire de préférer à la notion de droits égaux des états, celle d'un accès équitable à la ressource spectre orbite. Les communications par satellites sont donc une tentative unique en droit international de faire coexister les notions de patrimoine commun de l'humanité et de libre entreprise. Cet objectif doit permettre de réserver des droits aux pays n'utilisant pas encore les télécommunications spatiales, mais aussi de laisser le champ à la mise en oeuvre de l'expertise des pays les plus avancés
After having been modeled on the frequency spectrum which garantees the rights of the first occupant, the international legal regime of space communications tends, today, towards the adoption of a regulation which also takes into account the geostationary satellite orbit to which the notion of common heritage of mankind has been applied. In order to maintain the dynamic character of the uses of outer space, it seems necessary to prefer the enforcement of the notion of equitable access to the orbit spectrum resource to that of equal rights of states. Therefore, communications via satellite are a unique attempt in international law to reconcile the principles of common heritage of mankind and free enterprise. This objective must unable to reserve rights to those countries which have not yet used space communications as well as to allow the implementation of the expertise of the most advanced countries

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Maubant, Louise. "Séismes lents et variations du couplage intersismique : le cas de la subduction Mexicaine vue par géodésie spatiale." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALU026.

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Abstract:

La multiplication depuis 20 ans d'observations de déformations transitoires au cours du cycle sismique a mis en avant la question de l'impact de ces déformations dans l'estimation de l'aléa sismique. Ainsi, dans les zones de subduction, le rôle des séismes lents sur la variabilité spatiale et temporelle du couplage intersismique et sur l'existence de lacunes sismiques est une question de première importance. Nous avons abordé cette problématique par l'analyse d'observations géodésiques et par la modélisation numérique, en se focalisant sur la subduction mexicaine. Cette zone est une cible pertinente pour étudier ces questions en raison de la présence de séismes lents qui font partie des plus grands observés au monde. La géométrie de cette subduction est également favorable aux observations géodésiques. Un premier volet de cette thèse a été consacré à l’étude du séisme lent de 2017-2018 qui a duré plusieurs mois dans la région de Guerrero. Pour cela, de nouvelles observations ont été faites par interférométrie radar satellitaires (InSAR) utilisant les données Sentinel-1, combinées aux données du réseau GPS permanent. Les données InSAR ont permis d’améliorer significativement la couverture et la résolution spatiale des mesures de déformation du sol par rapport aux études précédentes. La fréquence d’acquisition de ces données est de 6 à 12 jours. Un travail méthodologique sur l’extraction du signal tectonique inclus dans les séries temporelles InSAR a été nécessaire en raison de la grande superficie de la zone d’étude où sont présents de fort gradients topographiques. Deux méthodes de séparation de sources ont été employées. La première approche est une décomposition paramétrique, dans laquelle la forme fonctionnelle des signaux de déformation est imposée, et les signaux atmosphériques sont décrits en utilisant comme contrainte des séries temporelles de délais troposphériques zénithaux issus du GPS. La seconde approche utilise l’analyse en composantes indépendantes (ICA) des séries temporelles InSAR, ne nécessitant pas d’à priori sur le signal recherché. Les deux méthodes fournissent des résultats cohérents et permettent de séparer le signal atmosphérique, sans corrections préalables, du signal tectonique. A partir des cartes de séries temporelles de déplacements validées par les mesures GPS, le glissement du séisme lent sur l’interface de subduction est inversé. La distribution spatiale du glissement est cohérente avec celle des évènements précédents et confirme une localisation à la limite de la zone sismique. L’influence de séismes distants sur la cinématique de ce type d’évènement est également confirmée par ces observations.Dans une seconde partie, les déformations intersismiques sur une zone couvrant environ 1000 km de la subduction mexicaine de Jalisco à Oaxaca sont également analysées à partir de mesures InSAR et GPS. Les variations latérales de couplage le long de la subduction entre 2016 et 2019 sont établies pour la première fois de façon homogène sur l’ensemble de cette zone. Entre Michaocan et Jalisco, où de grands séismes ont eu lieu, on retrouve une zone à fort couplage. L’analyse montre bien l’importance que peuvent avoir à l’échelle