4-03-2009
La station permanente GPS de Brest est opérationnelle
depuis le 1er novembre 1998. Elle fut installée pendant
la phase expérimentale du projet
RGP de l'IGN, le plus proche possible du marégraphe,
sur la Pointe de la Rose, dans la Préfecture Maritime.
Elle est gérée par le service Géodésie-Géophysique
de l'EPSHOM, partenaire du laboratoire LAREG de l'IGN pour
les questions de recherche en Géodésie.
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Le choix de l'emplacement est motivé par le
marégraphe, plus précisément par
la série temporelle historique d'observations du
niveau de la mer. En effet, les séries temporelles
de marégraphie entreprises en France le siècle
dernier, d'une part à Brest, depuis 1807, et d'autre
part à Marseille, depuis 1885, présentent
un intérêt majeur particulièrement
sensible aujourd'hui. Ces séries sont parmi les
plus longues du monde ; elles conduisent à des
estimations les plus sûres de l'évolution
séculaire du niveau de la mer dans ces régions,
de l'ordre de 15 cm depuis un siècle (Voir aussi
article
dans Lettre du SHOM n°13). Soucieux de préserver ce patrimoine historique irremplaçable et de poursuivre l'effort entrepris, l'EPSHOM et l'IGN ont unis leurs moyens et leurs compétences pour mettre à niveau la qualité de ces deux stations suivant des recommandations de la communauté scientifique. L'objectif premier de la station GPS de Brest est donc scientifique. Il s'agit de surveiller les mouvements verticaux qui affectent le support du marégraphe de façon à les distinguer des variations à long terme du niveau de la mer et, par suite, permettre une estimation plus juste de l'évolution à long terme du niveau des mers. A ce titre, la station de Brest contribue au réseau mondial de marégraphes GLOSS. |
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Données |
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La station GPS de Brest est constituée d'un
récepteur bi-fréquence de type géodésique,
TRIMBLE 4000SSI, et d'une antenne Dorne Margolin TRIM.
Le récepteur est configuré suivant les standards
du Service
International GPS pour les applications géodésiques
et géodynamiques de grande précision. La
station appartient également au réseau RGP
qui constitue une réalisation moderne du réseau
géodésique français. L'objectif principal
du RGP est de permettre la meilleure exploitation possible
des mesures GPS pour les applications pratiques des géodésiens,
géomètres et topographes. Cela concerne
en particulier les applications du GPS cinématique
(levés topographiques...). Aussi, avons-nous fait
évolué récemment sa configuration
de façon à satisfaire les nouvelles contraintes
du RGP sans pour autant compromettre l'application scientifique
pour laquelle elle a été installée. |
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Le récepteur enregistre les signaux GPS - orbites
radiodiffusées et observations de codes et de phase
sur les fréquences L1 et L2 - avec une cadence
élevée de la seconde. Il enregistre également
les observations météo de la station PTB
200 qui se trouve à quelques mètres (voir
image ci-contre). Cette station météo fut
installée par Météo-France en juin
1999 pour permettre l'estimation de la quantité
d'eau précipitable à partir du traitement
des mesures GPS. Elle effectue des mesures de température,
de pression et d'humidité toutes les dix minutes,
qu'elle communique au récepteur GPS. L'ensemble des observations est collecté de manière automatique depuis l'EPSHOM. Trois types de fichiers d'observations sont alors crées toutes les heures : des fichiers d'orbites GPS, des fichiers d'observations GPS, et des fichiers météo. Ils sont disponibles moins de un quart d'heure après la dernière observation de l'heure (HH:59:59). Les fichiers journaliers à 30 secondes sont désormais fabriqués à partir des fichiers horaires, par concaténation et sous-échantillonnage. La procédure est automatique et se lance tous les jours peu après la collecte du dernier fichier horaire de la journée précedente (Temps Universel dans tous les cas). |
Où récupérer les données ?
Tous les fichiers sont convertis au format
d'échange standard RINEX et suivent les règles
de désignation internationales adoptées dans
l'IGS. Ils sont compressés et disponibles sur le serveur
HTTP du SHOM anonyme (www.shom.fr) pendant 30 jours. Ils peuvent
être récupérés,
- le formulaire d'enregistrement des utilisateurs
via un navigateur internet est disponible à l'adresse
http://www.shom.fr/cgi-bin/rgp/EnregUser.cgi
A l'issue de cet enregistrement vous recevrez par e-mail le
point d'accès aux données GPS de la station
de BREST (protocole http), votre nom d'utilisateur qui sera
votre e-mail et un mot de passe fourni.
