Orbitographie de satellites d'altitudes 500 à 1500 kilomètres à l'aide du système de positionnement global (GPS)

par Jean-François Crétaux

Thèse de doctorat en Techniques spatiales

Sous la direction de Jacques Bernussou.

Soutenue en 1993

à Toulouse 3 .

mots clés

• Sciences appliquees
• Telecommunications et theorie de l'information
• Systeme gps
• Orbitographie
• Positionnement
• Ionosphere
• Gps system
• Orbitography
• Positioning
• Ionosphere
• Satellites artificiels en géodésie
• Navigation (aéronautique) -- Appareils et matériel

Résumé

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

Titre traduit

500-1500 kilometers altitude satellite orbit determination with the global positioning system (gps)

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