de temps de quelques années les signaux transitoires comme les séismes lents sur la variabilité du couplage mesurée par géodésie spatiale. La dernière partie de cette thèse, aborde ce problème par une modélisation numérique du cycle sismique sur un plan de faille en 3D, basée sur des lois de friction de type « rate and state ». Cette modélisation permet de reproduire certaines caractéristiques de subduction mexicaine et de replacer les 20 ans d’observations géodésiques à l’échelle de plusieurs cycles sismiques. Les résultats préliminaires donnent des pistes de réflexions intéressantes sur la question de la possibilité qu’un séisme puisse se produire dans la lacune sismique de Guerrero et sur le rôle des séismes lents sur le faible couplage observé dans cette région
Over the last 20 years, the increasing number of transient deformation observations taking place during the seismic cycle has raised the question of their impact in estimating seismic hazard. Thus, in subduction zones, the role of slow slip events on spatial and temporal inter-seismic coupling variability and on the existence of seismic gaps is a matter of primary importance. We approached this problem by analyzing new geodetic observations and numerical modeling, focusing on the case of Mexican subduction. This area is a relevant target to study these issues thanks to the presence of slow slip events, which are among the largest observed in the world. The geometry of this subduction zone is also very favorable for geodetic measurements. The first part of this thesis is devoted to the study of the slow slip event of 2017-2018, which lasted several months in the Guerrero region. To achieve this, new observations have been made using satellite radar interferometry (InSAR) from Sentinel-1 data, in combination with data from the permanent GPS network. InSAR data have significantly improved the coverage and spatial resolution of ground deformation measurements compared to previous studies. The data acquisition frequency is between 6 and 12 days. Methodological developments were necessary to allow the extraction of tectonic signals included in the InSAR time series, due to the large extent of the study area, its strong topographic gradients, and the strong atmospheric perturbations that polluted the signal. Two source separation methods were used. The first approach consists of a parametric decomposition: the deformation signals' functional shapes are imposed, and the atmospheric signal is described using time series of zenithal tropospheric delays extracted from GPS as a constraint. The second approach uses Independent Component Analysis (ICA) of the InSAR time series, which does not require any a priori on the desired signal. Both methods provide consistent results and allow separating the atmospheric signal from the tectonic signal without prior corrections. Using time-series displacement maps validated by GPS measurements, the slow slip event on the subduction interface is inverted. The slip's spatial distribution is consistent with that of previous events and confirms a localization at the edge of the seismic zone. These observations also confirm the influence of distant earthquakes on this type of event's kinematics.The second part of this study analyzes the interseismic deformations in an area covering about 1000 km of the Mexican subduction from Jalisco to Oaxaca using InSAR and GPS measurements. Lateral coupling variations along the subduction between 2016 and 2019 are determined for the first time homogeneously over this zone. Between Michoacan and Jalisco, where large earthquakes took place, we find a zone with strong coupling. The analysis demonstrates the importance of transient signals such as slow slip events over a few years on the variability of the coupling measured by spatial geodesy. The last part of this thesis addresses this problem using numerical modeling of the seismic cycle along a 3D fault plane, based on "rate and state" type friction laws. This modeling allows us to reproduce specific characteristics of Mexican subduction and place the 20 years of geodetic observations at the scale of several seismic cycles. The preliminary results provide interesting insights into the possibility that an earthquake could occur in the Guerrero seismic gap and the role of slow slip events on the weak coupling observed in this region

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Cances, Jean-Pierre. "Adaptativité d'une charge utile de télécommunication multifaisceaux par reconfiguration de couverture /." Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 1994. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35737325r.

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Péret, Laurent Garcia Frédérick. "Recherche en ligne pour les Processus Décisionnels de Markov." Toulouse : INP Toulouse, 2005. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000039.