La structure du système de fichiers
est simple :
- les fichiers horaires à 1 seconde se trouvent classés
par numéro de jour dans l'année dans le répertoire
rgp/data_1/ les fichiers journaliers à 30 secondes
se trouvent tous dans le répertoire rgp/data_30/.
Les fichiers d'observations sont également disponibles dans le serveur RGP du laboratoire LAREG de l'IGN à l'adresse http://lareg.ensg.ign.fr/RGP/
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Exploitations |
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Sauvegarde régionale et mise en référence RGF93
La station permanente GPS de Brest a fait
l'objet d'une mise en référence dans le système
RGF93 fin mars / début avril 1999 par une équipe
de l'IGN. Le rapport IGN/SGN CR/G 96 (SGN n°27950) relate
les opérations et les résultats obtenus. Ainsi,
les coordonnées de la station permanente de Brest dans
le système RGF93 sont :
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cartésiennes
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géographiques
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Autres rattachements géodésiques
L'objet de la station permanente GPS de Brest est, nous l'avons vu, la surveillance des mouvements verticaux du support du marégraphe dans un système de référence terrestre mondial. L'antenne GPS se trouve cependant éloignée du marégraphe de quelques centaines de mètres, en raison des contraintes techniques GPS (masques de visibilité, multitrajets). A priori, le socle semble le même, c'était une des contraintes scientifiques du choix de l'emplacement de l'antenne. Mais encore faut-il s'assurer de l'hypothèse de stabilité du mouvement relatif entre marégraphe et GPS. Un premier rattachement en nivellement géométrique de précision a été réalisé par l'IGN en mars 1999 (rapport IGN/SGN CR/G 99). Il convient à présent de répéter cette opération annuellement sur les 4-5 prochaines années. La MHA devrait les assurer.
Séries temporelles
Les observations GPS de Brest sont collectées, puis traitées en routine dans le réseau RGP et dans le réseau européen EUREF. Dans ce dernier, trois centres d'analyse traitent les mesures de Brest, dont l'IGN bien sûr. Les solutions hebdomadaires produites par ces centres sont ensuite comnbinées. Les rapports de combinaison montrent des résidus de l'ordre de 1 à 2 mm sur les composantes horizontales et de 4 à 5 mm sur la composante verticale pour Brest. Des séries chronologiques de solutions hebdomadaires GPS sont ainsi produites par le RGP et par EUREF. La série EUREF de Brest montre une variabilité de l'ordre du centimètre après réduction dans le système de référence européen. La série RGP de Brest semble en revanche plus sujette à des artéfacts de calcul.
Les stratégies de collecte et de calcul qui sont appliquées dans le RGP et dans EUREF reposent sur celles de l'IGS, largement orientées par les applications phares de production d'orbites précises des satellites et de maintenance d'un réseau de référence. S'il convient de s'inspirer des mécanismes de l'IGS, il semble toutefois indispensable de les adapter aux besoins spécifiques de l'application de surveillance géodésique des marégraphes. L'objet est de fournir un signal géodésique aussi pur que possible pour permettre une exploitation et une interprétation géophysiques correctes.
Surcharge océanique
Le signal de Brest sur la composante verticale est manifestement singulier. Cela ressemble à un effet de marée. Les résultats préliminaires de l'analyse harmonique confirmeraient cette hypothèse. D'autant qu'il convient de se rappeler que la surcharge océanique n'est pas corrigée dans les calculs du RGP ou de EUREF. Cette correction est controversée. Un effet de marée subsisterait donc dans les solutions journalières et hebdomadaires. Mais il semble que le signal soit plus complexe encore. La section Géodésie-Géophysique de l'EPSHOM participe à des expériences pour mieux comprendre ce signal. Elles mettent notamment à profit le gravimètre absolu de la communauté scientifique nationale.
Autres
Des nouvelles applications devraient a priori
se développer avec la nouvelle configuration de la
station permanente GPS de Brest, notamment des applications
pratiques du mode GPS cinématique.
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Quelques adresses |
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Serveur RGP
: http://lareg.ensg.ign.fr/RGP/
La station de Brest dans le RGP : http://lareg.ensg.ign.fr/RGP/site/brst.html
Serveur IGS : http://igscb.jpl.nasa.gov/
Serveur EUREF : http://homepage.oma.be/euref/
La station de Brest dans EUREF : http://homepage.oma.be/euref/
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