Schéma directeur de la recherche et des ... - Recherche - Ign

3.4.2.4 Géodésie et atmosphère (thème 2 : Composante verticale et atmosphère)L'imperfection de la modélisation de la composante humide de la troposphère dans les logiciels detraitement des données géodésiques radiofréquences (GNSS, DORIS, VLBI) reste une sourced'erreur importante pour la détermination de la composante verticale, et de manière corrélée desretards troposphériques. Des travaux sont engagés depuis plusieurs années sur la caractérisation del'humidité troposphérique sur la base de l'analyse de données expérimentales issues de campagnesmulti-instruments dédiées (p.ex. IHOP, VAPIC), des réseaux GPS permanents, et de donnéesmétéorologiques plus générales (modélisation, radiosondages, données spatiales). Les travaux sur laréduction de cette source d'erreur sont menées selon deux directions complémentaires: (i)l'amélioration de la modélisation de la troposphère dans les logiciels GPS et (ii) le développementd'une méthode de correction externe des retards troposphériques utilisant un lidar Raman "vapeurd'eau" (instrument développé par le LOEMI). Le point (i) sert à la fois les applications géodésiquesclassiques (systèmes de référence et exploitation opérationnelle au SGN) et les applicationsmétéorologiques (climatologie et prévisions météorologiques opérationnelles). Le point (ii) neconcerne que la composante verticale. Il s'agit d'un travail original et novateur développé à l'IGNdepuis plusieurs années qui pourrait permettre d'atteindre une précision millimétrique. A terme, ilpourrait servir à la fois pour des recherches scientifiques (étude des déformations verticales) et lemaintien du système de référence vertical.Il est à noter que d'autres sources d'erreurs affectent les observations de phase des GNSS demanière assez similaire à la troposphère, principalement: les multi-trajets et modèles d'antennes, leseffets de surcharge. Afin de mieux caractériser ces sources d'erreurs, nous proposons de réaliser descampagnes de mesures multitechniques utilisant le lidar Raman qui fournira une vérité terrain pour lesretards troposphériques humides. Ainsi, il sera plus facile d'isoler les différentes sources d'erreurs. Lesdonnées de ce type de campagne permettront aussi d'alimenter les travaux sur la combinaisonmultitechniques utilisant des paramètres troposphériques communs (problématique « Analyse desdonnées de géodésie spatiale », en particulier GNSS et DORIS).Les effets de surcharges se traduisent principalement par des déformations verticales. Une mauvaiseprise en compte de ces effets au niveau des observations peut affecter la précision des estimations deposition de stations et des retards troposphériques. En étroite collaboration avec les trois autres axesde recherche, des recherches amont seront développées à l'aide de la gravimétrie spatiale temporelleGRACE et de la modélisation des surcharges pour mieux comprendre la signature de ces effets dansles différentes mesures géodésiques. Ces travaux seront développés et appliqués dans le cadre degrands chantiers scientifiques (GHYRAF, AMMA et HYMEX).Les "produits troposphériques" des GNSS sont de plus en plus utilisés dans le domaine de lamétéorologie et de la climatologie où elles servent notamment pour la validation d'observations plusconventionnelles (radiosondages, données spatiales) et de résultats de modélisation, mais aussi pourl'étude de processus. Le LAREG a développé un vrai partenariat avec la communauté scientifiqueOcéan-Atmosphère, en participant à divers programmes scientifiques nationaux et internationaux surdes thématiques touchant au climat et au cycle de l'eau (GHYRAF, AMMA, HYMEX…). Il s'agira doncde soutenir cet engagement en continuant d'apporter une expertise en géodésie, en sondage del'humidité atmosphérique (avec les GNSS mais aussi ponctuellement avec le lidar Raman), et enanalyse du cycle de l'eau. Parallèlement, la coopération avec les services opérationnels géodésiques(SGN) et météorologiques (Météo-France) sera développée autour de l'exploitation des réseauxGNSS. En particulier, on considérera l'assimilation de données GNSS plus proches des observationsdans les modèles de prévision dans le but d'améliorer à la fois la qualité des prévisionsmétéorologiques et des calculs géodésiques.3.4.2.5 Synthèse : moyens et indicateursParmi les problématiques scientifiques évoquées plus haut, quatre objectifs sont jugés prioritaires ;- thème « Références géodésiques » : référencement et combinaison des séries temporelles degéodésie spatiale ; on souhaite en particulier ici étendre les méthodes actuelles deréférencement et de combinaison à la prise en compte d'éléments complémentaires auxcoordonnées des stations, notamment les orbites et les paramètres d'horloge des satellitesainsi que les résultats d'estimation des retards troposphériques.- Page 36-