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Khan, Muhammad Murtaza. "Fusion d'images multispectrale, hyperspectrale et panchromatique de résolutions spatiales différentes et évaluation de la qualité en télédétection satellitaire." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0090.

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Abstract:

L'opération de fusion d'images de résolutions différentes, ou Pansharpening, vise à améliorer la qualité spatiale des images satellitaires multispectrales en utilisant des détails présents dans une image panchromatique de haute résolution. La différence entre la nature des capteurs panchromatique et multispectral exige que les détails soient ajoutés à l'aide d'un modèle d'injection de détails. Dans la plupart des modèles, les paramètres de détail à injecter sont estimés à une résolution dégradée et ensuite interpolés pour utilisation à haute résolution. Dans ce travail nous proposons un modèle d'injection de détails dont les paramètres sont estimés directement à haute résolution pour optimiser l'index de qualité dite « Quality Not Requiring a Reference ». La méthode est ensuite modifiée pour le pansharpening d'images hyperspectrales. Enfin, une index d'évaluation de qualité utilisant des filtres « Modulation Transfer Functions » est proposé pour déterminer la qualité des images fusionnées sans avoir besoin d'un référence à haute résolution
Fusion or Pansharpening improves the spatial quality of Multispectral satellite images by making use of details present in a high resolution Panchromatic image. The different nature of Panchromatic and Multispectral sensors requires that the details are added using a detail injection model. Most of the available detail injection model parameters are estimated at degraded resolution and then interpolated for use at the higher resolution. In this work we have presented a detail injection model which estimates the detail injection parameters directly at the desired higher resolution. The model optimizes the ”Quality Not Requiring a Reference index”. The proposed method is then extended for pansharpening of Hyperspectral images. Finally, a quality assessment index, not requiring a high resolution reference, is proposed for determining the quality of pansharpened images at full resolution. The novelty of the method lies in the use of sensors ”Modulation Transfer Function” filters for separating the low and high frequency information for determining the spectral and spatial distortions, respectively

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Jardak, Nabil. "Localisation en zones de non-couverture des systèmes de radionavigation par satellites à base de répéteurs GNSS." Evry, Institut national des télécommunications, 2008. http://www.theses.fr/2008TELE0027.

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Abstract:

