Analyse des sources d’erreurs systématiques dans le positionnement précis par GNSS: apport de la constellation Galileo

Bienvenue à la soutenance de thèse de Hanane Ait Lakbir!

Résumé : 

Nombre de questions géophysiques et géodésiques reposent sur les données fournies par le positionnement précis via les systèmes de positionnement par satellite (GNSS). Ils permettent en effet de mesurer les déplacements à la surface de la Terre avec une précision allant du millimètre au centimètre. Or, diverses sources d’erreurs peuvent affecter la précision des positions journalières estimées, introduisant des signatures parasites. Il est important de comprendre la source de ces erreurs pour interpréter correctement les mouvements des stations GNSS. Cela implique d’identifier les erreurs systématiques propres à chaque constellation (GPS, Galileo, GLONASS et BeiDou).

Cette thèse examine les erreurs systématiques qui affectent la précision du positionnement par GNSS. Deux types d’erreurs sont étudiés : la contribution des orbites des satellites GNSS au bruit coloré (bruit flicker) de positionnement et l’effet des erreurs de modélisation des déplacements dus à la surcharge des marées océaniques (OTL).

Concernant la contribution des orbites des satellites GNSS au bruit flicker, une analyse a été menée sur deux types de produits GNSS pour GPS, Galileo et GLONASS : les séries de positions des positions des stations et les discontinuités des orbites des satellites GNSS. Le bruit flicker apparaît uniquement pour la constellation GPS, démontrant une contribution orbitale au bruit flicker. Un mécanisme produisant du bruit coloré dans les positions avec GPS a été identifié, lié à des erreurs de modélisations des mesures GNSS et à une variabilité de la géométrie d’observations dans le temps, observée pour la constellation GPS.

D’autre part, une nouvelle stratégie d’estimation a été développée pour améliorer les estimations des erreurs du modèle de déplacement OTL. Cette stratégie basée sur l’ajout et l’estimation de paramètres empiriques lors du traitement des données multi-constellation par PPP permet de passer outre les erreurs systématiques liées à la constellation GPS, en particulier pour les fréquences de marée K1 et K2, dont l’estimation de l’erreur de modélisation est améliorée de 50 % en utilisant les observations Galileo. Ces erreurs sous-journalières de modèle produisent également des signaux de repliement (aliasing) à de plus longues périodes (14 jours, saisonniers), dont nous avons étendu l’identification aux cas de Galileo et GLONASS, afin de montrer l’origine propre à GPS du signal à 13.66j.

Ces résultats permettent d’ouvrir la voie à des futurs travaux afin d’améliorer les traitements des observations et la modélisation des séries temporelles de positions GNSS, et ainsi de mieux observer les processus géophysiques.

Le jury sera composé de :
– Jean-Paul BOY, physicien CNAP, ITES, Université de Strasbourg, rapporteur
– Gilles METRIS, astronome CNAP, GEOAZUR, Université Côte d’Azur, rapporteur
– Florence BIROL, physicienne CNAP, LEGOS, Université Toulouse 3 Paul Sabatier, examinatrice
– Marianne METOIS, maîtresse de conférences, LGL-TPE, Université Claude Bernard Lyon 1, examinatrice
– Joëlle NICOLAS, maîtresse de conférences, ESGT, CNAM, examinatrice
– Félix PEROSANZ, ingénieur de recherche, CNES, GET, directeur de thèse
– Alvaro SANTAMARÍA-GÓMEZ, physicien-adjoint CNAP, GET, Université Toulouse 3 Paul Sabatier, co-directeur de thèse