STM-TOPO-15-Géodésie 4
- ue-gct-stm-topo 15
- Topographie
Semestre : 9
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Mathieu KOEHL
- Pascal BONNEFOND
| Total coefficient : 1 |
| Total heures : 13,5 (9 cours, 4,5 TD) |
| Total heures travail personnel : 25 |
Prérequis
Niveau M1 équivalent en physique et mathématiques
Objectif
Comprendre le fonctionnement des différents système de mesure (DORIS, GNSS, SLR, VLBI)
Comprendre la notion de système de référence terrestre et céleste (et les relations pour passer de l'un à l'autre)
Comprendre les variations temporelles qui affecte la "forme" de la Terre et comment les mesurer à partir des mesures de géodésie spatiale (DORIS, GNSS, SLR, VLBI, gravimétrie)
Programme
L'observation de la Terre se basait, jusqu'au milieu de notre siècle, sur les méthodes de Géodésie classique pour la détermination de sa forme et de ses dimensions (ellipsoïde de référence), sur des méthodes astronomiques pour l'observation de son mouvement (rotations et révolutions autour du Soleil), et sur des mesures locales de pesanteur et de déflection de la verticale pour l'étude de son champ de gravité (géoïde). Dès l'apparition des premiers satellites artificiels, à la fin des années 50, les géodésiens ont vu tout l'intérêt de mesures entre un ou plusieurs points au sol et le satellite. En effet, le satellite, durant son passage au-dessus de l'horizon, est visible depuis une zone très étendue de la surface terrestre. On peut ainsi enfin s'affranchir de la condition d'intervisibilité si contraignante en géodésie classique.
L'utilisation des satellites en géodésie a et aura encore un impact immédiat sur les utilisateurs de réseaux géodésiques (bâtisseurs, cadastre, géodynamiciens...) : les coordonnées peuvent être exprimées dans un système mondial commun de précision, comme le système terrestre de l'IERS (International Earth Rotation Service), et non plus uniquement dans un système local.
La géodésie spatiale est une science métrologique fondée en partie sur la mécanique céleste et dont l’objectif est l’étude des formes géométrique et gravifique de la Terre, de sa rotation ainsi que de l’évolution de ces caractéristiques. Elle utilise les mesures des satellites artificiels, notamment par leurs techniques de suivi (GNSS, Laser, DORIS), ou bien encore des mesures galactiques (VLBI).
Les enjeux liés à la détermination précise des références d'espace et de temps touchent un champ d'applications extrêmement large (e.g. positionnement statique ou dynamique) et sont au cœur des défis sociétaux notamment reliés aux conséquences du changement climatique (e.g. variations du niveau moyen des mers).
Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques
L'observation de la Terre se basait, jusqu'au milieu de notre siècle, sur les méthodes de Géodésie classique pour la détermination de sa forme et de ses dimensions (ellipsoïde de référence), sur des méthodes astronomiques pour l'observation de son mouvement (rotations et révolutions autour du Soleil), et sur des mesures locales de pesanteur et de déflection de la verticale pour l'étude de son champ de gravité (géoïde). Dès l'apparition des premiers satellites artificiels, à la fin des années 50, les géodésiens ont vu tout l'intérêt de mesures entre un ou plusieurs points au sol et le satellite. En effet, le satellite, durant son passage au-dessus de l'horizon, est visible depuis une zone très étendue de la surface terrestre. On peut ainsi enfin s'affranchir de la condition d'intervisibilité si contraignante en géodésie classique.
L'utilisation des satellites en géodésie a et aura encore un impact immédiat sur les utilisateurs de réseaux géodésiques (bâtisseurs, cadastre, géodynamiciens...) : les coordonnées peuvent être exprimées dans un système mondial commun de précision, comme le système terrestre de l'IERS (International Earth Rotation Service), et non plus uniquement dans un système local.
La géodésie spatiale est une science métrologique fondée en partie sur la mécanique céleste et dont l’objectif est l’étude des formes géométrique et gravifique de la Terre, de sa rotation ainsi que de l’évolution de ces caractéristiques. Elle utilise les mesures des satellites artificiels, notamment par leurs techniques de suivi (GNSS, Laser, DORIS), ou bien encore des mesures galactiques (VLBI).
Les enjeux liés à la détermination précise des références d'espace et de temps touchent un champ d'applications extrêmement large (e.g. positionnement statique ou dynamique) et sont au cœur des défis sociétaux notamment reliés aux conséquences du changement climatique (e.g. variations du niveau moyen des mers).
Mode d'évaluation
Projets à réaliser en binôme à partir de données réelles (analyses numériques et analyses des résultats) ou de thèmes scientifiques (analyse d'articles)
Bibliographie
Extrait :
- Bureau des longitudes (2009), Les Observatoires, Observer la Terre, Ed. Hermann, 309 pages, ISBN: 978-27056-6946-1
- Geodesy Treatise on Geophysics by Tom Herring, August 2009, ISBN 13 : 978-0-444-53460-6, Elsevier.
- GNSS - Global Navigation Satellite Systems, GPS, GLONASS, Galileo, and more by Hofmann-Wellenhof, Bernhard, Lichtenegger, Herbert, Wasle, Elmar 2008, XXIX, 516 p. 95 illus., Softcover, ISBN: 978-3-211-73012-6
- Levallois, J.-J. (1988). Mesurer la Terre (300 ans de géodésie française — De la toise du Châtelet au satellite), Association française de topographie — Presses de l'École nationale des Ponts et Chaussées
- Spatial Modeling Principles in Earth Sciences by Sen, Zekai, 2009, XII, 250 p., ISBN: 978-1-4020-9671-6
- Zarrouati, O., Trajectoires spatiales, CNES - Cépadues Editions, Toulouse
- Gakstatter, E., (2013), A comparison of free GPS Online Post-Processing Services
- Reference Frames for Applications in Geosciences, Altamimi, Zuheir, Collilieux, Xavier (Eds.), International Association of Geodesy Symposia, doi : 10.1007/978-3-642-32998-2
- Altamimi Z, Sillard P and Boucher C (2002) ITRF2000: a new release of the International Terrestrial Reference Frame for earth science applications. J. Geophys. Res. 107 (B10), 2214
- Altamimi Z, Collilieux X, Legrand J, Garayt B and Boucher C (2007) ITRF2005: a new release of the international terrestrial reference frame based on time series of station positions and earth orientation parameters. Journal of Geophysical Research, 112, B09401
- Altamimi, Z., P. Rebischung, L. Métivier, and X. Collilieux (2016), ITRF2014: A new release of the International Terrestrial Reference Frame modeling nonlinear station motions, J. Geophys. Res. Solid Earth, 121, 6109–6131, doi: 10.1002/2016JB013098.