Chacun de nous a connu des situations dans lesquelles il se trouve perdu dès qu'il quitte un endroit familier. Vue l'importance de la donnée "position", et face à l'incapacité des systèmes GNSS (Global Navigation Satellite Systems) à fournir une position valide en zones difficiles, les scientifiques et les industriels ont développé plusieurs techniques de localisations en intérieurs. La présente thèse porte sur le système de positionnement en intérieur à base de répéteurs GNSS. Cette technique se base sur l'emploi de répéteurs GNSS qui transmettent, à l'intérieur, d'une façon séquentielle, les signaux GNSS captés par une antenne extérieure. Le positionnement se base sur la détermination des sauts de la phase du code (ou sauts de phase) se produisant au moment du passage d'un répéteur au répéteur suivant. Les sauts de phase sont sujets à des erreurs dont les plus importantes sont le multi-trajet et le bruit thermique. Les travaux développés au cours de cette thèse portent sur la réduction de l'effet de ces sources de perturbation sur les sauts de phase. Pour cela, des techniques originales ont été proposées : la technique de la boucle ouverte pour la réduction de l'effet du bruit thermique, la SMICL, la MIDLL et la SxPRCT pour la réduction de l'erreur due au multi-trajet. La technique de la boucle ouverte consiste en l'usage d'une boucle de code ouverte aidée par la boucle de porteuse, profitant des propriétés statistiques du bruit. Cette technique a permis une amélioration significative de la mesure des sauts de phase. La technique SMICL consiste en un discriminateur de boucle de code insensible aux trajets multiples ayant des délais relatifs inférieurs à 0,5 chip, typiques d?un environnement intérieur de taille limitée. Les performances de la SMICL dépassent largement celles des techniques existantes pour les multi-trajets courts (1 à 2 m d'erreur résiduelle sur la mesure de code). La technique MIDLL réduit l'effet des trajets multiples sur la mesure de code sans limite de délai. L'idée de base repose sur le fait que le discriminateur standard possède un point invariant aux trajets multiples lorsqu'il est convenablement normalisé. Les résultats auxquels a abouti cette technique sont excellents (1 à 2 m d'erreur sur la mesure de code). La technique SxPRCT de réduction des trajets multiples moyens et longs consiste en l'usage de la fonction de corrélation entre la séquence reçue et le produit du PRN par une sous porteuse carrée. Cette approche agit comme un filtre pour les trajets multiples moyens et longs. Les résultats de simulations ont montré que cette technique était très efficace. La MIDLL ainsi que la SxPRCT peuvent servir pour le positionnement en extérieur utilisant les GPS, tout comme la SMICL dans une moindre mesure. Les trois techniques sont adaptées au cas du système à base de répéteurs. En outre, la technique MIDLL a été appliquée aux signaux Galileo du service ouvert de la bande E1. Ces techniques permettent au système de localisation à base de répéteurs d'atteindre ses performances théoriques de positionnement avec une précision inférieure à 2 mètres en 3D
The indoor localisation systems are increasingly needed in supporting future Location Based Services (LBS). This thesis deals with the indoor positioning system based on GNSS repeaters. This system is based on the use of four repeaters which transmit the GNSS signals collected by an outdoor antenna indoors, in a time multiplexing mode. The positioning is based on the code phase jumps produced at the instant of the signal transition between two repeaters. This phase jumps mainly suffer from two error sources: thermal noise and multipath. Therefore, this thesis develops theoretical aspects of the system of repeaters and proposes innovative techniques to reduce the effect of the error sources on the phase jumps. The open loop technique was proposed to reduce the effect of thermal noise on the phase jumps based on the statistical properties of the noise. It implements an open code loop aided by the phase loop. Practical results showed a significant improvement in the phase jump measurement quality. The SMICL (Short Multipath Insensitive Code Loop) technique implements a code loop discriminator insensitive to multipath having relative delays lower than 0. 5 chip, typical of indoor environments. It dramatically improves the code phase measurements in the presence of multipath (maximum error between 1 and 2 m). Another multipath mitigation technique, the MIDLL (Multipath insensitive delay lock loop), is presented. The MIDLL is based on the fact that the code discriminator has an invariant point when it is suitably normalized. This technique outperforms the existing multipath mitigation techniques both in terms of simplicity of implementation in current receivers and precision (maximum error between 1 and 2 m, too). The SxPRCT (Subcarrier x PRN Reference Code Technique) filters medium and long multipaths by using a reference replica which is the product between the PRN code and a square subcarrier. The SxPRCT yields excellent results. The MIDLL and the SxPRCT were developed for the outdoor positioning using the GPS, as is the case of the SMICL but to a lesser extent. These techniques were adapted to the case of the system of repeaters. Moreover, the MIDLL has successfully been applied to the Galileo open service codes on E1. These techniques allow the repeaters based system to reach its theoretical accuracy namely indoor positioning in the range 2 meters

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Desbiens, Jean-Marc. "Développement de composants d'un logiciel client-serveur pour la poursuite de satellites." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 1998.

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Desjardins, Camille. "Modélisation de la propagation troposphérique des signaux de systèmes de positionnement par satellites : un tour d'horizon." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2633/.

