Etude d'un systeme radar de detection des debris spatiaux et d'estimation de leur orbite

par François Vincent

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jean Paillé.

Soutenue en 1999

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    Depuis 1957, l'homme utilise l'espace a des fins scientifiques, commerciales ou militaires. Chacune de ces missions engendre un nombre plus ou moins important d'objets de tailles tres differentes qui restent en orbite autour de la terre - les debris spatiaux. Ce sont par exemple des etages superieurs de lanceurs, des satellites hors service ou bien des morceaux dus a une explosion. Ces debris spatiaux etant en nombre toujours croissant, le risque de collision avec un satellite operationnel devient de plus en plus important. A l'heure actuelle, les 9000 plus gros debris spatiaux sont suivis regulierement. Cependant, a cause des vitesses tres importantes en orbite basse (10 km/s en relatif), le risque principal pour les satellites operationnels provient des 120000 debris dont la taille est comprise entre 1 et 10 cm. Developper un systeme radar francais de surveillance des ces debris serait beaucoup trop couteux. Le but de cette these est donc d'etudier un systeme radar de detection des debris spatiaux de petite taille en orbite basse a partir de moyens existant en france. Apres avoir analyse les problemes lies aux debris spatiaux, nous avons determine, parmi les systemes radar existants en france, lesquels pourraient etre utilises pour detecter des debris spatiaux centimetriques en orbite basse. Deux criteres sont pris en compte: la performance en detection (liee au bilan radar) et la frequence des detections. Nous nous sommes alors interesses a l'analyse des performances ultimes sur l'estimation de l'orbite des debris spatiaux. Pour cela, nous avons caracterise la precision que l'on peut atteindre sur les 6 parametres orbitaux definissant la trajectoire de l'objet vise en calculant les bornes de cramer-rao correspondantes. Nous avons egalement quantifie le gain apporte par l'utilisation d'un reseau d'antennes. Enfin, nous nous sommes interesses aux methodes d'estimation qu'il est possible de mettre en uvre pour determiner l'orbite de l'objet considere. Nous decrivons en particulier les estimateurs du maximum de vraisemblance et expliquons leur mise en uvre. Nous introduisons egalement une methode sous optimale mais d'un cout calculatoire moindre utilisant le principe d'invariance etendu.

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Informations

  • Détails : 170 p.
  • Annexes : 45 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1999TOU30223
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