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Abstract:

Les signaux électromagnétiques micro-ondes utilisés par les systèmes de positionnement par satellites, se propagent à la vitesse de la lumière en ligne droite dans le vide mais leur propagation est modifiée en traversant l'atmosphère neutre, du fait des variations temporelles et spatiales des densité, composition et réfractivité de cette partie de l'atmosphère. Ces ondes sont ralenties et leur trajectoire est infléchie. Ce travail de thèse modélise la propagation troposphérique par la technique de lancer de rayons au travers des analyses du centre météorologique européen (ECMWF), pour les besoins géodésiques. L'objectif atteint est une modélisation millimétrique de la variabilité spatiale de la propagation utilisant l'information tri-dimensionnelle de température, de pression, de vapeur d'eau, de glace et d'eau liquide, et une conservation précise des délais obtenus dans une fonctionnelle nommée AMF et paramétrée par quelques dizaines de coefficients. Les performances subcentimétriques des AMF sont démontrées par les restitutions de positions des sites et des orbites GPS
The electromagnetic signals emitted by satellite positioning systems, travel, in vacuum, at the ligth speed in a straight line but their propagation is modified through the neutral atmosphere by temporal and spatial changes of density, composition and refractivity of this part of atmosphere. These waves are slowed down and their trajectory is bent. This thesis models the tropospheric propagation by the ray-tracing technique through the assimilations of the European Meteorological Centre (ECMWF) for geodetic needs. The objective is achieved by modeling the propagation of the spatial variability using the three-dimensional information of pressure, temperature, water vapor, ice and liquid water, and maintaining the delays obtained in a functional named AMF, parametrized by few tens of coefficients. The sub-centimetre performances of AMF are demonstrated by the repetitivity of sites' positions and GPS orbits

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Barotto, Béatrice. "Introduction de paramètres stochastiques pour améliorer l'estimation des trajectoires d'un système dynamique par une méthode de moindres carrés : application à la détermination de l'orbite d'un satellite avec une précision centimétrique." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30196.

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Abstract:

En presence d'imperfections du modele dynamique, les methodes d'estimation des trajectoires du systeme dynamique, par resolution d'un probleme de moindres carres non lineaire de grande taille, ne permettent pas de profiter de l'extreme precision des mesures faites sur l'etat du systeme. Afin d'estimer plus finement la trajectoire du systeme dynamique, le traitement des erreurs de modeles dans l'algorithme de filtrage-lissage doit etre envisage. Ces erreurs sont prises en compte sous la forme de processus colores dans les equations d'evolution de la dynamique et dans les equations de mesure. Certains parametres des modeles dynamique et de mesure sont alors supposes stochastiques. Afin de resoudre cette classe de probleme de moindres carres non lineaire, une methode de filtrage-lissage a du etre developpee. Elle correspond a une approche de gauss-newton appliquee a un probleme de moindres carres non lineaire qui est linearise au voisinage d'une bonne estimation de la trajectoire du systeme dynamique. Cette methode est developpee dans une formulation racine carree de givens afin d'eviter des problemes d'ordre numerique et inclut le traitement des parametres stochastiques. Cette methode peut s'appliquer a des problemes d'origines diverses. Elle a ete appliquee a la determination de l'orbite du satellite franco-americain d'oceanographie topex/poseidon lance en 1992. En 1995, les methodes classiques permettent d'obtenir une precision de l'ordre de trois centimetres dans la direction radiale a partir des mesures doris et laser. La nouvelle methode permet d'obtenir des orbites de meilleure precision en introduisant une acceleration empirique stochastique agissant sur le satellite. Cette methode a aussi l'avantage d'etre independante de l'altitude du satellite et de traiter n'importe quel type de mesures

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Chamignon, Christel. "Evaluation comparée des satellites à haute résolution spatiale en zone de moyenne et haute montagne méditerranéenne (données TM de LANDSATt 4 et HRV de SPOT 1)." Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30056.

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Abstract:

La teledetection par les qualites synoptiques, repetitives et numeriques des donnees qu'elle fournit a des echelles variees, est susceptible d'apporter des informations precieuses sur les systemes naturels et sur la facon dont ils fonctionnent. Avec le lancement des satellites landsat 4 et spot 1, les donnees teledetectees atteignent des niveaux de resolution spatiale et spectrale de plus en plus performants, donnant acces a de nouveaux champs d'investigations et niveaux de perception qu'il convient d'evaluer. Les travaux presentes dans cette these se situent dans ce contexte a plusieurs niveaux: par la problematique developpee qui a pour but d'evaluer les niveaux de perception autorises par les donnees a haute resolution spatiale, par le choix des zones de moyenne et haute montagne mediterraneenne qui sont particulierement complexes et par le choix du site etudie qui a une vocation de zone protegee. Le corps de ce travail est represente par la comparaison spatiale et spectrale des capteurs a haute resolution spatiale de spot 1 et thematic mapper de landsat 4 et l'analyse multi-dates des donnees hrv de spot enregistrees en juillet et octobre 1986. Ces travaux montrent que l'avenement des donnees teledetectees a haute resolution ouvre de vastes perspectives a la teledetection dans le domaine de l'inventaire et de la gestion des ressources naturelles renouvelables. En revanche, la multiplicite des donnees disponibles rend necessaire la recherche de l'equilibre entre les niveaux de perceptions autorises par ces donnees et les objectifs fixes

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Lion, Guillaume. "Dynamique des orbites fortement elliptiques." Observatoire de Paris (1667-....), 2013. https://theses.hal.science/tel-01212844.

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Abstract:

Les méthodes de développement des théories utilisent toujours un autre type d'approximation : la dépendance temporelle explicite de l'hamiltonien est négligée dans la résolution de l'équation aux dérivés partielles qui engendre le générateur du changements de variables. Cette thèse est consacrée au développement d'outils permettant de surmonter ces limitations. Dans un premier temps, nous développons la fonction perturbatrice de troisième corps en utilisant des séries de Fourier en multiples de l'anomalie excentrique du satellite (à la place de l'anomalie moyenne). Nous procédons à une normalisation du Hamiltonien ainsi développé, dans le but d'éliminer tous les termes périodiques. Pour y parvenir, nous appliquons un changement de variables canoniques construit à l'aide des transformées de Lie dépendantes de temps. La construction de la fonction génératrice du changement de variables nécessite la résolution d'une équation aux dérivées partielles (EDP) par rapport aux variables angulaires du troisième corps et du satellite. A notre connaissance cette EDP n'a pas de solution exacte. Habituellement, à cette étape, on fait une approximation qui consiste à négliger les termes de l'EDP liés au troisième corps afin de la résoudre. Nous montrons comment cette approximation peut être évitée, en proposant une méthode de résolution de l'EDP itérative, qui revient à effectuer un développement en série de puissances d'un rapport de fréquences petit devant 1. De plus, pour une cohérence globale de la théorie nous avons dû reconsidérer la solution classique de potentiel central et en particulier J₂. Finalement nous obtenons une théorie qui permet d'extrapoler le mouvement osculateur (et pas seulement le mouvement moyen) sur de longues durées (des dizaines d'années) de façon efficace et avec une excellente précision y compris pour des orbites très excentriques (e>0. 8)
The methods for developing theories always use another type of approximation. Indeed, the explicit time dependence of the Hamiltonian is neglected for solving the partial differential equations that give the generator of the change of variables. This PhD thesis is devoted to propose several tools to overcome these limitations. Firstly, we expand the third-body disturbing function using Fourier series in multiples of the satellite's eccentric anomaly (instead of the mean anomaly). We then perform a normalization to expanded Hamiltonoan, which aims to eliminate all periodic terms. To this end, we apply a change of canonical variables based on time-dependent Lie transforms. The construction of the generating function of the change of variables requires solving a partial differential equations (PDE) with respect to the angular variables of the third body and the satellite. To our knowledge the PDE has no exact solution. An approximation is usually done at this step to solve it by neglected the terms related to the third body. We show how this approximation can be avoided by providing an interative method for solving the PDE. This amounts to carrying out a power series expansion of a small ratio of frequencies <<1. In addition, for overall consistency of the theory we had to modify the classifical solution of the central potential, especially the J₂effect. Finally we get a theory which allows to extrapolate the osculating motion (not just the mean motion) over long periods (many decades) efficiently and very high accuracy even for highly eccentric orbits (e > 0. 8). Moreover, since the traditional numerical integration methods are not very effective for highly elliptical orbits, even with adaptive variable-step size, we show the benefits of the so-called geometric integrators, especially the variational integrators. To this end, we present a high-order numerical scheme and we test its performance

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Steichen, Daniel. "Étude des orbites de satellites artificiels autour de la Lune à l'aide d'une méthode de moyennisation." Observatoire de Paris (1667-....), 1994. https://theses.hal.science/tel-01958571.

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Abstract:

Le but de cette thèse est l'étude des trajectoires des satellites artificiels sélénocentriques situés à une distance inférieure à 13 000 km du centre de la Lune. Dans la première partie, le développement de la fonction perturbatrice est effectuée en fonction des petits paramètres utilisés. En particulier, on introduit des théories semi-analytiques du mouvement de la Lune autour de la Terre et la libration du plan de l'équateur lunaire. La deuxième partie de cette thèse montre que le choix des variables canoniques de Poincaré va permettre d'obtenir des équations sans singularités. Il a été nécessaire d'introduire des expressions nouvelles qui soient suffisamment compactes pour être exploitables. La longitude du satellite est éliminée à l'aide de l'algorithme de déprit utilisant les transformées de Lie. Les parties séculaires et fonctions génératrices non développées en excentricité y sont aussi exprimées. L’élimination des angles à moyenne période se fait ensuite pour obtenir un système deux fois moyenne dont les périodes sont à priori supérieures à 28 jours. Le dernier chapitre décrit les algorithmes de calculs numériques engendrés par le travail analytique. Ils sont appliqués à quelques exemples caractéristiques qui permettent de valider la méthode employée.

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Bonnefond, Pascal. "Méthode géométrique de trajectographie par arcs courts : application à l'analyse des mesures altimétriques des satellites Topex/Poseidon et ERS-1 en Méditerranée." Observatoire de Paris, 1994. https://hal.science/tel-02095267.

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Abstract:

L’objectif des méthodes géométriques présentées dans cette thèse est de calculer l'orbite d'un satellite artificiel sur une courte période de temps (10-20 mn) avec la plus grande exactitude possible. L'application de ces méthodes dans le cadre des missions d'océanographie spatiale consiste à donner un sens exact (à quelques centimètres) au calcul du niveau de la mer dans l'espace et dans le temps pour accéder ensuite à la surface topographique moyenne de la mer puis au géoïde terrestre. L’utilisation de la méthode de trajectographie par arcs courts au niveau du bassin méditerranéen et lors des expériences de calibration des altimètres du satellite Topex/Poseidon à Lampedusa et Harvest a d'abord permis d'effectuer de façon indépendante une validation des différentes méthodes de détermination d'orbites précises. La précision et l'exactitude atteinte grâce à la méthode d'arcs courts est de l'ordre de 2 cm sur la position radiale du satellite. Aussi, la détermination de la surface moyenne de la mer à partir de ce calcul d'orbite et des mesures altimétriques de Topex/Poseidon atteint une précision de l'ordre de 2 cm, et l'erreur à craindre sur la position moyenne de cette surface est sub-centimétrique. Ainsi, l'évolution saisonnière du niveau moyen de la Méditerranée a été mise en évidence avec une précision au moins centimétrique. Cette analyse a aussi permis de mettre en évidence les zones de variabilités localisées, liées à des phénomènes océanographiques (courants, zones tourbillonnaires). Enfin, l'utilisation combinée des données altimétriques de Topex/Poseidon et ERS-1, contrôlée par les méthodes géométriques a permis de déterminer une surface moyenne mixte dont la résolution (75 km) permet la mise en évidence de structures fines, à caractère géophysique, avec une précision de l'ordre de 5 cm. .

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Thomas, Claire. "Fusion d'images des résolutions spatiales différentes." Paris, ENMP, 2006. http://www.theses.fr/2006ENMP1399.

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Abstract:

Les satellites de type SPOT, Ikonos ou Quickbird fournissent des images possédant des caractéristiques différentes : d’une part des images de basse résolution spectrale et de haute résolution spatiale, et d’autre part, des images de caractéristiques opposées, c’est-à-dire de haute résolution spectrale combinée à une basse résolution spatiale. De nombreuses applications nécessitent de combiner ces hautes résolutions spatiales et spectrales. Ce travail s’insère dans la synthèse d’images multispectrales à haute résolution au moyen de la fusion d’images. La constatation de lacunes dans la littérature à propos de l’évaluation de la qualité, a mené à l’établissement d’un protocole d’évaluation de la qualité, correspondant à une généralisation de deux travaux précédents. Une étude empirique sur l’évolution de la qualité des produits de fusion dans les échelles complète ce protocole. Une catégorisation des nombreuses distances de la littérature est proposée. Nous ajoutons une nouvelle distance pour caractériser la qualité géométrique des produits de fusion basée sur la fonction de transfert de modulation, que nous avons validée grâce à l’imagerie Ikonos et à son application à quelques méthodes de fusion connues. La sélection d’une série de distances sous forme de bilan de qualité est discutée dans le but d’obtenir une idée de la qualité qui soit la plus complète possible. Puisque nous disposons des outils nécessaires à l’évaluation de la qualité, nous pouvons désormais les exploiter pour le développement de nouvelles méthodes de fusion. Nous avons choisi le concept ARSIS comme cadre de développement car, d’une part, ses différentes implantations donnent généralement de bons bilans de qualité, d’autre part, leur qualité visuelle a été parfois controversée. Une campagne d’évaluation de la qualité visuelle des produits de fusion a permis de répertorier, de classer puis d’expliquer la formation des artefacts de quelques implantations ARSIS. L’étude critique de ces méthodes a mené au développement de trois nouvelles méthodes de fusion qui s’appuient aussi sur des outils extérieurs au concept. Ces nouvelles méthodes sont testées lors d’une seconde campagne d’expérimentation. Une des nouvelles méthodes offre de meilleurs résultats que la méthode de référence choisie. Les expérimentateurs l’ont déclarée acceptable et recommandable pour une utilisation dans le cadre d’une exploitation opérationnelle au sein du ministère de la défense
Space-borne sensors such as SPOT, Ikonos or Quickbird, provide images with different characteristics : on one hand, images with high spectral resolution but low spatial resolutions, and on the other hand, images with high spatial resolution combined to low spectral resolution. This work deals with the synthesis of multispectral images at high spatial resolution by the mean of image fusion. Weak approaches to quality assessment were found in literature. Accordingly, we design a protocol for quality assessment based on two previous relevant works. An empirical survey about the changes in quality budget within scales completes the description of the protocol. We propose a categorization of distances found in literature, and add a new distance for geometrical quality assessment, based on the Modulation Transfer Function. It was validated on Ikonos actual imagery and synthesized images obtained by well-known fusion methods. The selection of a group of distances to form quality budgets is discussed in order to obtain a complete overview of the quality reached by fused products. Once the necessary tools of quality assessment built, we focused on the development of new fusion methods. We have chosen the ARSIS concept as framework because of the good quality budgets attained by its different implementations. However, the visual quality of the resulting images is often criticized. A campaign for the assessment of the visual quality of several ARSIS fused products resulted into the identification, the classification and the explanation of several artefacts. This critical study formed the basis for the development of three new methods. They were tested during a second campaign of experimentation. One of the new methods offers better results than that chosen as reference. The image analysts of this second campaign stated that this method was acceptable and recommendable for an operational exploitation within the minister of defence

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Carrère, Guy. "Radiodiffusion numérique sonore par satellite : une nouvelle approche /." Paris : Ecole nationale supérieure des télécommunications, 1994. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35707864d.

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Dissertations / Theses on the topic 'Satellites artificiels en géodésie'

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